五直流差动放大电路
实验五 直流差动放大电路
一、实验目的
l.熟悉差动放大电路工作原理。
2.掌握差动放大电路的基本测试方法。
二、实验仪器
1.双踪示波器
2.数字万用表
3.信号源
三、预习要求
1.计算图5.1的静态工作点(设r bc =3K ，β=100)及电压放大倍数。
2.在图5.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。
差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路，由典型的工作点稳定电路演变而来。为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路，以牺牲一个晶体管放大倍数为代价获取了低温飘的效果。它还具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，由于不存在电容，可以不失真的放大各类非正弦信号如方波、三角波等等。差分放大电路有四种接法：双端输入单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。 由于差分电路分析一般基于理想化（不考虑元件参数不对称），因而很难作出完全分析。为了进一步抑制温飘，提高共模抑制比，实验所用电路使用V3组成的恒流源电路来代替一般电路中的R e ,它的等效电阻极大，从而在低电压下实现了很高的温漂抑制和共模抑制比。为了达到参数对称，因而提供了R P1来进行调节，称之为调零电位器。实际分析时，如认为恒流源内阻无穷大，那么共模放大倍数A C =0。分析其双端输入双端输出差模交流等效电路，分析时认为参数完全对称：
设2
,,1
//
/
2121P be be be R R R r r r =
=====βββ，因此有公式如下： ),2
(2),)1((21/1L
c
B od be B id R R i u R r i u ??-=?++?=?ββ 差模放大倍数c O d d be L c
id
od d R R A A R
r R R u u A 2,22)1(2
21/
===++-=??=
ββ
同理分析双端输入单端输出有：c O be L c d R R R r R R A =++-=,)1(21
/
ββ
单端输入时：其d A 、O R 由输出端是单端或是双端决定，与输入端无关。其输出必须考虑共模放大倍数：2
i
c i
d O u A u A U ??
+?= 无论何种输入输出方式，输入电阻不变：))1((2/
/R r r be i β++=
四、实验内容及步骤
实验电路如图5.1所示
图5.1 差动放大原理图
图5.1有错误，两个510欧的电阻R 对实验没有意义，应去掉。
1.测量静态工作点， (1)调零
将输入端短路并接地，接通直流电源，调节电位器R Pl 使双端输出电压V 0=0。 (2)测量静态工作点
测量V 1、V 2、V 3各极对地电压填入表5.1中
表5.1
2.测量差模电压放大倍数。
在输入端加入直流电压信号V id =土0.1V 按表5.2要求测量并记录，由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。注意：先将DC 信号源OUTl 和OUT2分别接入V i1,和V i2端，然后调节DC 信号源，使其输出为+0.1V 和-0.1V 。 3.测量共模电压放大倍数。
将输入端b 1、b 2短接，接到信号源的输入端，信号源另一端接地。DC 信号分先后接
OUTl 和OUT2，分别测量并填入表5.2。由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。进一步算出共模抑制比CMRR=
c
d
A A 。 表5.2
4.在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验。
(1)在图1中将b 2接地，组成单端输入差动放大器，从b 1端输入直流信号V=±0.1V ，测量单端及双端输出，填表5.3记录电压值。计算单端输入时的单端及双端输出的电压放大倍数。并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。
表5.3
(2)从b 1端加入正弦交流信号V i =0.05V ，f=1000Hz 分别测量、记录单端及双端输出电压，
填入表5.3计算单端及双端的差模放大倍数。
(注意：输入交流信号时，用示波器监视υC1、υC2波形，若有失真现象时，可减小输
入电压值，使υC1、υC2都不失真为止)
五、实验报告
1.根据实测数据计算图5.1电路的静态工作点，与预习计算结果相比较。
2.整理实验数据，计算各种接法的A d ，并与理论计算值相比较。
3.计算实验步骤3中A C 和CMRR 值。
4.总结差放电路的性能和特点。
实验电路所用三极管均为9013，放大倍数β一般在150-200之间，所以基极电流很小，对电路影响可忽略不计。设β=150，由此估算静态工作点和放大倍数：
)(84.722
13V V R R R V V V DD DD
CC B -=+?+-=
，)(54.87.033V V V B E -=-=
)(15.1),(7.0),(03332121A R V V I I V V V V V V e
DD
E E C E E B B =-=
≈-====
)(23.6),(577.02
12132121V R I V V V A I I I I I C C CC C C C
E E C C =?-====
=≈= Ω≈++≈-=?
