16位10 MSPS ADC AD7626的单端转差分高速驱动电路

电路笔记

CN-0105

连接/参考器件

利用ADI 公司产品进行电路设计

AD762616位、10 MSPS PulSAR 差分ADC 放心运用这些配套产品迅速完成设计。

ADA4932-1低功耗差分ADC 驱动器欲获得更多信息和技术支持，请拨打4006-100-006或访问https://www.360docs.net/doc/487852852.html,/zh/circuits 。

2.7 V 、800 μA 、80 MHz 轨到轨输入/输出放大器

AD8031

16位10 MSPS ADC AD7626的单端转差分高速驱动电路

ADA4932-1具有低失真（10 MHz 时100 dB SFDR ）、快速建立时间（9 ns 达到0.1％）、高带宽（560 MHz ，-3 dB ，G = 1）和低电流（9.6 mA ）等特性，是驱动AD7626的理想选择。它还能轻松设定所需的输出共模电压。

电路功能与优势

图1所示电路可将高频单端输入信号转换为平衡差分信号，用于驱动16位10 MSPS PulSAR ? ADC AD7626。

该电路采用低功耗差分放大器ADA4932-1来驱动ADC ，最大限度提升AD7626的高频输入信号音性能。此器件组合的真正优势在于低功耗、高性能。

该组合提供了业界领先的动态性能并减小了电路板面积：AD7626采用5 mm × 5mm 、32引脚LFCSP 封装，ADA4932 -1采用3mm× 3mm 、16引脚LFCSP 封装），AD8031采用5引脚SOT23封装。

AD7626具有突破业界标准的动态性能，在10 MSPS 下信噪比为91.5 dB ，实现16位INL 性能，无延迟，LVDS 接口，功耗仅有136 mW 。AD7626使用SAR 架构，主要特性是能够以10 MSPS 无延迟采样，不会发生流水线式ADC 常有的“流水线延迟”，同时具备出色的线性度。

图1. ADA4932-1驱动AD7626（未显示去耦和所有连接）

Rev.0

“Circuits from the Lab” from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction of each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a lab environment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.

Tel: 781.329.4700

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电路描述

ADA4932-1差分驱动器的增益配置约为1（单端输入至差分输出）。由于50 ?信号源以及在ADA4932-1输入端匹配的端阻抗的作用，相对于戴维南等效信号源电压，通道的净总增益大约为0.5。

采用差分放大器成功驱动ADC 需要正确平衡差分放大器的各端。

图1显示了ADA4932-1、AD7626和相关电路的原理图。在使用的测试电路中，信号源之后配置有2.4 MHz 带通滤波器。该带通滤波器能抑制2.4 MHz 信号的谐波，并确保只有目标频率的信号能够通过并由ADA4932-1和AD7626进行处理。使用配置为单位增益缓冲器的AD8031来缓冲AD7626的VCM 输出电压（标称+2.048 V ），即可设定ADA4932-1输出的共模电压。AD8031为ADA4932-1 V OCM 引脚提供低源阻抗，并能驱动大型旁路电容，如图1所示。

本例中信号源的特性阻抗为50 ?，通过带通滤波器交流耦合到ADA4932-1。将信号源施加于ADA4932-1的正输入时，要求信号源也以50 ?正确端接（通常情况下任何源阻抗均可）。选中端接电阻R2，以使R2与ADA4932-1输入阻抗的并联组合等于50 ?。ADA4932-1输入阻抗（观察电阻R3）的计算公式如下：

当驱动AD7626（带开关电容输入的10 MSPS ADC ）的高频输入时，ADA4932-1的作用尤其显著。ADA4932-1和AD7626 的IN+和IN-引脚之间的电阻（R8、R9）和电容（C5、C6）电路可充当低通噪声滤波器。该滤波器限制了AD7626的输入带宽，但其主要功能是优化驱动放大器和AD7626之间的接口。串联电阻将驱动放大器与ADC 开关电容器前端的高频

开关尖峰隔离。AD7626数据手册显示了20 ?和56 pF 的值。

在图1所示电路中，这些值根据实际应用优化为33 ?和56 pF 。若要针对转换中的电路和输入频率对电阻-电容组合进行略微优化，只需改变R-C 组合即可。但是切记，若组合不当，将限制AD7626的总谐波失真（THD ）和线性度性能。此外，ADC 带宽的增加会引起更多噪声。

其中R G = R3 = R5 = 499 ?，R F = R6 = R7 = 499 ?。根据这些值，本电路的输入阻抗约为665 ?。ADA4932-1的输入阻抗665?与R2的电阻53.6 ?并联后为50 ?（即输入源阻抗）。为使ADA4932-1的两个输入端保持适当平衡和对称，与输入源阻抗等效的戴维南阻抗和端阻抗必须添加到反相输入端。在这种情况下，就涉及到滤波器的交流特性。

ADA4932-1电源电压的选择也得到了优化。在电路中，对应于4.096V 的内部基准电压，AD7626的输出共模电压（VCM 引脚）为2.048 V ，每个输入（IN+、IN-）在0 V 和+4.096 V 之间摆幅，发生180°错相，这提供了ADC 的8.2 V 满量程差分输入。对于线性运算的每个电源电压，ADA4932-1输出级需要大约1.4 V 的裕量。当电源电压关于共模电压大致对称时，能获得最佳失真性能。如果选定-2.5 V 负电源，则至少需要大约+6.5 V 正电源才能关于2.048V 共模电压对称。

如图1所示，戴维南等效网络显示在ADA4932-1的反相输入端。频率为2.4 MHz 时，此电路性能得到优化。C1和R4串联组合后，与电阻R1并联。频率为2.4 MHz 时，C1和R4的复合串联组合等于55.6 ?。与R1并联的55.6 ?阻抗与戴维南等效电路在同相输入端的输入阻抗只有几欧姆之差。两个输入的匹配可确保输出对称、均衡且经过优化，可实现最低失真。有关单端输入端接方法的详细说明，请参阅应用笔记AN-1026“高速差分ADC 驱动器设计考虑”。此外，ADI 公司DiffAmpCalcuator?设计工具大大简化了这一操作，并针对与差分放大器设计有关的其他问题提供了独到见解。

