06. [OP AMP] 차동 증폭기의 모든것을 알아보자

06. [OP AMP] 차동 증폭기의 모든것을 알아보자

안녕하세요 JNP 입니다.

 

오늘은 차동 증폭기의 용어 및 회로 공식등을 알아보겠습니다.

 

차동 증폭기 (Differential AMPLIFIER) 라고도 합니다. 즉 CMRR 이 높은 증폭기라고도 말할수 있습니다.

이제 조금더 자세하게 알아 보겠습니다. 차동증폭기의 공식유도는 하지 않고 최종 결과값만 보고 개념에 대해 알아 보겠습니다.

* R1 = RF = R2 = R3이 같다고하면  VOUT = VCC_1 - VCC_2 가 됩니다.

* R1 =R2  ,  R3 = RF 이면 공식은 이미지와 같다고 볼수 있습니다.

보통 처음 입력단은 고입력 임피던스를 가진 전압팔로워를 사용하여 입력을 받는데 위의 이미지에서는 생략을 하였습니다.

 

그러면 CMRR 이 무엇  인지 공부해봅시다.

CMRR(Common-Mode-Regection-Ratio)이고 한국말로는 동상제거비 라고 합니다.

즉, 노이즈를 제거하는데 좋다는 것입니다. 동상제거비가 낮으면 전원을 타고 들어오는 노이즈도 같이 증폭을 하게 되는데 CMRR이 높은 차동 증폭기를 쓴다고하면 노이즈는 제거가 되고 전원 신호만 증폭을하게 됩니다.

동상 제거비는 VCC_1과 VCC_2로 들어오는 같은 GND를 가진 전압원 이 들어온다고 가정을 하면  VCC_1에 들어오는 노이즈와 VCC_2에 들어오는 노이즈는 상쇄가 되어 순수 전압원만 결과값으로 받을수가 있습니다.

CMRR 값의 개념은 다음 공식과 같습니다.

 

마지막으로 이득 조절이 가능하고 고입력 임피던스의 차동증폭기를 사용하고자  하시는분에게 추천을하자면 INA128,INA129 를 추천드립니다. 실제 OPAMP 와 저항들로 만들수 있지만 PCB의 사이즈 및 회로의 복잡성이 많이 작아지는 장점이있습니다.

내부 회로를 보겠습니다.

 

이미지에서 RG의 저항만 바꾸면 사용자가 원하는 이득을 가져갈수도 있고 A1과 A2가 고입력임피던스를 받을수 있게 구성이 되있어서 SOIC8 패키지 1개로 CMRR,이득 등 여러가지 기능을 가지고 있다고 생각합니다.

 고입력의 임피던스를 가진 차동 증폭기는 여러가지 형태의 회로로 만들어 나타낼수 있습니다.

 

이득이 1인 차동증폭기를 사용하여 비반전 증폭기를 사용하여 이득을 조절할수도 있고, 저항3개만의 추가하여 이득을 조절할수도 있고 INA128을 사용하여 전압을 조절할수도 있고 여러가지 방법이있습니다.

 

사용자가 회로의 기능과 성능에 알맞다고 생각하는 회로를 사용하셔서 제품을 개발하면 됩니다.

 

감사합니다.