-=K I mV
r V R I V V E
be P E E C 726)1(200),(794.021113β 47)1(2
/
=++-=??=
R r R R u u A be L
c
id
od
d ββ，5.2322
1===d d d A A A ， 理论计算结果与实际比较基本相符
实验四 直流差动放大电路
实验四直流差动放大电路 一、实验目的 1．熟悉差动放大电路工作原理。 2．掌握差动放大电路的基本测试方法。 二、实验仪器 1．双踪示波器 2．数字万用表 3．信号源 三、预习要求 1．计算图5．1的静态工作点(设r be=3K，β=100)及电压放大倍数。 2．在图5．1基础上画出单端输入和共模输入的电路。 四、实验内容及步骤 实验电路如图5．1所示 图5．1差动放大原理图 1．测量静态工作点 (1)调零 将输入端短路并接地，接通直流电源，调节电位器R P1。使双端输出电压Vo=0。
(2)测量静态工作点 测量V1、V2、V3各极对地电压填入表5．1中 对地电压Vcl Vc2 Vc3 Vbl Vb2 Vb3 Vel Ve2 Ve3 10.061 2.208 -0.576 接近0 0 -7.833 -0.513 -0.576 -8.448 测量值(V)
2．测量差模电压放大倍数。 在输入端加入直流电压信号Vid = ±0.1V按表5．2要求测量并记录，由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。注意：先将DC信号源OUTl和OUT2分别接入Vil，和Vi2端，然后调节DC信号源，使其输出为+0.1V和-0.1V。 3．测量共模电压放大倍数。 将输入端bl、b2短接，接到信号源的输入端，信号源另一端接地。DC信号分先后接OUTl 和OUT2，分别测量并填入表5．2。由测量数据算出单端和双端输出电压放大倍数。进一步
算出共模抑制比c d A A CMRR 。 表5．2 4．在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验。 (1)在图1中将b2接地，组成单端输入差动放大器，从b1端输入直流信号V=±0.1 V ，测量单端及双端输出，填表5．3记录电压值。计算单端输入时的单端及双端输出的电压放大倍数。并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。 表5．3 (2)从b1端加入正弦交流信号Vi = 0.05V ，f =1000Hz 分别测量、记录单端及双端输出电压，
实验五 差动放大器
南昌大学实验报告 实验五 差动放大器 一、实验目的 1、加深对差动放大器性能及特点的理解 2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法 二、实验原理 下图是差动放大器的基本结构。 它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当开关K 拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器R P 用来调节T 1、T 2管的静态工作点，使得输入信号U i ＝0时，双端输出电压U O ＝0。R E 为两管共用的发射极电阻， 它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。 图5-1 差动放大器实验电路 1、静态工作点的估算 典型电路 Ic1=Ic2=1/2IE 恒流源电路 Ic1=Ic2=1/2Ic3 2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数 双端输出: R E ＝∞，R P 在中心位置时， P be B C i O d β)R (121r R βR △U △U A +++- == 单端输出 d i C1d1A 2 1△U △U A ==
d i C2d2A 21 △U △U A -== 当输入共模信号时，若为单端输出，则有 3、 共模抑制比CMRR 为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比 或 三、实验设备与器材 1、函数信号发生器 2、示波器 3、交流毫伏表 4、万用表 5、实验箱 6、差动放大器集成块 四、实验内容 1、 典型差动放大器性能测试 按图5-1连接实验电路，开关K 拨向左边构成典型差动放大器。 1) 测量静态工作点 2) ①调节放大器零点 信号源不接入。将放大器输入端A 、B 与地短接，接通±12V 直流电源，用直流电压表测量输出电压U O ，调节调零电位器R P ，使U O ＝0。 调节要仔细，力求准确。 E C E P be B C i C1C2C12R R )2R R 2 1β)((1r R βR △U △U A A -≈++++-====d c A CMRR A () =d c A CMRR 20Log dB A
05实验五 差动放大电路整理20130614
实验五 差动放大电路 一、 实验目的 1． 加深对差动放大电路工作原理及特点的理解，了解零点漂移产生的原因及抑制零点漂移 的措施。 2． 掌握典型差动放大电路不同输入输出方式下的电压放大倍数的调整及测量方法。 二、 实验设备（同实验四） 三、 实验电路原理（见右图） 四、 实验内容及步骤 1. 检查元件、搭接电路 按图1电路原理图搭接电 路，将元器件摆放整齐，连线要短，输 入输出电路不要靠近，避免产生耦合自激。 2. 静态工作点的调整 （1） 搭接电路，检查电路无误接通电源。 （2） 两个差动输入端“a ”“'a ”相连。 （3） 通过调节P R 电位器，当i 0V =，使0O V =（以 （4） 测量典型差动放大电路的各级静态工作点，记录表1中。 表1 各级静态工作点 （1） 双入——双出 将放大电路的两个输入端引入差动信号电压时，'aa V =0.4V ，测量双端输出差模od V ，测量时仍以2T 管的C 极为参考点，记录表1中。 （2） 双入——单出 将放大电路的两个输入端引入差动信号电压时，'aa V =0.4V ，测量单端输出差模1od V 、 2od V 的值。 （3） 单入——双出 将放大电路的两个输入端中一端接地（a '接地），'aa V =0.4V ，测量双端输出差模od V 。 （4） 单入——单出 将放大电路的两个输入端中一端接地（a '接地），'aa V =0.4V ，测量单端输出差模1od V 、 2od V 的值。 4. 直流共模电压的测量与计算
