Um amplificador diferencial é um amplificador eletrônico cujo sinal de saída é proporcional à diferença entre dois sinais de entrada.
É um comparador linear e de corrente contínua (sua largura de banda se estende até zero).
A estrutura básica de um amplificador diferencial compreende dois componentes ativos idênticos, dos quais a parte comum na entrada e na saída está conectada a um elemento de corrente constante. Se a corrente que flui por um dos ramos aumenta, o outro deve necessariamente diminuir. A saída é, portanto, diferencial e, por repercussão, a entrada.
Dizemos flutuante ou simétrico uma saída tomada entre os dois ramos, e referenciada ou assimétrica uma saída tomada entre um ramo e o solo ( Neffati 2006 ).
A saída de cada ramo é invertida em relação à entrada do mesmo ramo.
Quanto mais a corrente fluindo no ramo comum for independente das condições de carga dos ramos diferenciais, menos influência terá a tensão comum nas entradas. Um resistor pode substituir o regulador de corrente, mas contribui para a transcondutância de modo comum.
Os amplificadores diferenciais quase sempre são encontrados em um circuito integrado denominado amplificador operacional . Chama-se montagem diferencial desse componente aquele em que se explora essa propriedade, em oposição àqueles em que se usa a entrada inversora para o feedback que limita a amplificação de um único sinal.
Os componentes externos controlam o ganho e determinam a impedância de entrada.
Além das características usuais dos amplificadores - impedâncias de entrada e saída, ganho , linearidade , etc. , o amplificador diferencial tem propriedades relacionadas à sua função de comparar dois sinais.
A taxa de rejeição do modo comum expressa a capacidade do amplificador diferencial de realizar sua função, ou seja, o sinal de saída varia apenas de acordo com a diferença entre os sinais de entrada, independentemente de sua soma. Em uma montagem composta por um circuito amplificador diferencial e componentes que fixam o ganho e a largura de banda, uma boa taxa de rejeição do modo comum impõe o balanceamento das impedâncias de entrada do circuito, sob pena de transformar o modo comum em sinal diferencial. Na procura de altas taxas, esse balanceamento não é mais possível pela seleção de componentes. Uma topologia de amplificador de medição é usada .
Quando ambas as entradas recebem o mesmo sinal, a saída deve ser exatamente zero. É provável que esta condição varie com a temperatura. Os circuitos integrados oferecem um pino de ajuste para zero, outros uma correção automática do drift, aproveitando o fato de todos os componentes integrados estarem na mesma temperatura.
O amplificador diferencial é o componente essencial do controle automático. Ele compara um ponto de ajuste com uma medição para controlar o sistema escravo por uma tensão proporcional ao seu desvio relativo.
Um amplificador diferencial cuja entrada não inversora está conectada à saída por meio de um resistor e à tensão de referência por outro é um comparador inversor de histerese, dito gatilho Schmitt ou gatilho Schmitt . É um circuito de interface analógico-lógica: a saída está sempre saturada ( Neffati 2006 , p. 278). Este conjunto é utilizado no servocontrole, quando o dispositivo a ser controlado opera no modo tudo ou nada, e na eletrônica lógica, para a formação de um sinal.
O amplificador diferencial é usado, como entrada e saída, para transmissão de sinalização diferencial em uma linha balanceada .