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实验表明，+7.25 V 正电源可为2.4 MHz 信号音提供最佳的总失真性能。

计算信噪比和总谐波失真时，用整个奈奎斯特带宽的平均噪声取代了电路所用带通滤波器的通带准许通过的非谐波噪声。

使用低抖动时钟源和AD7626的单音-1 dBFS 幅度2.402 MHz 输入，可产生该电路或任何高速电路的性能都高度依赖于适当的PCB 布局，包括但不限于电源旁路、受控阻抗线路（如需要）、元件放置、信号路由以及电源层和接地层。（有关PCB 布局的详细信息，请参见图2所示的FFT 结果：信噪比为88.49 dB ，总谐波失真为-86.17 dBc 。从图中可以看到，基波的谐波重新混叠到通带。例如，采样率为10 MSPS 时，三次谐波（7.206 MHz ）会在10.000 MHz-7.206 MHz = 2.794 MHz 混叠到通带。图3所示为-6 dBfs 幅度信号音的第二个FFT 坐标图。

MT-031教程MT-101

教程、和高速印刷电

路板布局实用指南一文。）

AD7626—典型连接和基准电压配置

AD7626的典型连接图见图4。AD7626集成一个内部基准电压源，还可根据系统要求提供两个外部基准电压源。将ADR280基准输出（1.2 V ）施加到REFIN 引脚可产生基准电压，然后由片内基准电压缓冲内部放大到正确的ADC 基准电压4.096 V 。ADR280可由用于AD7626的同一5 V 模拟供电轨供电，同时使用片内基准电压缓冲。或者，也可以将4.096 V 外部基准电压（ADR434ADR444或）施加到ADC 的非缓冲REF 输入。此做法在多通道应用中很常见，在此类应用中，系统基准电压通常是分立缓冲的（使用AD8031），并且由所有ADC 通道共享。ADR434和ADR444的配置也极其适用于单通道应用，此类应用需要较低的基准电压源温度系数（ADR434B 和ADR444B 最大为3 ppm/°C ）。用于为放大器ADA4932-1供电的正供电轨也能为ADR434或ADR444的VIN 电源引脚供电。

图2. AD7626输出，64,000点，FFT 坐标图，

-1 dBFS 幅度，2.40173 MHz

的输入信号音，10.000 MSPS 采样率

常见变化

经验证，采用图中所示的元件值，该电路能够稳定地工作，并具有良好的精度。虽然此电路为直流耦合，但应用于交流耦合也很常见。该电路的常见变化包括单电源电压、以差分方式驱动的输入以及需要信号衰减的输入。其它ADC 驱动/差分放大器也可用于根据具体应用调整性能（如功率、噪声、带宽、架构等）。

如AD7626数据手册所示，当输入频率为1MHz 或更低时，推荐使用驱动放大器ADA4899-1。如数据手册中AD7626典型工作特性一节的高频坐标图所示，使用ADA4938-1可通过最高达10 MHZ 的高速信号有效驱动AD7626。

图3. AD7626输出，64,000点，FFT 坐标图，-6 dBFS 幅度，2.40173 MHz

输入信号音，10.000 MSPS 采样率

CN-0105

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图4. AD7626的典型连接图（显示去耦和LVDS接口连接）。

进一步阅读MT-074 Tutorial, Differential Drivers for Precision ADCs,

Analog Devices.

Ardizzoni, John, and Jonathan Pearson, High Speed Differential

ADC Driver Design Considerations, Application Note AN-1026, Analog Devices.MT-075 Tutorial, Differential Drivers for High Speed ADCs Overview, Analog Devices.

Ardizzoni, John. “A Practical Guide to High-Speed Printed-Circuit-Board Layout,” Analog Dialogue 39-09, September 2005.MT-076 Tutorial, Differential Driver Analysis, Analog Devices. MT-031 Tutorial, Grounding Data Converters and Solving the Mystery of “AGND” and “DGND.” Analog Devices.

AN-742 Application Note, Frequency Domain Response of Switched Capacitor ADCs. Analog Devices.MT-101 Tutorial, Decoupling Techniques. Analog Devices. ADI DiffAmpCalculator? Design Tool

AN-827 Application Note, A Resonant Approach to Interfacing

Amplifiers to Switched-Capacitor ADCs. Analog Devices.数据手册和评估板

Kester, Walt. 2006. High Speed System Applications. Analog Devices. Chapter 2, “Optimizing Data Converter Interfaces.”AD7626 Data Sheet

AD7626 Evaluation Board

MT-073 Tutorial, High Speed Variable Gain Amplifiers. Analog Devices.ADA4932-1 Data Sheet AD8031 Data Sheet

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修订历史

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具有恒流源的单端输入——单端输出差分放大器设计

华中科技大学电子线路设计实验报告专业自动化班级日期2010.4.30 成绩实验组别19 第次实验学生姓名（签名）指导教师（签名）设计课题：具有恒流源的单端输入——单端输出差分放大器设计一、已知条件 1.+V CC=+12V 2.R L=2kΩ 3.V i=10mV(有效值) 4.R s=50Ω 二、性能指标要求 A V＞30 Ri＞2kΩ Ro＜3kΩ fL＜30Hz fH＞500kHz 电路稳定性好。

三、电路工作原理电路图：电路工作原理描述采用分压式电流负反馈偏置电路，以稳定电路的Q点，原理：利用电阻RB1,RB2的分压固定基极电位VBQ，当满足条件I1>>IBQ时，如果环境温度升高，ICQ↑→VEQ↑→VBE↓→VBQ↓→ICQ↓，结果抑制ICQ变化。

电路设计过程：选定VBQ ，VBQ=3~5V,或(1/3~1/5)VCC ；选定ICQ ，并确定RE ； ICQ=0.5~2mA,RE=VEQ/ICQ; 选定I1, I1=（5~10） IBQ ，根据I1和VBQ 计算RB1，RB2；计算RC ； RC 受到A V 与RO 的限制；检查，修正参数；根据对FL ，FH 的要求，选择电容CB 、CC 和CE 测得β=225；由A V > 30, Ri > 2 k Ω, Ro < 3 k Ω, fL < 30 Hz 由1660 26) 1(200=++≈E be I mV r β,得 IE =3mA 取V EQ =2.4V; R E =V EQ /I CQ 取1.2K Ω; R B2=V BQ /I 1 取37K Ω; R B1=(Vcc-V BQ )/I 1 取30K Ω; ) (21 ) 10~3(be s L B r R f C +>π 取 CB = 22 uF