（1） 将放大电路的两个输入端a 、a '连在一起，'aa V =0.4V ，测量其双入——双出的电压 值oc V 。 （2） 将放大电路的两个输入端a 、a '连在一起，'aa V =0.4V ，测量其双入——单出的电压 值1oc V 、2oc V 。 5. 交流电压的测量与计算 当输入信号为正弦信号时，电压值20,200a v mV f Hz ==进行测量，用示波器观察1o V 、 2o V 。 双端输入示意图 单端输入示意图 共模输入示意图 五、 预习要求 1. 复习差动放大电路的工作原理、性能及分析方法 2. 根据实验电路估算各级静态工作点（三极管260β=） 六、 报告要求 1. 按电路所给参数计算差动放大电路静态参数B V 、C V 、E V 值，并与实验结果相比较 2. 按电路所给参数计算差动放大电路动态参数Vd A 、VC A 、KCMR 值，并与实验结果相比较 3. 与单管放大电路相比，典型差动放大电路如何解决放大倍数和零点漂移之间矛盾 4. 写出所使用的元器件（型号） 七、 思考题 1. 为什么要对差动放大电路进行调零? 2. 差动放大电路中两只差放管及元件不对称，对电路性能有何影响？
实验5差动放大电路
实验五差动放大电路 201408080127 潘松 201408080131 张崇琪 一、实验目的 1. 掌握基本差动放大器的工作原理、工作点的调试和主要性能指标的测试。 2. 熟悉恒流源差动放大器的工作原理及主要性能指标的测试。 二、实验设备与器件 1．双踪示波器 1台 2．数字万用表 1台 3．函数信号发生器 1台 4．模拟电路实验箱 1台 三、实验原理 图5-1是差动放大器的基本结构。它是一个直接耦合放大器，理想的差动放大器只对差模信号进行放大，对共模信号进行抑制，因而它具有抑制零点漂移、抗干扰和抑制共模信号的良好作用。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。RW1为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。
图5－1 差动放大实验电路 1．静态工作点的估算 典型电路 恒流源电路 2．差模电压放大倍数和共模电压放大倍数 当差动放大器的射极电阻RE足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Aud由输出端方式决定，而与输入方式无关。 双端输出: RE＝∞，RP在中心位置时，
单端输出 当输入共模信号时，若为单端输出，则有 若为双端输出，在理想情况下 实际上由于元件不可能完全对称，因此Auc也不会绝对等于零。 3．共模抑制比KCMR 为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比 差动放大器的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。 四、实验内容 按图5-1连接实验电路，跳线J1接上J2断开构成基本差动放大器。 1．测量静态工作点 (1)调节放大器零点 接通±12V直流电源，在Ui为零的情况下，用万用表测量输出电压Uo，调节调零电位器RW1，使Uo＝0，即Uo1= Uo2。调节要仔细，力求准确。 (2)测量静态工作点 零点调好以后，用直流电压表测量T1、T2、T3管各极电位，并计算记入下表中。 Vc1Vb1Ve1Vc2Vb2Ve2 6.4732-0.0359-0.6407 6.755-0.0348-0.6393 Ic1Ib1Ic2Ib2 0.5783-0.00330.5386-0.0031
直流差动放大电路
模拟电子线路实验 直流差动放大电路 一、实验目的 1、了解差分直流放大器的组成、调零方法以及如何构成不同的输入输出方式。 2、验证放大器对差模输入和共模输入的作用。 3、测量单端输入、单端输出情况下放大器的放大倍数。 4、掌握差分放大电路的设计方法和基本测试方法。 二、实验仪器 1、模拟电路实验箱 2、示波器 3、万用表 4、毫伏表 5、信号发生器 三、预习要求 1、计算图6.1的静态工作点（设rbe=3k,β=100）及电压放大倍数。 2、在图6.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。 四、实验原理说明 差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路，由典型的工作点稳定电路演变而来。为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路，以牺牲一个晶体管放大倍数为代
价获取了低温飘的效果。它还具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，由于不存在电容，可以不失真的放大各类非正弦信号如方波、三角波等等。差分放大电路有四种接法：双端输入单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。 由于差分电路分析一般基于理想化（不考虑元件参数不对称），因而很难作出完全分析。为了进一步抑制温飘，提高共模抑制比，实验所用电路使用V3组成的恒流源电路来代替一般电路中的R e ,它的等效电阻极大，从而在低电压下实现了很高的温漂抑制和共模抑制比。为了达到参数对称，因而提供了R P1来进行调节，称之为调零电位器。实际分析时，如认为恒流源内阻无穷大，那么共模放大倍数A C =0。分析其双端输入双端输出差模交流等效电路，分析时认为参数完全对称： 设2 ,,1 ///2 121P be be be R R R r r r = =====βββ，因此有公式如下： ),2 (2),)1((21/1L c B od be B id R R i u R r i u ??-=?++?=?ββ 差模放大倍数c O d d be L c id od d R R A A R r R R u u A 2,22)1(2 21/ ===++-=??= ββ 同理分析双端输入单端输出有：c O be L c d R R R r R R A =++-=,)1(2 1/ ββ 单端输入时：其d A 、O R 由输出端是单端或是双端决定，与输入端无关。其输出必须考虑共模放大倍数：2 i c i d O u A u A U ?? +?=
