В приборах для регистрации биопотенциалов используются дифференциальные усилители электрических сигналов, поскольку на входную цепь усилителя воздействует не только полезный (биопотенциалы), но и паразитный сигнал. Возникновение паразитного сигнала во многом обусловлено наведением электрических токов в теле пациента и в проводниках, соединяющих электроды с входом регистрирующего прибора.Поэтому тело пациента и электрические проводники находятся в переменном электромагнитном поле, возникновение которого обусловлено переменным электрическим током промышленной частоты 50 Гц.
В ряде случаев амплитуда паразитных сигналов может составлять несколько вольт (В), а амплитуда биопотенциалов составляет несколько милливольт (мВ), что приводит к значительным искажениям выходного сигнала или невозможности регистрации биопотенциалов.Использование дифференциальных усилителей электрических сигналов позволяет решить эту проблему. На рис.7 представлена блок-схема дифференциального усилителя биопотенциалов.
Рис.7. Блок-схема дифференциального усилителя.
Дифференциальный усилитель состоит из двух усилителей 1 (А) и 2 (В), у которых один из входов заземлён, а на второй вход подаётся регистрируемая разность потенциалов Ux.
Полезный сигнал Ux называют противофазным сигналом, поскольку при его воздействии потенциалы незаземлённых входов усилителей А и В меняются в противофазе. Одновременно на входы усилителей воздействует паразитный сигнал Us, который называют синфазным, т.к. он меняет потенциалы незаземлённых входов усилителей А и В синфазно.
Следовательно, при действии на вход усилителя противофазного сигнала на входе получаем усиленный сигнал (рис.8, а). При воздействии синфазного сигнала разность потенциалов на выходе равна 0 (рис.8,б).Таким образом, дифференциальный усилитель позволяет выделять и усиливать полезный сигнал и подавлять сигнал помехи.
Для качественной работы дифференциального усилителя усилители 1(А) и 2(В) должны быть идентичны по своим параметрам.
Рис.8 Изменение потенциала на входах и выходе дифференциального усилителя:
а) при воздействии противофазного сигнала.
б) при воздействии синфазного сигнала.
Параметры дифференциальных усилителей:
1. Коэффициент режекции: 
А – коэффициент передачи (усиления) противофазного сигнала
В – коэффициент показывающий, какая часть входного синфазного сигнала преобразовалась на выходе в противофазный сигнал.
2. Коэффициент дискриминации: 
С – коэффициент передачи (усиления) синфазного сигнала.
В случае идеального усилителя: В®0, Н®¥.
Для дифференциальных усилителей электрокардиографов минимальный Н>1000, для усилителей электроэнцефалографов Н>10000 (так как амплитуда биопотенциалов головного мозга меньше амплитуды потенциалов сердечной мышцы). F обычно >1.