差分放大电路的四种接法

1.双端输入单端输出电路电路如右图所示，为双端输入、单端输出差分放大电路。由于电路参数不对称，影响了静态工作点和动态参数。直流分析：画出其直流通路如右下图所示，图中和是利用戴维宁定理进行变换得出的等效电源和电阻，其表达式分别为：

交流分析：

在差模信号作用时，负载电阻仅取得T1管集电极电位的变化量，所以与双端输出电路相比，其差模放大倍数的数值减小。如右下图所示为差模信号的等效电路。在差模信号作用时，由于T1管与T2管中电流大小相等方向相反，所以发射极相当于接地。输出电压一半。如果输入差模信号极性不变，而输出信号取自T2管的集电极，则输出与输入同相。当输入共模信号时，由于两边电路的输入信号大小相等极性相同。与输出电压相关的T1管一边电路对共模信号的等效电路如下

可见，单端输入电路与双端输入电路的区别在于：差模信号输入的同时，伴随着共模信号输入。输出电压静态工作点以及动态参数的分析完全与双端输入、双端输出相同。 3.单端输入、单端输出电路如右图所示为单端输入、单端输出电路，该电路对静态工作点、差模增益、共模增益、输入

与输出电阻的分析与单端输出电路相同。对输入信号的作用分析与单端输入电路相同。改进型差分放大电路在差分放大电路中，增大发射极电阻Re的阻值，可提高共模抑制比。但集成电路中不易制作大阻值电阻；采用大电阻Re要采用高的稳压电源，不合适。如设晶体管发射极静态电流为0.5mA，则Re中电流为1mA。当Re为10kΩ时，电源VEE的值为10.7V。在同样的静态工作电流下，若Re＝100kΩ，VEE的值约为100V。为了既能采用较低的电源电压，又能采用很大的等效电阻Re，可采用恒流源电路来取代Re。晶体管工作在放大区时，其集电极电流几乎仅决定于基极电流而与管压降无关，当基极电流

一种典型的差分放大电路设计与测试

一种典型的差分放大电路设计与测试 2011-01-12 10:12:26 来源：21ic 关键字：放大电路共模运放差分放大器低通滤波器保护器件失调电压输入偏置电流温度漂移寄生电感摘要：简述一种典型的差分输入差分输出放大电路的设计、仿真和测试方法，讨论其设计原理及需要解决的问题。重点讲述差分滤波器的设计和计算，指出与单端放大电路在设计和测试中的不同之处，并结合实际工作中的经验，就直流信号和交流信号的测试分别给出了一种简易案例。与普通单端放大器相比，差分放大器可以有效抑制输入信号中的共模噪声和地线电平电压浮动对电路的影响，因此，在工业应用中广受青睐。差分放大器中以仪表放大器应用最为广泛。随着技术的发展，支持差分输入的ADC、MCU 越来越多，由于差分传输能更好地抑制共模干扰，信号传输距离更远，越来越多的场合将使用差分传输。但是，一般的仪表放大器仅支持单端输出。因此，采用双运放搭建了一种差分输入差分输出放大电路。与普通的单端放大电路相比，差分放大电路在设计、分析、仿真和测试中有许多不同之处，而这些知识在一般的模拟电路教材中很少介绍。 1 差分放大电路设计根据被放大信号的不同, 可以将差分放大电路分成两种。一种是直流耦合差分放大电路，其输入端没有隔直电容，可以同时放大直流和交流信号，如图1 所示。另一种是交流耦合差分放大电路，其输入端有隔直电容，用来隔离直流分量，放大信号中的交流成分，如图2 所示。

直流耦合差分放大电路交流耦合差分放大电路 1.1 直流耦合差分放大电路直流耦合差分放大电路由差分比例放大电路、差分滤波器、保护器件和补偿电阻四部分组成。其输入-输出关系为：

电流镜负载的差分放大器设计

《IC课程设计》报告电流镜负载的差分放大器设计摘要在对单极放大器与差动放大器的电路中，电流源起一个大电阻的作用，但不消耗过多的电压余度。而且，工作在包河区的MOS器件可以当作一个电流源。在模拟电路中，电流源的设计是基于对基准电流的“复制”，前提是已经存在一个精确的电流源可以利用。但是，这一方法可能引起一个无休止的循环。一个相对比较复杂的电路被用来产生一个稳定的基准电流，这个基准电流再被复制，从而得到系统中很多电流源。而电流镜的作用就是精确地复制电流而不收工艺和温度的影响。在典型的电流镜中差动对的尾电流源通过一个NMOS镜像来偏置，负载电流源通过一个PMOS镜像来偏置。电流镜中的所有晶体管通常都采用相同的栅长，以减小由于边缘扩散所产生的误差。而且，短沟器件的阈值电压对沟道长度有一定的依赖性。因此，电流值之比只能通过调节晶体管的宽度来实现。而本题就是利用这一原理来实现的。目录 1设计目标 (1) 2相关背景知识 (2) 3设计过程 (6) 3.1 电路结构设计 (6) 3.2 主要电路参数的手工推导 (6) 3.3 参数验证（手工推导） (7) 4 电路仿真 (9) 4.1 用于仿真的电路图 (9) NMOS： (9) PMOS (9) 整体电路图 (10) 4.2 仿真网表（注意加上注释） (10) 4.3 仿真波形 (13) 5 讨论 (17) 6 收获和建议 (17) 参考文献 (19)

