En el sector de la electrónica, los amplificadores comprenden equipos esenciales en una gran variedad de circuitos. Entre los más utilizados, se encuentran los amplificadores diferenciales y los amplificadores operacionales. Aunque ambos comparten algunas características, tienen funciones y aplicaciones muy específicas.
¿Qué es un amplificador diferencial y en qué se diferencia del amplificador operacional? A continuación, ¡te lo contamos!
¿Qué es un amplificador diferencial?
Un amplificador diferencial es un tipo de amplificador diseñado para amplificar la diferencia entre dos señales de entrada. En lugar de amplificar una sola señal con respecto a tierra, como lo hacen otros tipos de amplificadores, el amplificador diferencial toma dos señales y las compara, amplificando únicamente la diferencia entre ellas. Este tipo de amplificador es fundamental en aplicaciones que requieren la medición de señales pequeñas o ruidosas, ya que puede rechazar ruidos comunes a ambas señales, lo que mejora significativamente la calidad de la señal resultante.
Los amplificadores diferenciales se componen generalmente de dos entradas: una entrada positiva (no inversora) y una entrada negativa (inversora). Así, la salida del amplificador será proporcional a la diferencia entre las señales aplicadas a estas dos entradas. Este comportamiento los hace ideales para aplicaciones de medición, instrumentación y procesamiento de señales donde es crucial mantener la precisión de las señales.
¿Qué hace un amplificador diferencial?
El propósito principal de un amplificador diferencial es amplificar la diferencia de voltaje entre dos señales de entrada. Esto es útil en situaciones donde una señal está contaminada con ruido o interferencias, ya que el amplificador puede ignorar cualquier señal común a ambas entradas (ruido común), amplificando solo la diferencia genuina.
Una de las características clave de los amplificadores diferenciales es su capacidad para proporcionar un alto rechazo de modo común (CMRR, por sus siglas en inglés). El CMRR mide la capacidad del amplificador para rechazar señales que están presentes en ambas entradas. Así, cuanto mayor sea el CMRR, mejor será el amplificador para filtrar ruidos y otras interferencias indeseadas, lo que los convierte en componentes ideales en sistemas de medición de alta precisión y en aplicaciones como:
- Mediciones de señales débiles: En situaciones donde la señal que se quiere medir es muy pequeña comparada con el ruido.
- Sistemas de audio: Para filtrar interferencias y ruidos en señales analógicas.
- Electrocardiogramas: Para medir señales biológicas que suelen estar acompañadas de interferencias.
¿Cuál es la diferencia entre un amplificador operacional y un amplificador diferencial?
Aunque tanto los amplificadores diferenciales como los amplificadores operacionales (op-amps) pueden parecer similares, existen diferencias clave entre ellos en cuanto a diseño y función. A continuación, desde Distron, entramos en detalle en las principales diferencias:
1. Principio de funcionamiento
En primer lugar, como hemos comentado, un amplificador diferencial amplifica la diferencia de voltaje entre dos señales de entrada, y es especialmente útil cuando se requiere amplificar señales pequeñas y rechazar ruidos comunes presentes en ambas entradas. Este tipo de amplificador es ideal en aplicaciones donde la precisión y el rechazo de interferencias son fundamentales.
Por otro lado, un amplificador operacional es un amplificador versátil que puede configurarse de diversas maneras según la aplicación, como en filtros, osciladores o amplificadores de ganancia variable. Aunque también puede operar en modo diferencial, su uso es más amplio, lo que lo hace más adaptable a distintos circuitos, mientras que el amplificador diferencial tiene una función más específica en la amplificación de la diferencia entre dos señales.
2. Configuración de entrada
El amplificador diferencial cuenta con dos entradas, una no inversora y una inversora, que se utilizan para calcular la diferencia de voltaje entre ellas. Esta configuración es esencial para amplificar la diferencia entre dos señales, manteniendo un alto rechazo del ruido común. Por otro lado, el amplificador operacional también tiene dos entradas, pero está diseñado para ser más flexible, permitiendo que su configuración de entradas y salidas se ajuste según la aplicación, como en la amplificación de voltaje, integración, diferenciación, entre otras funciones, lo que lo hace ideal para una variedad de circuitos electrónicos.
3. Aplicaciones
El amplificador diferencial se utiliza principalmente en situaciones donde se requiere una alta precisión en la amplificación de señales pequeñas o débiles, especialmente cuando es crucial rechazar eficazmente el ruido común presente en ambas entradas. Este tipo de amplificador es ideal en aplicaciones de medición y procesamiento de señales críticas. En cambio, el amplificador operacional tiene una gama más amplia de aplicaciones, desde amplificación simple hasta procesamiento complejo de señales, y es comúnmente utilizado en circuitos de filtros activos, sistemas de control y audio, entre otros, gracias a su versatilidad y capacidad de adaptación a diferentes configuraciones.
4. Ganancia y características técnicas
Por último, los amplificadores diferenciales suelen tener una ganancia constante que depende de la diferencia entre las señales de entrada, y su rendimiento está determinado en gran medida por su relación de rechazo de modo común. Por otro lado, los amplificadores operacionales son más flexibles, ya que pueden ser configurados con diferentes ganancias, ajustadas mediante componentes externos como resistencias y capacitores, y pueden operar en diversas configuraciones, tales como amplificadores inversores, no inversores o sumadores, lo que los hace adecuados para una amplia variedad de aplicaciones.
En cualquier caso, tanto el amplificador diferencial como el amplificador operacional son componentes fundamentales en la electrónica, pero tienen propósitos distintos. ¿Necesitas asesoramiento profesional? En Distron estaremos encantados de facilitarte toda la información que necesites. ¡Contacta con nosotros!