差动放大器实验报告
差动放大电路的分析与综合（计算与设计）实验报告 1、实验时间 10月31日(周五)17:50-21:00 2、实验地点 实验楼902 3、实验目的 1. 熟悉差动放大器的工作原理(熟练掌握差动放大器的静态、动态分析方法) 2. 加深对差动放大器性能及特点的理解 3. 学习差动放大电路静态工作点的测量 4. 学习差动放大器主要性能指标的测试方法 5. 熟悉恒流源的恒流特性 6. 通过对典型差动放大器的分析，锻炼根据实际要求独立设计基本电路的能力 7. 练习使用电路仿真软件，辅助分析设计实际应用电路 8. 培养实际工作中分析问题、解决问题的能力 4、实验仪器 数字示波器、数字万用表、模拟实验板、三极管、电容电阻若干、连接线 5、电路原理 1. 基本差动放大器 图是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。 部分模拟图如下 1.直流分析数据 2.直流分析仿真数据 3.交流分析数据 4.交流分析仿真数据 具有平衡电位器的 差动放大器 图是差动放大器的结 构。它由两个元件参数相 近的基本共射放大电路组 成。 1.直流分析数据 2.直流分析仿真数据
3.交流分析数据 4.交流分析仿真数据 具有恒流源的差动放大器 图2-3是差动放大器的结构。它由两个元件参数相近的基本共射放大电路组成。 1.直流分析数据 2.直流分析仿真数据 3.交流分析数据 4.交流分析仿真数据 图3.1 差动放大器实验电路 当开关K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。晶体管 T 3 与电阻3E R 共同组成镜象恒流源电路 , 为差动放大器提供恒定电流E I 。用晶体管恒流源代替发射极电阻 E R ，可以进一步提高差动 放大器抑制共模信号的能 力。 1、差动电路的输入输 出方式 根据输入信号和输出信号的不同方式可以有四种连接方式,即 : (l) 双端输入 -双端输出，将差模信号加在1s V 、2s V 两端 , 输出取自1o V 、2o V 两端。 (2) 双端输入 -单端输出，将差模信号加在1s V 、2s V 两端 , 输出取自1o V 或2o V 到地。 (3) 单端输入一双端输出，将差模信号加在1s V 上,2s V 接地 ( 或1s V 接地而信号加在2s V 上 ), 输出取自1o V 、2o V 两端。 (4) 单端输入 -单端输出 将差模信号加在1s V 上,2s V 接地 ( 或1s V 接地而信号加在2s V 上 ), 输出取自1o V 或2o V 到地。
实验五直流差动放大电路
实验五 直流差动放大电路 一、实验目的 l.熟悉差动放大电路工作原理。 2.掌握差动放大电路的基本测试方法。 二、实验仪器 1.双踪示波器 2.数字万用表 3.信号源 三、预习要求 1.计算图5.1的静态工作点(设r bc =3K ，β=100)及电压放大倍数。 2.在图5.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。 差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路，由典型的工作点稳定电路演变而来。为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路，以牺牲一个晶体管放大倍数为代价获取了低温飘的效果。它还具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，由于不存在电容，可以不失真的放大各类非正弦信号如方波、三角波等等。差分放大电路有四种接法：双端输入单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。 由于差分电路分析一般基于理想化（不考虑元件参数不对称），因而很难作出完全分析。为了进一步抑制温飘，提高共模抑制比，实验所用电路使用V3组成的恒流源电路来代替一般电路中的R e ,它的等效电阻极大，从而在低电压下实现了很高的温漂抑制和共模抑制比。为了达到参数对称，因而提供了R P1来进行调节，称之为调零电位器。实际分析时，如认为恒流源内阻无穷大，那么共模放大倍数A C =0。分析其双端输入双端输出差模交流等效电路，分析时认为参数完全对称： 设2 ,,1 // / 2121P be be be R R R r r r = =====βββ，因此有公式如下： ),2 (2),)1((21/1L c B od be B id R R i u R r i u ??-=?++?=?ββ 差模放大倍数c O d d be L c id od d R R A A R r R R u u A 2,22)1(2 21/ ===++-=??= ββ
实验三 直流差动放大电路
实验三直流差动放大电路 一、实验目的 l.熟悉差动放大电路工作原理。 2.掌握差动放大电路的基本测试方法。 二、实验仪器 1.双踪示波器 2.信号发生器 3.数字万用表 三、实验原理 差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路，由典型的工作点稳定电路演变而来。为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路，以牺牲一个晶体管放大倍数为代价获取了低温飘的效果。 它还具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，由于不存在电容，可以不失真的放大各类非正弦信号如方波、三角波等等。差分放大电路有四种接法：双端输入单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。由于差分电路分析一般基于理想化（不考虑元件参数不对称），因而很难作出完全分析。为了进一步抑制温飘，提高共模抑制比，实验所用电路使用V3组成的恒流源电路来代替一般电路中的Re,它的等效电阻极大，从而在低电压下实现了很高的温漂抑制和共模抑制比。为了达到参数对称，因而提供了RP1来进行调节，称之为调零电位器。实际分析时，如认为恒流源内阻无穷大，那么共模放大倍数AC=0。分析其双端输入双端输出差模交流等效电路，分析时认为参数完全对称：设 ，因此有如下公式： ，差模放大倍数 ，同理分析双端