1设计目标设计一个电流镜负载的差分放大器，参考电路图如下：

2相关背景知识据题目所述，电流镜负载的差分放大器的制作为0.35um CMOS 工艺，要求在5v 的电源电压下，负载电容为2pF 时，增益带宽积大于25MHz ，低频开环增益大于100，同时功耗和面积越小表示性能越优。我们首先根据0.35um CMOS 工艺大致确定单个CMOS 的性能，即在一定值的W/L 下确定MOS 管在小信号模型中的等效输出电阻和栅跨导，然后记下得到的参数并将其带入到整体电路中计算，推导电流镜负载的差分放大器电路中的器件参数，例如，小信号模型的增益、带宽、功耗等，再分析是否满足题目中的各项指标的要求。若不满足，则依据摘要理所说的，调节晶体管的宽度，然后用调整后的参数进行仿真、验证，直到符合要求为止。相关背景知识： 1. 差分式放大器差分式放大器是由两个各项参数都相同的三端器件（包括BJT 、FET ）所组成的差分式放大电路，并在两器件下端公共接点处连接一电流源。差分式又分为差模和共模信号：输入电压Vid 为Vi1和Vi2的差成为共模电压；另外，若输入电压Vic 为VI1和Vi2的算术平方根，则称为共模电压。当输入电压是共模形式时，，即在两个输入端各加入相同的信号电压，在差分放大电路中，无论是温度变化，还是电源波动引起的变化，其效果相当于在两个输入端加入了共模信号，两输出端输出的共模电压相同，故双端输出时输出电压为零；当输入电压是差模形式时，即在电路的两个输入端各加一个大小相等、极性相反的信号电压，一管电流将增加，另一管电流则减小，所以在两输出端间有信号电压输出。而差分放大器正是利用共模输入的特点来克服噪声信号和零点漂移的。此题要求用双端差模信号输入，单端输出，相应的计算公式如下： 1. 差模输入电压：12 id i i v v v =- 2. 共模输入电压：() 122 i i ic v v v += 3. 差模输出电压：12 od o o v v v =- 4. 共模输出电压：12 2 o o oc v v v += 5. 双端输入——单端输出的差模电压增益： 2(2|| v d m d s d s A g r r = 6. 双端输入——单端输出的等效栅跨导：

差分放大电路解读

实验三差分放大电路一、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3－1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。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 1 2 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 (12 r R βR △U △U A +++- == 单端输出 d i C1d1A 21 △U △U A == d i C2d2A 2 1 △U △U A -==

典型差分放大电路

典型差分放大电路 1、典型差分放大电路的静态分析（1）电路组成（2）静态工作点的计算静态时：v s1=v s2=0，电路完全对称，所以有 I B Rs1+U BE +2I E Re=V EE 又∵ I E =（1+β）I B ∴ I B1=I B2=I B = 通常Rs<<(1+β)Re ，U BE =0.7V （硅管）: I B1=I B2=I B = 因： I C1=I C2=I C =βI B 故： U CE1=U CE2=V CC －I C Rc 静态工作电流取决于V EE 和Re 。同时，在输入信号为零时，输出信号电压也为零（u o= Vc1－VC2=0），即该差放电路有零输入——零输出。 2、差分放大电路的动态分析（1）差模信号输入时的动态分析 ()e s BE EE R 12R U V β++-

如果两个输入端的信号大小相等、极性相反，即 v s1=- v s2= 或 v s1- v s2= u id u id 称为差模输入信号。在输入为差模方式时，若一个三极管的集电极电流增大时，则另一个三极管的集电极电流一定减小。在电路理想对称的条件下，有：i c1=- i c2。 Re 上的电流为： i E =i E1+i E2=（I E1+ i e1）+（I E2+ i e2 ）电路对称时，有I E1= I E2= I E 、i e1=- i e2，使流过Re 上的电流i E =2I E 不变，则发射极的电位也保持不变。差模信号的交流通路如图: 差模信号下不同工作方式的讨论: ① 双端输入—双端输出放大倍数：当输入信号从两个三极管的基极间加入、输出电压从两个三极管的集电极之间输出时，称之为双端输入—双端输出,其差模电压增益与单管放大电路的电压增益相同，无负载的情况下: be s c s1o1s2s1o2o1id o ud r R R 22u u A +-==--== βv v v v v v

一种典型的差分放大电路设计与测试

一种典型的差分放大电路设计与测试姜鹏, 徐科军时间:2011年01月21日来源:微型机与应用2010 年第20期字体: 大中小关键词:差分输入差分输出放大电路差分信号摘要：简述一种典型的差分输入差分输出放大电路的设计、仿真和测试方法，讨论其设计原理及需要解决的问题。重点讲述差分滤波器的设计和计算，指出与单端放大电路在设计和测试中的不同之处，并结合实际工作中的经验，就直流信号和交流信号的测试分别给出了一种简易案例。关键词：差分输入；差分输出；放大电路；差分信号与普通单端放大器相比，差分放大器可以有效抑制输入信号中的共模噪声和地线电平电压浮动对电路的影响，因此，在工业应用中广受青睐。差分放大器中以仪表放大器应用最为广泛[1]。随着技术的发展，支持差分输入的ADC、MCU越来越多，由于差分传输能更好地抑制共模干扰，信号传输距离更远，越来越多的场合将使用差分传输。但是，一般的仪表放大器仅支持单端输出。因此，采用双运放搭建了一种差分输入差分输出放大电路。与普通的单端放大电路相比，差分放大电路在设计、分析、仿真和测试中有许多不同之处，而这些知识在一般的模拟电路教材中很少介绍。 1 差分放大电路设计

根据被放大信号的不同,可以将差分放大电路分成两种[2]。一种是直流耦合差分放大电路，其输入端没有隔直电容，可以同时放大直流和交流信号，如图1所示。另一种是交流耦合差分放大电路，其输入端有隔直电容，用来隔离直流分量，放大信号中的交流成分，如图 2所示。

1.1 直流耦合差分放大电路直流耦合差分放大电路由差分比例放大电路、差分滤波器、保护器件和补偿电阻四部分组成。其输入-输出关系为：

全差分两级放大电路

综合课程设计研究报告课题名称：全差分两级运放研究人员：指导教师：王向展宁宁 201 年1月1日微电子与固体电子学院

目录一、绪论 (1) （一）研究工作的背景与意义 (1) （二）国内外现状分析 (1) 二、研究目标、研究内容与技术指标 (1) （一）研究目标 (2) （二）研究内容 (2) （三）关键技术 (2) （四）技术指标 (3) 三、电路工作原理 (3) （一）电路结构理论 (4) （二）关键电路模块 (4) （三）非理想效应 (5) 四、电路设计与仿真 (6) （一）电路设计方案 (6) （二）电路设计结构 (9) （三）电路仿真及结果 (10) 五、全文总结与展望 (12) 参考文献 (13)

