制御利得を持つ実用的な差動増幅器の設計
差動Op-Amp回路
帰還のないOp-Ampはすでに差動増幅器であり、2つの入力間の電圧差を増幅します。しかし、その利得は制御できず、一般的に実用には高すぎます。これまでOp-Ampに負帰還を適用してきた結果、実用上は入力の一方が失われ、単一電圧信号の増幅にしか適さない増幅器となっていました。しかし、少しの工夫で、両方の電圧入力を維持しつつ、外部抵抗で設定される制御利得を持つOp-Amp回路を構築できます。
すべての抵抗値が等しい場合、この増幅器の差動電圧利得は1になります。この回路の解析は、非反転入力（+）がグラウンドに直接接続されるのではなく、V2の一部の電圧にある点を除けば、反転増幅器と本質的に同じです。当然ながら、V2が最終増幅器回路の非反転入力として、V1が反転入力として機能します。したがって：
1以外の差動利得を得るには、上下両方の電圧分圧器の抵抗を調整する必要があり、複数の抵抗変更と2つの分圧器間のバランス調整が必要で、対称動作のためには必須です。これは明らかな理由から必ずしも実用的ではありません。
入力電圧信号のバッファリング
この増幅器設計のもう一つの制限は、入力インピーダンスが他のOp-Amp構成、特に非反転（シングルエンド入力）増幅器と比較して低いことです。各入力電圧源は抵抗を通じて電流を駆動しなければならず、これは単独のOp-Amp入力のインピーダンスよりもはるかに低くなります。この問題の解決策は幸いにもシンプルです。各入力電圧信号を電圧フォロワで「バッファ」するだけです：
これでV1とV2の入力ラインが2つの電圧フォロワOp-Ampの入力に直接接続され、非常に高いインピーダンスが得られます。左側の2つのOp-Ampが、入力電圧源（何であれ）に任せる代わりに、抵抗を通じた電流駆動を担当します。回路の複雑さは最小限の増加で、大きなメリットが得られます。
関連ワークシート：
- サマーとサブトラクタOp-Amp回路 ワークシート
- 基本オペレーショナルアンプ ワークシート
産業技術