Was ist die differenzielle Eingangsimpedanz eines Operationsverstärkers?

Ich habe von Differenzspannungen gehört, aber das Konzept einer Differenzimpedanz ist mir neu.

Angenommen, wir versuchen, die differentielle Eingangsimpedanz des folgenden Differenzverstärkers zu berechnen/abzuleiten:

Differenzverstärker

Was würde das dann bedeuten und wie würden wir das angehen?

Seiten wie diese geben Auskunft über die Impedanz, die an den invertierenden und nicht invertierenden Eingängen des Operationsverstärkers zu sehen ist, aber sie erwähnen nicht die differentielle Impedanz, was mich auf der Suche nach Antworten feststecken lässt. Dieser Beitrag ist sehr ähnlich und gibt uns die Antwort R1 + R2 (was in unserem Fall wirklich R1 + R3 ist), aber es gibt keine Erklärung dafür, wie wir zu diesem Ergebnis kommen, und hier stecke ich fest.

Vielen Dank für jede Hilfe und einen schönen Tag.

Antworten (2)

Die differentielle Eingangsimpedanz ist R1 + R3.

Das liegt daran, dass der Operationsverstärker aktiv über die Rückkopplung R2 sicherstellt, dass sowohl die V+- als auch die V-Knoten am Operationsverstärker identische Spannungen haben.

Da V1 über R1 in die Spannung V- endet und V2 über R3 in die Spannung V+ endet und V+ und V- identische Spannungen sind, liegt V1-V2 über der Summe der Widerstände R1 und R3, und das heißt die differentielle Impedanz.

Als Beispiel verwenden wir die Schaltung, um beispielsweise eine 3-V-Batterie zu messen. Ein Batteriepol, beispielsweise der positive, ist mit V1 verbunden, und der andere Batteriepol, der negative, ist mit V2 verbunden.

Da die Batterie eine vollständig schwebende Spannungsversorgung ist, dh sie hat keine gemeinsame Referenz mit den Versorgungen des Operationsverstärkers oder dem Erdungssymbol, ist die gemessene Batteriespannung vollständig differentiell.

V1-V2 ist also die Batteriespannung, 3 V. Auch hier hält der Operationsverstärker V+ und V- gleich, egal was V+ und V- sind. Es gibt also definitiv nur einen Abfall von 3 V über den Widerständen R1 + R3. Welche Spannung an V+ anliegt und somit der Strom durch R4, spielt für die differentielle Impedanz überhaupt keine Rolle.

Ok das ergibt mehr Sinn. Meine Frage ist nun, warum kommt der Widerstand R4 überhaupt nicht ins Spiel? Es teilt die von V2 gelieferte Spannung, so dass es anzeigen würde, dass das Vorhandensein von R4 einen gewissen Einfluss auf die Spannung hat, die an V + gesehen wird. Warum ist es also nicht Teil der differentiellen Eingangsimpedanz?
Gute Frage. Ich werde es in meiner Antwort bearbeiten.
Danke für das Update, macht jetzt Sinn.

Aus Gründen des Gleichtaktimpedanzausgleichs sollten R1 und R3 denselben Wert haben (nennen Sie es R): -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Und da beide Eingänge mit derselben Spannung (Vx) resistiv terminiert sind, beträgt die differentielle Impedanz aufgrund der Wirkung des Operationsverstärkers und der negativen Rückkopplung 2R.

Wenn Sie jedoch die Anforderung des CM-Impedanzausgleichs ignorieren, beträgt die Eingangsimpedanz R1 + R3.

OK danke. Habe ich Recht, wenn ich sage, dass R4 nicht im Endergebnis enthalten ist, da R4 den Wert von Vx direkt steuert und da sowohl V+ als auch V- dieselbe Spannung (Vx) haben, ist der „Effekt“ von R4 in beiden Eingängen vorhanden und so Wenn wir die Differenz nehmen, geht sie verloren?
Sie können beide Eingänge über ihre jeweiligen Widerstände R1 und R3 als mit Vx verbunden betrachten. Das ist alles, was zählt. Vergessen Sie nicht, dass ein richtiger Diff-Amp beide Widerstände mit dem gleichen Wert hat, um Gleichtaktrauschen zu unterdrücken.
Und R4 wird eher Teil der Gleichtaktimpedanzgleichung als irgendetwas, das mit der differentiellen Eingangsimpedanz zusammenhängt.
Danke für den Hinweis, macht jetzt Sinn.
Was ist die differenzielle Eingangsimpedanz eines Operationsverstärkers?
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