差动放大器的设计.docVIP

差动放大器的设计 一、任务布置 安装与调试差动放大器电路，并对其电压放大倍数、共模抑制比进行测量与分析。 二、任务咨询及相关知识点学习 图3-17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。其中RP为调零电位器，RE为两管共用的发射极电阻，它对共模信号有较强的负反馈作用。 图3-17 差动放大器电路 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RE，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号能力。 1、静态工作点的估算 开关K拨向左边时，构成典型的差动放大电路，其静态为：  IE≈(认为UB1=UB2≈0) IC1＝IC2＝IE 当开关拨向右边时，构成具有恒流源电路的差动放大器。其静态为：  IC3≈IE3≈ IC1＝IC1＝IC3 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Ad由输出端方式决定，而与输入方式无关。 差模输入双端输出RL＝∞，RP在中心位置 Ad＝= 差模输入单端输出 Ad1= Ad2＝ 当输入共模信号时，若为单端输出，则有 AC1＝AC2＝ 若为双端输出，在理想情况下 AC＝ 实际上由于元件不可能完全对称因此AC也不会绝对等于零。 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： CMRR＝｜｜ 或 CMRR＝20 Log｜｜(dB) 差动放大器的输入信号可采用直流信号也可用交流信号。本实验由函数信号发生器提供频率f＝1KHz的正弦信号作为输入信号，由于该信号发生器为不平衡输出方式，所以在双端差模输入时，信号发生器与放大器输入端A-B之间需加接平衡输入变压器。 三、任务实施及成果展示（数据记录） 1、典型差动放大器性能测试。 实验电路如图3-17，开关K拨向左边构成典型差动放大器。 1)测量静态工作点 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UO，调节调零电位器RP，使UO＝0。 零点调好以后，用直流电压表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端电压URE，记入表3-13。 表3-13 测量值 UC1（V） UB1（V） UE1（V） UC2（V） UR2（V） UF2（V） URE（V） 计算值 Ic(mA) IB(mA) UCE(V) 2)测量差模电压放大倍数 断开短路线，将函数信号发生器的输出通过平衡输入变压器接放大器的输入端A、B，(在本实验电路中，将函数信号发生器的输出端接放大器输入端A，信号源输出地接放大器输入B)构成双端输入方式，调节信号频率f＝1KHz的正弦信号，先使输出信号大小为0，用示波器监视输出端电压(集电极C1或C2与地之间的电压)。 逐渐增大输入电压Ui(约100mV)，在输出波形无失真的情况下，用交流毫伏表测Ui，Uc1，Uc2，并用双踪示波器观察Ui，Uc1，Uc2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。 利用Ad1=、Ad2=及Ad=分别计算双端输入、单端输出时的差模电压增益Ad1和Ad2及双端输入、双端输出的差模电压增益Ad。 3)测量共模电压放大倍数 将放大器A、B短接，(去掉平衡输入变压器)，信号源的输出端与放大器A、B相接，信号源的地与电路的地相接。构成共模输入方式，调节函数信号发生器，使输入信号Ui=1V f=1KHz。在输出电压无失真的情况下，测量Uc1、Uc2。用双踪示波器观察Ui、Uc1、Uc2之间的相位关系及URE随Ui变化而变化的情况。 利用Ad1=、Ad2=及Ac=分别计算双端输入、单端输出时的共模电压增益AC1和AC2及双端输入、双端输出时的共模电压增益AC。 2、具有恒流源的差动放大电路性能测试。 将图3-17电路中的开关K拨向右边，构成具有恒流源的差动放大电路。重复1中的各项内容。 四、评估、总结及完成项目说明书 五、思考题 1、典型差动放大电路单端输出CMRR的实测值与具有恒流源的差动放大器CMRR实测值比较。 2、根据实验结果，总结电阻RE和恒流源的作用。 六、作业布置 无 1