一、绪论（一）研究工作的背景与意义随着模拟集成电路技术的发展，高速、高精度运算放大器得到广泛应用。全差分运算放大器在输入动态范围、抑制共模信号和噪声的能力等方面，较单端输出运放有很大优势，成为应用很广的电路单元。另外，全差分输出时的输出电压信号幅度比单端输出时增大一倍，这对低电源电压供电的现代CMOS电路尤为重要，因为这可以扩大输出信号的动态范围。因此，本文讨论并设计了满足一定要求的全差分运算放大器。（二）国内外现状分析从第一颗运算放大器IC问世到现在，运算放大器技术已经在半导体制造工艺和电路设计两方面取得了巨大进展。在大约40年的发展过程中，IC制造商们利用上述先进技术设计出了近乎“完美”的放大器。虽然什么是理想放大器很难有一个精确定义，但它却为模拟设计工程师提供了一个目标。理想放大器应该无噪声、具有无穷大增益、无穷大输入阻抗、零偏置电流以及零失调电压，它还应该不受封装尺寸限制，不占用空间。上述这些，都是许多教科书为了得到简单的传递函数而做出的种种假设。未来放大器市场增长的驱动力主要有三方面：其一,便携式应用的低功耗要求将推动具有低操作电源电压/电流的放大器增长;其二,高分辨率应用需要能降低噪声和失真度的放大器;其三,由于性能和价格压力持续上扬,因此能够集成其他功能的放大器前景乐观。测试和测量、通信、医疗影像等领域的先进应用是提升放大器性能的主要驱动力;DSL和消费类视频应用是最大的市场,而且未来将继续此趋势。其中,DSL运放的增长点主要在于线路驱动器。而整合了滤波、多路技术以及DC恢复等功能的消费类视频放大器也被看好。从应用的角度讲,不同的系统对运放有不同要求,选择合适的运放对于系统设计至关重要。对于通信、高速测量仪表及超声波设备等高速应用,交流特性极为重要。但对于低速的高精度系统,直流方面的特性则通常更为重要。衡量系统在交流特性方面的参数有信号带宽、失真率、噪声等;而衡量系统在直流特性方面的参数有输入补偿电压、开环增益、输入偏置电流及共模抑制比等。

典型差分放大电路

典型差分放大电路 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-

三运放组成的仪表放大器原理分析

三运放组成的仪表放大器原理分析仪表放大器与运算放大器的区别是什么？仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元。大多数情况下，仪表放大器的两个输入端阻抗平衡并且阻值很高，典型值≥109 Ω。其输入偏置电流也应很低，典型值为1 nA至50 nA。与运算放大器一样，其输出阻抗很低，在低频段通常仅有几毫欧（mΩ）。运算放大器的闭环增益是由其反向输入端和输出端之间连接的外部电阻决定。与放大器不同的是，仪表放大器使用一个内部反馈电阻网络，它与其信号输入端隔离。对仪表放大器的两个差分输入端施加输入信号，其增益既可由内部预置，也可由用户通过引脚连接一个内部或者外部增益电阻器设置，该增益电阻器也与信号输入端隔离。专用的仪表放大器价格通常比较贵，于是我们就想能否用普通的运放组成仪表放大器？答案是肯定的。使用三个普通运放就可以组成一个仪用放大器。电路如下图所示：输出电压表达式如图中所示。看到这里大家可能会问上述表达式是如何导出的？为何上述电路可以实现仪表放大器？下面我们就将探讨这些问题。在此之前，我们先来看如下我们很熟悉的差分电路：如果R1 ＝R3，R2 ＝R4，则VOUT = (VIN2—VIN1)(R2/R1)

这一电路提供了仪表放大器功能，即放大差分信号的同时抑制共模信号，但它也有些缺陷。首先，同相输入端和反相输入端阻抗相当低而且不相等。在这一例子中VIN1反相输入阻抗等于100 kΩ，而VIN2同相输入阻抗等于反相输入阻抗的两倍，即200 kΩ。因此，当电压施加到一个输入端而另一端接地时，差分电流将会根据输入端接收的施加电压而流入。（这种源阻抗的不平衡会降低电路的CMRR。）另外，这一电路要求电阻对R1 /R2和R3 /R4的比值匹配得非常精密，否则，每个输入端的增益会有差异，直接影响共模抑制。例如，当增益等于1 时，所有电阻值必须相等，在这些电阻器中只要有一只电阻值有0.1% 失配，其CMR便下降到66 dB（2000:1）。同样，如果源阻抗有100 Ω的不平衡将使CMR下降6 dB。为解决上述问题，我们在运放的正负输入端都加上电压跟随器以提高输入阻抗。如下图所示：以上前置的两个运放作为电压跟随器使用，我们现在改为同相放大器，电路如下所示：输出电压表达式如上图所示。上图所示的电路增加增益（A1 和A2）时，它对差分信号增加相同的增益，也对共模信号增加相同的增益。也就是说，上述电路相对于原电路共模抑制比并没有增加。下面，要开始最巧妙的变化了！看电路先：