输入单端输出有单端输入时：其由输出端是单端或是双端决定，与输入端无关，其输出必须考虑共模放大倍数无论何种输入输出方式输入电阻不变：。 四、实验内容及步骤 实验电路如图所示+12V 图1.1差动放大原理图 1.测量静态工作点， (1)调零 将输入端b1、b2短接到地，接通电压，调节电位器Rpi,使双端输出电压V0双=Vc1-Vc2=0 (2)测量静态工作点 测量V1、V2、V3各极对地电压填入表1中 表1
模电实验五 差动放大器
实验五差动放大器 一、实验目的 1、加深对差动放大器性能及特点的理解 2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法 二、实验原理 图5－1是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放 大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器R P 用来调节T 1、T 2 管的静态工作点，使得输入信号U i ＝0时，双端输出电压U O ＝0。 R E 为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。 图5－1 差动放大器实验电路 当开关K拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。它用晶体管恒流
源代替发射极电阻R E ，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。 1、静态工作点的估算 典型电路 E BE EE E R U U I -≈ （认为U B1＝U B2≈0） E C2C1I 2 1 I I == 恒流源电路 E3 BE EE CC 2 12 E3C3R U )U (U R R R I I -++≈ ≈ C3C1C1I 2 1 I I == 2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数 当差动放大器的射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。 双端输出: R E ＝∞，R P 在中心位置时， P be B C i O d β)R (121r R βR △U △U A +++- == 单端输出 d i C1d1A 21 △U △U A == d i C2d2A 2 1 △U △U A -== 当输入共模信号时，若为单端输出，则有 E C E P be B C i C1C2C12R R )2R R 2 1β)((1r R βR △U △U A A -≈++++-===
[应用]差动放大电路原理介绍
[应用]差动放大电路原理介绍 从电路结构上说，差动放大电路由两个完全对称的单管放大电路组成。由于电路具有许多突出优点，因而成为集成运算放大器的基本组成单元。一、差动放大电路的工作原理 最简单的差动放大电路如图7-4所示，它由两个完全对称的单管放大电路拼接而成。在该电路中，晶体管T、T型号一样、特性相同，R为输入回路限流电12B1 阻，R为基极偏流电阻，R为集电极负载电阻。输入信号电压由两管的基极输入，B2C 输出电压从两管的集电极之间提取(也称双端输出)，由于电路的对称性，在理想情况下，它们的静态工作点必然一一对应相等。 图7-4 最简单的差动放大电路 1(抑制零点漂移 在输入电压为零， u= u= 0 的情况下，由于电路对称，存在I= I，i1 i2 C1 C2所以两管的集电极电位相等，即 U= U，故 C1 C2 u= U- U= 0。 o C1 C2 当温度升高引起三极管集电极电流增加时，由于电路对称，存在，导致两管集电极电位的下降量必然相等，即
所以输出电压仍为零，即。 由以上分析可知，在理想情况下，由于电路的对称性，输出信号电压采用从两管集电极间提取的双端输出方式，对于无论什么原因引起的零点漂移，均能有效地抑制。 抑制零点漂移是差动放大电路最突出的优点。但必须注意，在这种最简单的差动放大电路中，每个管子的漂移仍然存在。 2(动态分析 差动放大电路的信号输入有共模输入、差模输入、比较输入三种类型，输出方式有单端输出、双端输出两种。 (1)共模输入。 在电路的两个输入端输入大小相等、极性相同的信号电压，即，这种输入方式称为共模输入。大小相等、极性相同的信号为共模信号。 很显然，由于电路的对称性，在共模输入信号的作用下，两管集电极电位的大小、方向变化相同，输出电压为零(双端输出)。说明差动放大电路对共模信号无放大作用。共模信号的电压放大倍数为零。 (2)差模输入。 在电路的两个输入端输入大小相等、极性相反的信号电压，即u = -ui1i2 ,这种输入方式称为差模输入。大小相等、极性相反的信号，为差模信号。 在如图7-4所示电路中，设u> 0 u< 0，则在u的作用下，T管的集电i1 i2 i11极电流增大，导致集电极电位下降(为负值);同理，在U的作用下，T管i22的集电极电流减小，导致集电极电位升高(为正值)，由于 = ，很显然，和大小相等、一正一负，输出电压为 u- o =
模电实验5差动放大电路
实验报告 实验名称：差动放大电路 课程名称：电子技术实验（模拟）
一、实验目的 1.进一步掌握小信号传递函数分析放大求解放大电路动态指标； 2.进一步学习掌握DC扫描分析方法分析放大电路的电压传输特性； 3.加深对差动放大器性能及特点的了解； 4.学会自主设计满足一定性能指标的差动放大电路。 二、实验步骤 1.电路原理图 图5-1 差动放大电路
2.计算图5-1所示电路静态指标和动态指标 图5-2 BJT VT1、VT2、VT3参数 （1）静态分析 对于VT3管，I B2Q>>I R6 ∴U R6=U EE*[R6/(R6+R7)]=15*3/(3+6.8)=4.59V I C3Q=I E3Q=(U R6-U BEQ)/R3=(4.59-0.7)/1.2k=3.24mA 由图5-1可知，没有动态信号作用到VT3的基极或发射极，所以I C3是恒流，发射极所接电路可以看做一个恒流源。 Ui=0时， I E1Q=I E2Q=I C3Q *1/2=3.24m*0.5=1.62mA I E1Q=(1+β)*I B1Q I B1Q=1.62m/101=0.016mA U CEQ=V CC-I B1Q*β*R C1+I B1Q*R B1+U BEQ =15-1.6m*5.1k+0.016m*500+0.7=7.55V
