許多應用都需要使用低功耗、高性能的差分放大器，將小差分信號轉換成可讀的接地參考輸出信號。兩個(gè)輸入端通常共用一個(gè)大共模電壓。差分放大器會(huì )抑制共模電壓，剩余電壓經(jīng)放大后，在放大器輸出端表現為單端電壓。共模電壓可以是交流或直流電壓，此電壓通常會(huì )大于差分輸入電壓。抑制效果隨著(zhù)共模電壓頻率增加而降低。相同封裝內的放大器擁有更好的匹配性能、相同的寄生電容，并且不需要外部接線(xiàn)。因此，相比分立式放大器，高性能、高帶寬的雙通道放大器擁有更出色的頻率表現。

一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案就是使用阻性增益網(wǎng)絡(luò )的雙通道精密放大器，如圖1所示。此電路顯示了一種將差分輸入轉換為帶可調增益的單端輸出的簡(jiǎn)單方式。系統增益可通過(guò)公式1確定：



其中，增益=RF/1k，且(VIN1–VIN2)是差分輸入電壓。

圖1.差分輸入單端輸出放大器。  

通常，這種方法可以在出現EMI或RFI時(shí)提供更加穩定的讀取功能，因此，建議在存在噪聲問(wèn)題的情況下使用。在測量熱電偶、應變片和電橋式壓力傳感器輸入時(shí)尤其如此，因為它們可以在嘈雜的環(huán)境中提供極小的信號。

此電路不僅能測量傳感器正負端的電壓差，還能提供帶部分系統增益的共模抑制功能，實(shí)現比單端輸入更優(yōu)越的性能改進(jìn)。此外，此傳感器地還可不同于模擬地。接地輸出電壓參考在許多應用中都非常重要。系統  取決于網(wǎng)絡(luò )電阻的容差。

電路可以將差分輸入轉換為帶可調增益的單端輸出。系統增益可以通過(guò)RF和RG1的比值來(lái)設定，假設RG2=RG1且放大器B的增益為-1。

例如，180MHz雙通道放大器ADA4807-2可以構建為一個(gè)針對此應用的反相放大器，并且此電路的噪聲較低。此電路擁有較低的靜態(tài)電流（1000A/放大器），適合低功耗、高分辨率的數據轉換系統。

輸入共模電壓將會(huì )高于電源電壓。采用軌到軌輸出，這在大共模信號或大輸出電壓應用中非常有用。例如，數據采集板擁有可接受0V至5V單端輸入的ADC。但是，信號源恰巧是傳感器電橋產(chǎn)生的差分電壓，電橋一個(gè)端子為正，而另一個(gè)端子為負，以響應存在共模噪聲情況下的壓力。

圖2.差分轉單端放大器的性能。

圖2顯示的是施加差分輸入電壓和電路增益變動(dòng)的情況。RF值可設置系統增益�？梢钥吹�，這張圖顯示的是系統增益1、2和4，且1kHz時(shí)的差分輸入電壓為1Vp-p。

此電路對于測量?jì)蓚�(gè)大電壓之間的小差異非常有用。例如，可以考慮一個(gè)解決方案，利用1%的簡(jiǎn)單  來(lái)監控由3V電池供電系統中的3V/GND供電的典型Wheatstone電橋電路。使用1%電阻或更優(yōu)電阻可實(shí)現所需的  水平，并且此電路將會(huì )抑制任何共模并按照設置的電路增益放大衰減電橋信號。如果驅動(dòng)ADC，則需要應用一些電平轉換功能，獲得0V至5V范圍的輸出信號。

該電路同時(shí)具有出色的失真和低靜態(tài)電流的特點(diǎn)。雙通道運算放大器解決方案可降低系統成本，而差分放大器的使用則可提高性能。