差分放大电路

实验五差分放大电路一、实验目的 1．加深对差分放大电路原理、性能及特点的理解。 2．学习差分放大电路主要性能指标的测试方法。二、预习要求 1．阅读实验原理，根据实验电路参数，估算典型差分放大电路和具有恒流源的差分放大电路的静态工作点及差模电压放大倍数（取β1=β2=100）。 2．测量静态工作点时，差分放大器输入端A、B与地应如何连接？ 3．实验中怎样获得双端和单端输入差模信号？怎样获得共模信号？画出A、B端与信号源之间的连接图。怎样调整静态零点？ 4．用什麽仪表测量输出端电压U0？ 5．怎样用交流毫伏表测双端输出电压U0？三、实验原理与参考电路 -V EE -12V 图5-1差分放大电路图5-1是差分放大电路的基本结构。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，构成典型的差分放大电路。调节调零电位器R p，使差分放大电路两边对称的元件参数相等，当输入信号U I=0时，双端输出电压U0=0。R E为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无反馈作用，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。当开关拨向右边时，构成具有恒流源的差分放大电路。它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E，可以进一步提高差分放大电路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） 221E C C I I I = = 恒流源电路 3212331)()]([E BE EE CC E C R U R R U U R I I ? -++?= ≈ 2321C C C I I I = = 2．差摸电压放大倍数和共模电压放大倍数当差分放大电路的射极电阻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 R r R R U U A )1(ββ+++= ??= 单端输出： 211d I C d A U U A = ??= 222d I C d A 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 C C C R R R R r R R U U A A 2)22 )( 1(1 21- ≈++++-= ??= =ββ 若为双端输出，在理想情况下 =??=I O C U U A 实际上由于元件不可能完全对称，因此共模放大倍数A c 也不会绝对等于零。 3．共模抑制比CMRR 为了表征差分放大电路对有用信号（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 C d A A = CMRR 或者 C d A A log 20CMRR = （dB ）差分放大电路的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。本实验由函数信号发生器提供频率f=1KHz 的正信号作为输入信号。四、实验内容

基于Multisim的差分放大电路仿真分析

基于Multisim的差分放大电路仿真分析差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐，特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法，难以理解，因而一直是模拟电子技术中的难点。Muhisim作为著名的电路设计与仿真软件，它不需要真实电路环境的介入，具有仿真速度快、精度高、准确、形象等优点。因此，Multisim被许多高校引入到电子电路实验的辅助教学中，形成虚拟实验和虚拟实验室。通过对实际电子电路的仿真分析，对于缩短设计周期、节省设计费用、提高设计质量具有重要意义。 1 Multisim8软件的特点 Muhisim是加拿大IIT(Interactive Image Tech—nologies) 公司在EWB(Electronics Workbench)基础上推出的电子电路仿真设计软件，Muhisim现有版本为Muhisim2001，Muhisim7和较新版本Muhisim8。它具有这样一些特点：（1）系统高度集成，界面直观，操作方便。将电路原理图的创建、电路的仿真分析和分析结果的输出都集成在一起。采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。操作方法简单易学。 (2)支持模拟电路、数字电路以及模拟／数字混合电路的设计仿真。既可以分别对模拟电子系统和数字电子系统进行仿真，也可以对数字电路和模拟电路混合在一起的电子系统进行仿真分析。

(3)电路分析手段完备，除了可以用多种常用测试仪表(如示波器、数字万用表、波特图仪等)对电路进行测试以外，还提供多种电路分析方法，包括静态工作点分析、瞬态分析、傅里叶分析等。 (4)提供多种输入／输出接口，可以输入由PSpice 等其他电路仿真软件所创建的Spice网表文件，并自动形成相应的电路原理图，也可以把Muhisim环境下创建的电路原理图文件输出给Protel等常见的印刷电路软件PCB进行印刷电路设计。 2 差分放大电路仿真分析运行Muhisim 8，在绘图编辑器中选择信号源、直流电源、三极管、电阻，创建双端输入双端输出差分放大电路(双入双出差分放大电路)如图1所示，标出电路中的结点编号。该次仿真中，采用虚拟直流电压源和虚拟晶体管，差分输入信号采用一对峰值为5 mV、频率为1 kHz的虚拟正弦波信号源。设置虚拟晶体管的模型参数BF= 150，RR=300Ω。

差分输入单端输出放大器电路图

差分输入单端输出放大器电路图该电路是一款用于将一个差分输入转换为一个单端输出的电路。当增益等于 1 时 (R1 = R2 = 604W 和 VOUT = V2 – V1)，输入参考差分电压噪声为 9nV/√Hz，差分输入信噪比为 (对于位于 4MHz 噪声带宽内的输入信号)。输入 AC 共模抑制取决于电阻器 R1 和 R3 的匹配以及LT1567 负输出转换器的增益容差 (在高达 1MHz 频率下，当电阻器匹配误差为 1% 和负输出转换器增益容差为 2% 时，共模抑制至少为 40dB)。

怎样采用多种单端信号驱动低功率的16 位ADC [导读]?匹配传感器输出和 ADC 输入范围可能很难，尤其是要面对当今传感器所产生的多种输出电压摆幅时。本文为不同变化范围的差分、单端、单极性和双极性信号提供简便但高性能的 ADC 输入驱动器解决方案，本文的所有电路采用了 LTC2383-16 ADC 单独工作或与 LT6350 ADC 驱动器一起工作来实现 92dB SNR。匹配传感器输出和 ADC 输入范围可能很难，尤其是要面对当今传感器所产生的多种输出电压摆幅时。本文为不同变化范围的差分、单端、单极性和双极性信号提供简便但高性能的 ADC 输入驱动器解决方案，本文的所有电路采用了 LTC2383-16 ADC 单独工作或与 LT6350 ADC 驱动器一起工作来实现 92dB SNR。 LTC2383-16 是一款低噪声、低功率、1Msps、16 位 ADC，具备±的全差分输入范围。LT6350 是一款轨至轨输入和输出的、低噪声、低功率单端至差分转换器/ADC 驱动器，具备快速稳定时间。运用 LT6350，0V 至、0V 至 5V 和±10V 的单端输入范围可以很容易转换为 LTC2383-16 的±全差分输入范围。全差分驱动图 1 显示了用于本文所述所有电路的基本构件。该基本构件用于至 LTC2383-16 模拟输入的DC 耦合全差分信号。电阻器 R1、R2 和电容器 C1 将输入带宽限制到大约 500kHz。电阻器 R3 和 R4 减轻 ADC 输入采样尖峰的影响，该尖峰可能干扰传感器或 ADC 驱动器输入。图 1：全差分驱动电路这个电路对于具备低阻抗差分输出的传感器很有用。驱动 AIN+ 和 AIN–的共模电压必须等于 VREF/2，以满足 LTC2383-16 的共模输入范围要求。图 1 中的电路可以是 AC 耦合的，以在必要时，使 ADC 输入的共模电压与传感器相匹配。只需通过一个 1k 电阻器将AIN+ 和 AIN–偏置到VCM （VCM=VREF/2）、通过一个 10μF 电容器将传感器输出耦合到AIN+ 和 AIN–即可，如图 2 所示。