(2)动态分析 r be=1.87kΩ A d=-β*R C1/[R B1+r be+（1+β）*R E1] =-100*5100/(500+ 1.87k+101*100)≈40.9 双端输出A C≈0 K CMR=∞ Ri≈∞；Ro=2*Rc=10.2kΩ 3.Transient Analysis电压增益分析
差动放大电路实验
差动放大电路实验报告 严宇杰141242069 匡亚明学院 1.实验目的 （1）进一步熟悉差动放大器的工作原理； （2）掌握测量差动放大器的方法。 2.实验仪器 双踪示波器、信号发生器、数字多用表、交流毫伏表。 3.预习内容 （1）差动放大器的工作原理性能。 （2）根据图3.1画出单端输入、双端输出的差动放大器电路图。 4.实验内容 实验电路如图3.1。它是具有恒流源的差动放大电路。在输入端，幅值大小相等，相位相反的信号称为差模信号；幅值大小相等，相位相同的干扰称为共模干扰。差动放大器由两个对称的基本共射放大电路组成，发射极负载是一晶体管恒流源。若电路完全对称，对于差模信号，若Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定减少，增加与减少之和为零，Q3 和R e3等效于短路，Q1,Q2的发射极等效于无负载，差模信号被放大。对于共模信号，若 Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定增加，两者增加的量相等，Q1、Q2的发射极等效于分别接了两倍的恒流源等效电阻，强发射极负反馈使共射放大器对共模干扰起强衰减作用，共模信号被衰减。从而使差动放大器有较强的抑制共模干扰的能力。调零电位器 R p用来调节T1,T2管的静态工作点，希望输入信号V i=0时使双端输出电压V o=0. 差动放大器常被用作前置放大器。前置放大器的信号源往往是高内阻电压源，这就要求前置放大器有高输入电阻，这样才能接受到信号。有的共模干扰也是高内阻电压源，例如在使用50Hz工频电源的地方，50Hz工频干扰源就是高内阻电压源。若放大器的输入电阻很高，放大器在接受信号的同时，也收到了共模干扰。于是人们希望只放大差模信号，不放大共模
几个常用经典差动放大器应用电路详解资料
几个常用经典差动放大器应用电路详解 成德广营浏览数：1507发布日期：2016-10-10 10:48 经典的四电阻差动放大器（Differential amplifier，差分放大器）似乎很简单，但其在电路中的性能不佳。本文从实际生产设计出发，讨论了分立式电阻、滤波、交流共模抑制和高噪声增益的不足之处。关键词：CMRR差动放大器差分放大器 简介 经典的四电阻差动放大器（Differential amplifier，差分放大器）似乎很简单，但其在电路中的性能不佳。本文从实际生产设计出发，讨论了分立式电阻、滤波、交流共模抑制和高噪声增益的不足之处。 大学里的电子学课程说明了理想运算放大器的应用，包括反相和同相放大器，然后将它们进行组合，构建差动放大器。图 1 所示的经典四电阻差动放大器非常有用，教科书和讲座 40 多年来一直在介绍该器件。 图 1. 经典差动放大器 该放大器的传递函数为： 若R1 = R3 且R2 = R4，则公式 1 简化为：
这种简化可以在教科书中看到，但现实中无法这样做，因为电阻永远不可能完全相等。此外，基本电路在其他方面的改变可产生意想不到的行为。下列示例虽经过简化以显示出问题的本质，但来源于实际的应用问题。 CMRR 差动放大器的一项重要功能是抑制两路输入的共模信号。如图1 所示，假设V2 为 5 V，V1 为 3 V，则4V为共模输入。V2 比共模电压高 1 V，而V1 低 1 V。二者之差为 2 V，因此R2/R1的“理想”增益施加于2 V。如果电阻非理想，则共模电压的一部分将被差动放大器放大，并作为V1 和V2 之间的有效电压差出现在VOUT ，无法与真实信号相区别。差动放大器抑制这一部分电压的能力称为共模抑制（CMR）。该参数可以表示为比率的形式（CMRR），也可以转换为分贝（dB）。 在1991 年的一篇文章中，Ramón Pallás-Areny和John Webster指出，假定运算放大器为理想运算放大器，则共模抑制可以表示为： 其中，Ad为差动放大器的增益， t 为电阻容差。因此，在单位增益和 1%电阻情况下，CMRR 等于 50 V/V（或约为 34 dB）；在 0.1%电阻情况下，CMRR等于 500 V/V（或约为 54 dB）-- 甚至假定运算放大器为理想器件，具有无限的共模抑制能力。若运算放大器的共模抑制能力足够高，则总CMRR受限于电阻匹配。某些低成本运算放大器具有 60 dB至 70 dB的最小CMRR，使计算更为复杂。 低容差电阻 第一个次优设计如图 2 所示。该设计为采用OP291 的低端电流检测应用。R1 至R4 为分立式 0.5%电阻。由Pallás-Areny文章中的公式可知，最佳CMR为 64 dB.幸运的是，共模电压离接地很近，因此CMR并非该应用中主要误差源。具有 1%容差的电流检测电阻会产生 1%误差，但该初始容差可以校准或调整。然而，由于工作范围超过 80°C，因此必须考虑电阻的温度系数。
讲答案4章 差动放大电路
第4章 差动放大电路 在工业控制过程中，如温度、压力这样的物理量，被传感器检测到并转化为微弱的。变化缓慢的非周期电信号。而这些信号还需要经过直流放大器放大以后，才能进行进一步的处理或推动二次仪表进行显示。那么，这里的放大器一般采用直接耦合多级放大器。 直接耦合多级放大器存在零点漂移的问题，克服零点漂移的有效办法，就是在多级放大器的输入级采用差动放大电路。 4.1 典型差动放大电路 4.1.1 零点漂移问题 1、零点漂移 （1）零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象，简称零漂。 （2）零漂产生的原因：晶体管参数()CEO BE I U β、 、随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化等。 （其中主要因素是温度对晶体管参数的影响，称为温漂。） （3）温漂：环境温度每变化1℃，将放大电路输出端出现的漂移电压o U '? 折算到输入端，用这个折算到输入端的漂移电压数值表示零漂的大小，用i U '?表示。 （常常认为，零漂就是温漂。） 放大电路的级数越多，放大倍数越大，则零漂电压逐级放大，就使零漂越严重，有时会将输入信号淹没。那么，第一级零漂对输出端的总零漂来说，占主要地位。 2、抑制温度漂移的措施： ① 在电路中引入直流负反馈。（如第2章介绍的分压式偏置电路中的E R 就是一个直流负反馈。） ② 采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，构成差动放大电路，至于直接耦合多级放大电路的输入端。 （在直接耦合放大电路中抑制零点漂移最有效的电路结构是差动放大电路。） 4.1.2 典型差动放大电路 1、电路结构与静态工作情况 （图4-1为典型的差动放大电路） 将两个电路结构、参数均相同的单管放大电路组合在一起，就成为差 动放大电路的基本形式。两管射极均通过电阻E R 与负电源串联之后接地。 （1）差动放大电路的结构特点： ① 由两个结构、参数左右对称的共射放大器组成； ② 它有两个输入端a 和b ，存在两个输入信号1i u 、2i u ； ③ 它有两个输出端，有单端输出（从任意一个集电极输出）、双端输出（从两个集电极之间输出）两种方式； ④ EE U 为负电源，确保1V 、2V 工作在放大状态。
差动放大电路(
§5、1差动放大电路(第三页) 这一页我们来学习另一种差动放大电路和差动放大电路的四种接法 一：恒流源差动放大电路 我们知道长尾式差动电路，由于接入Re，提Array高了共模信号的抑制能力，且Re越大，抑制能 力越强，但Re增大，使得Re上的直流压降增 的值， 大，要使管子能正常工作，必须提高U EE 这样做是很不划算的。因此我们用恒流源代替 Re，它的电路图如右图所示： 代替Re即可恒流源差动放大电路的指标运算，与长尾式完全一样，只需用r o3 二：差动放大电路的四种接法 差动放大电路有两个输入端和两个输出端，因此信号的输入、输出方式有四种情况。 （1）双端输入、双端输出
(2)双端输入、单端输出 (3)单端输入、双端输出 (4)单端输入、双端输出
三：总结 由以上我们可以看出：差动放大电路电压放大倍数仅与输出形式有关，只要是双端输出，它的差模电压放大倍数与单管基本的放大电路相同；如为单端输出，它的差模电压放大倍数是单管基本电压放大倍数的一半，输入电阻都相同。 下一节 返回 §5、2 集成运算放大器 集成运放是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合放大电路 一：集成运放的组成 它有四部分组成：1、偏置电路； 2、输入级：为了抑制零漂，采用差动放大电路 3、中间级：为了提高放大倍数，一般采用有源负载的共射放大电路。 4、输出级：为了提高电路驱动负载的能力，一般采用互补对称输出级电路 二：集成运放的性能指标（扼要介绍） 1、开环差模电压放大倍数 Aod 它是指集成运放在无外加反馈回路的情况下的差模电压的放大倍数。 2、最大输出电压 Uop-p 它是指一定电压下，集成运放的最大不失真输出电压的峰--峰值。 3、差模输入电阻r id 它的大小反映了集成运放输入端向差模输入信号源索取电流的大小。要求它愈大愈好。
差动放大电路
建平县职业教育中心备课教案 课题模块（单元）项目（课）差动放大电路 授课班级11电子授课教师安森授课类型新授授课时数 2 教学目标知识目标差动放大电路中共模负反馈电阻Re的作用，及其对差模信号和共模 信号的不同处理方法 能力目标差动放大电路动态参数计算 情感态度目标培养学生的学习兴趣，培养学生的爱岗敬业精神 教学核心教学重点典型差动放大电路——长尾电路的特点，静态和动态计算。 教学难点1、差动放大电路中共模负反馈电阻Re的作用，及其对差模信号和 共模信号的不同处理方法； 2、差动放大电路动态参数计算； 思路概述本讲以教师讲授为主。用多媒体演示典型差动放大电路——长尾电路的特点、静态和动 态计算等，便于学生理解和掌握。 教学方法读书指导法、演示法。 教学工具电脑，投影仪 教学过程 一、组织教学：师生互相问候，安全教育，上实训课时一定要听从老师的指挥，在实训室不要乱动电源。 二、复习提问： 三、导入新课： 1、直接耦合放大电路的零点漂移 直接耦合放大电路的零点漂移主要是晶体管的温漂造成的。在基本差动放大电路中，利用参数的对称性进行补偿来抑制温漂。在长尾电路和具有恒流源的差动放大电路中，还利用共模负反馈或恒流源抑制每只放大管的温漂。 2、差动放大电路组成及特点 1）电路组成 差分放大器是由对称的两个基本放大电路通过射极公共电阻耦合构成的。“对称”的含义是两个三极管的特性一致，电路参数对应相等，即Rc1=Rc2，Rb1=Rb2，1=2，VBE1=VBE2，rbe1= rbe2，ICBO1=ICBO2。 2）电路特性 （1）差动放大电路对零漂在内的共模信号有抑制作用； （2）差动放大电路对差模信号有放大作用； （3）共模负反馈电阻Re的作用：①稳定静态工作点。②对差模信号无影响。③对共模信号有负反馈作用：Re越大对共模信号的抑制作用越强；也可能使电路的放大能力变差。 3、差动放大电路的输入和输出方式 1）差动放大电路可以有两个输入端：同相输入端和反相输入端。根据规定的正方向，在某输入端加上一定极性的信号，如果输出信号的极性与其相同，则该输入端称为同相输入端。反之，如果输出信号的极性与其相反，则该输入端称为反相输入端。 2）信号的输入方式：若信号同时加到同相输入端和反相输入端，称为双端输入；若信号仅从
差动放大电路解读
差动放大电路 教学目的： 1、掌握基本差动放大电路的组成、工作原理、静态工作情况的分析 2、掌握恒流源差动放大电路的组成、工作原理、静态工作情况的分析 教学重点、难点： 差动放大电路对差模信号的放大作用，对共模信号的抑制作用 教学内容： 1 直接耦合放大器存在的问题 1.1前后级静态工作点的相互影响 在直接耦合放大器中, 由于级与级之间无隔直(流)电容, 因此各级的静态工作点相互影响, 从而要求在设计电路时, 合理安排, 使各级都有合适的静态工作点。 1.2零点漂移 若将直接耦合放大器的输入端短路（ui=0）, 理论上讲, 输出端应保持某个固定值不变。然而, 实际情况并非如此, 输出电压往往偏离初始静态值, 出现了缓慢的、无规则的漂移, 这种现象称为零点漂移。 2 基本差分放大电路 2.1电路组成 2.2工作原理 输入信号为零, 即u i1=u i2=0, 放大电路处于静态, 由于电路完全对称, 由下式可知对共模信号具有抑制作用.
