Differenzialer Vorteil gegenüber nicht-invertierendem Operationsverstärker

Wenn die Entfernungen zwischen Messpunkt und Messkreis kurz sind (dh es gibt keine Entfernung/Kabel, die durch eine externe Störquelle gefährdet werden könnten) UND es eine gemeinsame Masse zwischen Messpunkt und Messkreis gibt, dann sicher kann einen Single-Ended-Verstärker verwenden.

Das Problem tritt auf, wenn Sie eine Rauschgefahr auf der Verbindung zwischen Quelle und Messkreis haben ODER wenn es zwischen Messpunkt und Messkreis zu Masseprellen kommt. Zum Beispiel könnten Sie denken, dass diese Schaltung in Ordnung ist: -

Wenn Sie jedoch analysieren, wie Rauschen mit dem Kabel und den unsymmetrischen Impedanzen beider Drähte reagieren könnte, erhalten Sie Folgendes: -

Bei einem Single-Ended-Empfangsverstärker ist ein Eingang fest mit der örtlichen Masse verbunden und wird von den Störungen auf dem Kabel weitgehend unbeeinflusst bleiben. Sicher, es wird eine Energieinjektion geben, aber diese Energie wird vom lokalen Boden "aufgesaugt", wodurch sehr wenige Überspannungsartefakte entstehen.

Der andere Eingang hat jedoch eine Impedanz zur lokalen Masse, die durch den Eingangswiderstand bestimmt wird.$R$und es entwickelt sich eine Stoßspannung, die durch den Single-Ended-Verstärker verstärkt wird.

Dies kann nur durch einen Differenzverstärker mit symmetrischer Eingangsimpedanz gelöst werden: -

Da beide Eingänge in den Differenzempfangsverstärker die gleiche Impedanz gegenüber lokaler Erde haben, wird die Interferenzwellenform an beiden Eingangsknoten gleichermaßen gesehen, und die Wirkung des Differenzverstärkers besteht darin, diese Signale auszulöschen.

Wenn der Messpunkt lokal geerdet wäre, verursacht dies noch größere Probleme für den Single-Ended-Verstärker, kann aber sogar Probleme für den Differenz-/Symmetrieverstärker verursachen, wenn die Quelle eine Ausgangsimpedanz hat: -

Dies kann nur gelöst werden, indem die Eingangsquelle in Bezug auf ihre Impedanzen ausgeglichen wird: -

_{Bilder und etwas Text von hier}

Die Antwort hängt von Ihren Anforderungen an Dinge wie SNR, Messtreue und Linearität ab. Wenn diese für Sie wichtig sind, weil Sie beispielsweise sehr kleine Ströme messen müssen oder Sie eine extreme Linearität bei Ihren Messungen benötigen, dann hat die differenzielle Lösung einen Vorteil. Andernfalls, wenn Ihre Anforderungen nichts Besonderes sind, sieht es so aus, als würde die nicht invertierende Konfiguration ausreichen. Möchten Sie ein paar mA bis 100 mA oder so oder eher im Bereich von pA bis nA messen? Sie sehen, das macht einen Unterschied in Ihrer endgültigen Wahl ...