运放差分放大电路原理

差分放大电路一. 实验目的: 1．掌握差分放大电路的基本概念； 2．了解零漂差生的原理与抑制零漂的方法； 3．掌握差分放大电路的基本测试方法。二. 实验原理: 1.由运放构成的高阻抗差分放大电路图为高输入阻抗差分放大器,应用十分广泛.从仪器测量放大器,到特种测量放大器,几乎都能见到其踪迹。

A1 A2 A3 RS1510 Rs2510 R3 10K R4 10K R510K R6 10K R151K Rp 1K R251K Vi1 Vi2 Vo 从图中可以看到A1、A2两个同相运放电路构成输入级，在与差分放大器A3串联组成三运放差分防大电路。电路中有关电阻保持严格对称,具有以下几个优点: (1)A1和A2提高了差模信号与共模信号之比,即提高了信噪比; (2)在保证有关电阻严格对称的条件下,各电阻阻值的误差对该电路的共模抑制比K CMRR 没有影响; (3)电路对共模信号几乎没有放大作用,共模电压增益接近零。因为电路中R1=R2、 R3=R4、 R5=R6 ，故可导出两级差模总增益为： 3 5P 1 p i2 i1o vd R R R 2R R u u u A ?? ?? ??+-=-= 通常，第一级增益要尽量高，第二级增益一般为1~2倍，这里第一级选择100倍，第二级为1倍。则取R3=R4=R5=R6=10K Ω,要求匹配性好，一般用金属膜精密电阻，阻值可在10K Ω~几百K Ω间选择。则 A vd =(R P +2R 1)/R P 先定R P ，通常在1K Ω~10K Ω内，这里取R P ＝1K Ω，则可由上式求得R 1=99R P /2=49.5K Ω 取标称值51K Ω。通常R S1和R S2不要超过R P /2，这里选R S1＝ R S2＝510，用于保护运放输入级。 A1和A2应选用低温飘、高K CMRR 的运放，性能一致性要好。三. 实验内容 1．搭接电路 2．静态调试要求运放各管脚在零输入时，电位正常，与估算值基本吻合。

差分放大电路单端输入信号的射极耦合传输及等效变换.

差分放大电路单端输入信号的射极耦合传输及等效变换 0引言图1所示为典型长尾式单端输入差分放大电路，利用电路分析的方法将单端输人信号线等效变换成差模输入信号、共模输入信号的叠加，可深入理解输入信号线经发射极耦合传输、等效变换的过程。以下分析，假设电路中对称元件的参数相同。图1 长尾式单端输入差分放大电路 1 单端输入信号发射极耦合传输及分解图1所示电路，输人信号线经ui经T1的发射极耦合传输到T2的发射极，输人回路的微变等效电路如图2所示。其中： rbc为晶体管的输人电阻；β为晶体管的电流放大系数。图2 单端输入差分放大电路输入回路的微变等效电路在图2中所设定的ui参考极性下，输人回路所产生的各处电流、电压是 ib1为T1的基极电流，ie1为 T1的发射极电流，；ib2为T2 的基极电流； ie2为T2的发射极电流，；ie为发射极电阻Re中的电流；ue为发射极电位。由图2及KCL有：变换式（1）有：由图2及式（2），输入信号ui可表示为：变换式（3）：由图2及式（2），式（4），发射极电位ue可表示为：由图1及图2，ui作用下所产生的左边输入端和发射极之间的电极为：由图1及图2，ui作用下所产生的右边输入端和发射极之间的电压为：式（6）、式（7）中，为作用于输入端和发射极之间的每边差模输入信号；为作用于输入端和发射极之间每边的共模输入信号即总的共模输入信

号，表达式中含发射极电阻Re ；反映了Re对共模输入信号的抑制作用，发射极电阻Re越大，共模负反馈抑制作用越强，共模输人信号越小。式（6）、式（7）表明，输入信号ui在输入回路可等效分解为差模输入信号、共模输入信号的叠加，如图3所示。图3 ui等效分解为差模输入信号、共模输入信号叠加图4，图5为输入信号ui分解后差模输入单独作用等效电路及共模输入单独作用的等效电路。图4 ui分解后的差模输入单独作用等效电路图5 ui分解后的共模输入单独作用等效电路 2 信号的等效变换在保持输入端和发射极之间的差模输入信号不变，既保持输入端所产生的差模输入电流不变的前提下，可将图4中每边的差模输人信号等效变换作用于输人端和地之间，发射极经电阻Re接地，如图6昕示。图6 接Re的差模输入等效电路在保持所产生的共模输人咆流不变的条件下，可将图5中每边的共模输入信号等效变换后作用于输入端和地之问、共模输人信号等效变换成数值为 ui/2，发射极经电阻Re接地，如图7所示。图7 接Re的共模输入等效电路 3 结论差分放大电路的单端输入信号，经差分管的发射极耦合传输，可等效为差模输入信号、共模输入信号的叠加，且等效变换时，与发射极电阻Re取值大小无关。发射极电阻Re抑制共模输入信号，取值大小反映对共模输人信号的抑制程度；发射极电阻 Re对差模输入信号无影晌。

CMOS差分放大器

CMOS差分放大器一、差分放大器的基本电路结构 CMOS差分放大器的基本电路结构如图(a)、（b）所示二、工作原理假设M3与M4完全一致，则有：ID3＝ID4，即ID1＝ID3＝ID4。根据输入状态来分析该电路的工作原理：… （1）VGS1＝VGS2，则M1与M2的电流相等，即有：ID1＝ID2，所以ID4＝ID2，此时的输出电流为Io＝ID4－ID2＝0。… （2）VGS1＞VGS2，ID1＞ID2，则ID4＞ID2，输出电流Io＝ID4－ID2＞0。（3）VGS1＜VGS2，ID1＜ID2，则ID4＜ID2，输出电流Io＝ID4－ID2＜0。且由于ID1＋ID2＝IS，所以ID1的增加量（或减小量）等于ID2的减小量（或增加量），这样输出电流Io等于差分对管的漏极电流ID1与ID2之差，它的最大电流值为IS，从而实现了差分放大器的差分输出信号转换成单端输出信号。图(b)则是另一种形式的CMOS差分放大器，PMOS管M1与M2作为差分对管，NMOS 管M3与M5构成电流源电路，作为差分放大器的负载。差分放大器的工作电流由电流源IS 所提供，该电路的工作原理如同图(a)的电路结构一致。三、电路分析——大信号分析以处于饱和区的NMOS管M0作为电流源。