I BQ1=I BQ2=I BQ I EQ1=I EQ2=I EQ I CQ1=I CQ2=I CQ U CQ1=U CQ2=U CC －I CQ Rc U O =U CQ1－U CQ2=0 2.3 静态工作点的计算 当输入信号为零时, 放大电路的直流通路如图所示, 由基极回路可得直流电压方程式为 U R I U R I EE e BEQ b BQ =++Re β ++-= = 122 1 R R U U I I b e BEQ EE BQ EQ ) (22121 2 11 2 12 1 R R I U U U U I I I I I I R U I I e c CQ EE CC CEQ CEQ CQ BQ BQ EQ CQ CQ e EE EQ EQ +-+≈== =≈= ≈=β 2.4动态性能分析 （1） 输入信号的类型 1、差模输入信号 在放大器两输入端分别输入大小相等、 相位相反的信号，即u i1=-u i2时，差模输入信号用u id 来表示。 2、共模输入信号 在放大器两输入端分别输入大小相等、相位相同的信号，即u i1=u i2时，共模输入信号常用u ic 来表示。 u i1=-u i2=1/2u id u i1=u i2=u ic 3、输入任意大小信号 不敷出在放大器两输入端分别输入大小不相等时，将其分解成差模信号和共模信号。 u id = u i1-u i2 uic =1/2( u i1+u i2) （2） 对差模信号的放大作用 当从两管集电极取电压时，其差模电压放大倍数表示为 R r R u u u u u u u u A b be c i o i i o o id od ud +- ==--= =β221 12 1 21 当在两个管子的集电极接上负载R L 时, ) 2///(' 'R R R R r R A L c L b be L ud =+- =β )(2r R r be b id += R r c od 2=
运算放大器基本电路
一：比例运算电路定义：将输入信号按比例放大的电路，称为比例运算电路。分类：反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。（按输入信号加入不同的输入端分）比例放大电路是集成运算放大电路的三种主要放大形式(1)反向比例电路输入信号加入反相输入端,电路如图(1)所示:输出特性：因为：，所以：从上式我们可以看出：Uo与Ui是比例关系，改变比例系数，即可改变Uo的数值。负号表示输出电压与输入电压极性相反。反向比例电路的特点： 一：比例运算电路 定义：将输入信号按比例放大的电路，称为比例运算电路。 分类：反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。（按输入信号加入不同的输入端分） 比例放大电路是集成运算放大电路的三种主要放大形式 (1)反向比例电路输入信号加入反相输入端,电路如图(1)所示: 输出特性：因为：， 所以： 从上式我们可以看出：Uo与Ui是比例关系，改变比例系数，即可改变Uo的数值。负号表示输出电压与输入电压极性相反。 反向比例电路的特点： (1)反向比例电路由于存在"虚地",因此它的共模输入电压为零.即:它对集成运放的共模抑制比要求低 (2)输入电阻低:r i=R1.因此对输入信号的负载能力有一定的要求. (2)同相比例电路 输入信号加入同相输入端,电路如图(2)所示: 输出特性：因为：（虚短但不是虚地）；；
所以： 改变R f/R1即可改变Uo的值，输入、输出电压的极性相同 同相比例电路的特点： (1)输入电阻高；(2)由于(电路的共模输入信号高)，因此集成运放的共模抑制比要求高 (3)差动比例电路 输入信号分别加之反相输入端和同相输入端,电路图如图(3)所示: 它的输出电压为： 由此我们可以看出它实际完成的是：对输入两信号的差运算。二：和、差电路 (1)反相求和电路 它的电路图如图(1)所示:（输入端的个数可根据需要进行调整）其中电阻R'为: 它的输出电压与输入电压的关系为： 它可以模拟方程：。它的特点与反相比例电路相同。它可十
实验五-差动放大器
实验五-差动放大器
南昌大学实验报告 实验五差动放大器 一、实验目的 1、加深对差动放大器性能及特点的理解 2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法 二、实验原理 下图是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电 位器R P 用来调节T 1 、T 2 管的静态工作点，使得输 入信号U i ＝0时，双端输出电压U O ＝0。R E 为两管 共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。
图5-1 差动放大器实验电路 1、静态工作点的估算 典型电路 Ic1=Ic2=1/2IE 恒流源电路 Ic1=Ic2=1/2Ic3 2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数 双端输出: R E ＝∞，R P 在中心位置时， P be B C i O d β)R (12 1r R βR △U △U A +++- == 单端输出 d i C1d1A 2 1 △U △U A == d i C2d2A 2 1 △U △U A -== 当输入共模信号时，若为单端输出，则有 3、 共模抑制比CMRR 为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常 E C E P be B C i C1C2C12R R )2R R 2 1β)((1r R βR △U △U A A -≈++++-== =
用一个综合指标来衡量，即共模抑制比 或 三、实验设备与器材 1、函数信号发生器 2、示波器 3、交流毫伏表 4、万用表 5、实验箱 6、差动放大器集成块 四、实验内容 1、典型差动放大器性能测试 按图5-1连接实验电路，开关K拨向左边构成典型差动放大器。 1)测量静态工作点 2)①调节放大器零点 信号源不接入。将放大器输入端A、B与地短接，接通±12V直流电源，用直流电压表测量输出电压U O ，调节调零电位器R P ，使U O ＝0。调节要仔细，力求准确。 =d c A CMRR A () =d c A CMRR20Log dB A
差动放大电路
实验五 差动放大电路 一、实验目的 1. 熟悉差动放大电路工作原理。 2. 掌握差动放大电路的基本测试方法。 二、实验仪器 1. 模拟电路实验箱 2. 示波器 3. 信号发生器 三、预习要求 1. 差动放大电路的工作原理。 －12V v 2. 差动放大电路的工作特性： a) 零点漂移的抑制 b) 放大电路对共模信号没有放大作用：0≈c A c) 放大电路对差模信号具有放大作用：111i o d v v A = ，i o d v v A =
d) 共模抑制比c d CMR A A K = 表明放大器对共模信号的抑制能力 四、实验内容 1. 测量静态工作点 按图接线，两输入端接地(输入信号为零)。反复调整R P ，使放大器两输出端的对地电压相等，即V o = 0。测量放大电路的静态工作点。 2. 测量差模电压放大倍数 先将DC 信号源OUT 1和OUT 2分别接入差动放大电路的两输入端，然后调节DC 信号源，使其输出为+0.1V 和-0.1V 。 3. 测量共模电压放大倍数 将差动放大电路的两输入端同时与DC 信号源OUT 1或OUT 2连接，使放大电路引入共模信号。 4. 单端输入差动放大电路 按图接线，组成单端输入差动放大电路。在输入端分别接入 1±=i V V 或v i = 50mV 、f = 1kHz 的正弦波信号，测量放大器的电压放大倍数。并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。 输入正弦信号时，用示波器监视v c 1和v c 2的波形，若有失真现象可减小输入信号。
v －12V 五、实验报告 1.整理实验数据，计算各种接法的电压放大倍数，并与理论估算结 果相比较。 2.总结差放电路的性能和特点。