差分运放电路中输入电压偏置对输出电压的影响：交流电压与直流母线电压差分采样的TINA仿真研究

差分运算放大电路仿真电路

  差分运算放大电路，对差分信号进行放大，共模信号得到抑制，稳定性好，应用广泛。

  可以采集电路中的交流电压，直流母线电压等比较高的电压采集处理，需要用电阻进行分压处理转换成可以接入运放输入端的电压，即是上图中VF2和VF1的电压。

差分运放输入前信号计算

   上述600K电阻进行了简化处理，实际工程应用中会采用如下电路

  怎样得到VF5-VF4的电压呐，进行如下简化，由运放的“虚短”可得

由电路的分压关系可得：

当V2-V1=100V时，VF5-VF4=0.84V，即此时运放输入端的电压是0.84V

无直流偏置的电路计算仿真

   当我们输入电压是100V的时候，经过电阻分压进入运放的信号电压即（VF2-VF1）的电压约为0.84V，运放输出经过10倍放大输出约为8.4V，具体如下仿真：

输入100V的电压

（VF2-VF1）的电压为840.7mV

运放输出8.43V

有直流偏置的电路计算仿真

   通常使用的芯片内部ADC都是单极性的，即只能采集正电压。所以会在运放的同相输入端加上直流偏置电压，输出端也会有同样的直流偏置，具体计算如下：

采集的电压是100V，进入运放输入端的电压仍约为0.84V，加入1.65V的直流电压偏置

加入1.65V的直流电压偏置，输出为8.4V+1.65V=10.05V，仿真结果如下：

运放输出端是RC滤波电路，目的是防止输出过冲等信号失真问题

需要注意的是，差分输入要求对称，所以一侧相对应的电容电阻都应该是相等。

当采集的电压越高的时候，前端分压电阻的值也会越大，但是也需要考虑电阻功率等问题。

作者：小郭爱学习@