转换特性（1）Vi1<>Vi2：VGS2＜Vth2，M2截止，M1、M3、M0饱和，M4工作于深线性区，并为零电流，故Vo=VDD。注：当Vi1 ＞VA＋Vth时，M1 进入线性区。… （4）CMOS差分放大器的输入－输出特性可以用前图表示…CMOS差分放大器的输入－输出特性可以用前图表示。四、电路分析－－输入共模电压由以上的分析可知，只有电路中的所有MOS管都处于饱和区时，电路的增益为最大，而为了保证MOS 管处于饱和区，则必须对电路的输入共模电压进行合理的设定。由图（a）可以看出，M2饱和的条件是VDS2不小于VGS2－Vth2，因此为了得到大允许输出压摆，输入的共模电平越小越好，但其小值为：VGS2+VDS0,min，此时放大器的输出最小为：VGS2＋VDS0min－Vth。? CMOS差分放大器中输入共模电平与输出压摆间的直接相关是这种电路的一个明显的缺点。五、电路分析－－平衡输入时的输出电压平衡输入是指Vi1=Vi2，假设电路中M1与M2，M3与M4完全对称，存在沟道制效应为保则根据但由于存在沟道调制效应，为了保证ID1＝ID2 ＝ID3 ＝ID4，则根据饱和萨氏方程可知：Vo的电位必须与VA的电位相等，以确保VDS1＝VDS2，VDS3＝VDS4，所以输出电压应为：但在实际的CMOS差分放大器中，存在着电路的非对称性，这就会导致Vo与VA之间的很大偏差，可能促使M2或M4进入线性区。例如，当M2的阈值电压略小于M1的阈值电压，即使Vi1=Vi2，前者的电流就大于后者，造成Vo明显下降，由于这个原因，该电路很少使用在开环状态放大小信号。

差分放大电路的作用原理

差分放大电路的作用原理差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐，特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法，难以理解，因而一直是模拟电子技术中的难点。差分放大电路按输入输出方式分为双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出和单端输入单端输出四种类型。按共模负反馈的形式分为典型电路和射极带恒流源的电路两种。基本状态

差放的外信号输入分差模和共模两种基本输入状态。当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号Vi1、Vi2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。此时，外输入信号称为差模输入信号，以Vid表示，且: 当外信号加到两输入端子与地之间，使Vi1、Vi2大小相等、极性相同时，称为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以Vic表示，且: 当输入信号使Vi1、Vi2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号Vid和共模信号Vic两部分组成，其中动态时分差模输入和共模输入两种状态。

(1)对差模输入信号的放大作用当差模信号Vid输入(共模信号Vic=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相反，即Vi1=－Vi2=Vid/2,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相反，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压Vod1、Vod2大小相等、极性相反，此时双端输出电压Vo=Vod1－Vod2=2Vod1=Vod,可见，差放能有效地放大差模输入信号。要注意的是：差放公共射极的动态电阻Rem对差模信号不起(负反馈)

双端输入双端输出差分放大电路

双端输入双端输出差分放大电路 5.2.1静态分析图5-2-1所示的差分放大电路的静态和动态计算与基本放大电路基本相同。在基本放大电路中，偏置电阻接电源（高电位点），发射极电阻接地（低电位点）。在图5-2-1中，发射极电阻接-V EE，是电路中的最低电位点。R s1、R s2接地，可以起一部分偏置电阻的作用，R s1、R s2 也可以看作信号源内阻。地电位相对-V EE 是高电位，所以仍然可以提供偏流，这样处理便于直接耦合的输入信号源一端接地。因差分电路的对称性，可以只对其中一半电路进行计算。在求基极电流时，R e为发射极电阻，因为R e流过的电流是2I E，所以单边计算时，要用2R e代替，才能使I E流过2R e产生的电压降与2I E流过R e产生的电压降相同。对差分放大电路的结构了解清楚以后，可得双端输入双端输出差分放大电路的静态计算结果。图5-2-1 双端输入双端输出差分放大电路双端输入双端输出差分放大电路的静态计算 5.2.2动态分析 5.2.2.1 差模电压放大倍数在图5-2-1差放电路的两个输入端加入差模信号，即，时，一个三极管电流在I CQ1的基础上增加，另一个三极管电流在I CQ2的基础上将减少，电流的增量和减量相等。所以，输出信号电压，即在两输出端之间有信号输出。

图5-2-2 双入双出差分放大电路的微变等效电路差模电压放大倍数的计算 5.2.2.2差模输入电阻在讨论差模输入电阻时，参照双入双出差分放大电路的微变等效电路（图5-2-2）。不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻R id的计算公式如下： (5-2-2) 5.2.2.3输出电阻在讨论输出电阻时，参照双入双出差分放大电路的微变等效电路（图5-2-2）。单端输出时输出电阻： (5-2-3) 双端输出时输出电阻： (5-2-4) 5.2.3差分放大电路的共模抑制比在差分放大电路的两个输入端加入极性相同、幅度不等的信号，或加入极性不同幅度不等的信号，则差分放大电路的输入信号包含共模和差模两种信号成分，本节是讨论共模信号作用到差分放大电路上的情况，如图5-1-2所示。在差分放大电路中，无论是温度变化，还是电源电压的波动都会引起两管集电极电流以及相应的集电极电压向相同方向的变化，其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。由于电路具有对称性，在理想情况下可使双端输出电压不变，从而抑制零点漂移。 5.2.3.1共模放大倍数A uc 共模放大倍数A uc是用来衡量差分放大电路抑制漂移或者干扰信号的能力。 A uc越小,表示电路抑制漂移或者干扰信号（主要是温漂）的能力越强。对A uc做如下定义： (5-2-5)