Dalam artikel ini, kami membandingkan penguat deria semasa dan penguat pembezaan, menganalisis seni bina, ciri prestasi dan perbezaan aplikasinya. Kelebihan penguat deria semasa dalam lebar jalur, nisbah penolakan mod biasa (CMRR) dan aplikasi frekuensi tinggi diserlahkan.

Perbezaan Seni Bina Antara Penguat Deria Semasa dan Penguat Pembezaan

Tidak seperti penguat pembezaan, yang bergantung pada rangkaian perintang input untuk melemahkan voltan masukan, penguat deria semasa biasanya menggunakan seni bina yang unik. Mereka menggunakan transistor input voltan tinggi untuk mengendalikan secara langsung voltan mod biasa yang besar dan cepat berubah-ubah sambil menguatkan voltan shunt pembezaan kecil dengan tepat (Rajah 1).

Rajah 1. Contoh Penguat Deria Semasa

Dalam penguat pembezaan, isyarat pembezaan input mula-mula dilemahkan oleh rangkaian perintang, kemudian dikuatkan kembali ke tahap input asal dengan keuntungan tambahan untuk mencapai penguatan isyarat akhir pada output. Memulihkan input yang dilemahkan kepada amplitud isyarat asalnya menggunakan sebahagian daripada produk lebar jalur keuntungan penguat dalaman, mengorbankan lebar jalur untuk mencapai keuntungan tambahan.

Sebaliknya, penguat deria semasa tidak melemahkan isyarat kerana transistor input voltan tinggi mereka, menghapuskan keperluan untuk keuntungan tambahan untuk memulihkan amplitud isyarat. Ini membolehkan op-amp dalaman mengekalkan lebih lebar jalur untuk penguatan isyarat.

Kelebihan Prestasi Penguat Deria Semasa

Kelebihan Lebar Jalur: Sebagai contoh, penguat pembezaan AD8206 mempunyai lebar jalur isyarat kecil -3dB sebanyak 100 kHz, manakala penguat deria semasa AD8210 menawarkan lebar jalur 450 kHz. Lebar lebar penguat deria semasa menjadikannya sesuai untuk aplikasi frekuensi tinggi atau senario yang memerlukan pengesanan transien arus pantas.

Nisbah Penolakan Mod Biasa Tinggi (CMRR): Penguat deria semasa biasanya mempamerkan CMRR yang lebih tinggi, biasanya dalam julat 100 dB hingga 120 dB atau lebih tinggi, manakala kebanyakan penguat pembezaan mempunyai CMRR antara 80 dB dan 100 dB.

Julat Voltan Mod Biasa: Satu pertukaran untuk lebar jalur yang lebih besar bagi penguat deria semasa ialah ketiadaan rangkaian pengecilan dalaman. Ini mengehadkan keupayaan mereka untuk menerima voltan input mod biasa yang sangat tinggi berbanding dengan penguat pembezaan. Walau bagaimanapun, penguat deria semasa masih menyokong julat voltan mod biasa yang tinggi, biasanya antara 80 V dan 100 V.

Kelebihan Penguat Deria Semasa dalam Pengukuran Arus Berubah Cepat

Penguat deria semasa biasanya digunakan untuk mengukur arus pensuisan yang besar. Apabila mengukur arus ini pada bahagian tinggi beban, voltan mod biasa merentasi perintang shunt mungkin berubah-ubah dengan cepat antara paras tanah dan voltan bekalan.

Perubahan pantas ini boleh mendorong transien yang ketara pada input penguat. Dalam sesetengah kes, transien voltan mod biasa mungkin melebihi amplitud isyarat itu sendiri. Sebaik-baiknya, penguat seharusnya hanya menghasilkan output yang mencerminkan voltan deria pembezaan yang dikuatkan. Walau bagaimanapun, dalam aplikasi praktikal, output mungkin menunjukkan tindak balas langkah mod biasa.

Penguat deria semasa cemerlang dalam menyekat pancang sementara mod biasa yang disebabkan oleh langkah voltan mod biasa yang berubah pantas, menjadikannya sangat sesuai untuk aplikasi penderiaan semasa dengan amplitud yang berubah-ubah dengan pantas.

Aplikasi Penguat Deria Semasa dalam Sistem Kawalan Motor Tiga Fasa

Contoh utama pensuisan voltan mod biasa pantas berlaku dalam pengukuran arus fasa sistem kawalan motor tiga fasa. Dalam sistem sedemikian, pengawal menghantar isyarat modulasi lebar nadi (PWM) ke peringkat penyongsang untuk memacu setiap fasa motor (Rajah 2).

Rajah 2. Penderiaan Arus Kawalan Motor Tiga Fasa

Perintang shunt diletakkan secara bersiri dengan motor untuk mengukur voltan pembezaan merentasinya, memberikan maklum balas arus serta-merta. Maklum balas ini membolehkan pengawal menentukan fasa setiap isyarat. Apabila setiap nadi PWM tiba, voltan mod biasa pada perintang shunt bertukar dengan pantas merentasi julat bekalan penuh, dari V- ke V+. Peralihan PWM yang pantas ini menuntut penguat dengan lebar jalur yang tinggi dan penindasan yang berkesan terhadap overshoot sementara semasa tepi naik dan turun.