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差分放大电路 物理与电子信息学院学年论文  PAGE \* MERGEFORMAT 5 差动放大电路实验分析 王秀国（学号：20131105578） （物理与电子信息学院 电子信息工程13级工程二班，内蒙古 呼和浩特 010022） 指导老师：段国俊 摘要：理论上分析了典型差动放大的工作原理以及特性参数的计算公式；应用虚拟实现技术——Proteue软件进行了静态分析、差模输入信号、共模输入信号的实验研究，并对实验现象进行了分析。 关键词：静态分析；差模输入信号；共模输入信号 中图分类号：TN91 1、引言 差动放大电路是一种基本的放大电路，多级直接耦合放大电路的输入级几乎毫无例外地采用这一基本单元电路-差动放大电路，具有高度对称性，在放大差模信号时，能较好地抑制共模信号，有较高的共模抑制比，解决了直接耦合放大器中既要放大有用信号，又要抑制温度等引起的零点漂移的问题。 2、差动放大电路 图2.1 差动放大原理图 2.1.1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RPl使双端输出电压V0=0。 (2)测量静态工作点 测量V1、V2、V3各极对地电压填入表2.1中 表2.1 对地电压Vc1Vc2Vc3Vb1Vb2Vb3Ve1Ve2Ve3测量值（V）6.356.35-0.71100-7.96-0.603-0.601-8.59 2.2.2测量差模电压放大倍数。 在输入端加入直流电压信号Vid=土0.1V按表2.2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Vi1,和Vi2端，然后调节DC信号源，使其输出为+0.1V和-0.1V。 2.2.3测量共模电压放大倍数。 将输入端b1、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2.2。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KCMR=。 测量及 计算值 输入 信号Vi差模输入共模输入共模抑制比测量值(V)计算值测量值(V)计算值计算值Vc1Vc2V0双Ad1Ad2Ad双Vc1Vc2V0双Ac1Ac2AC双KCMR+0.1V1.5211.229.724.1524.3548.56.356.350000-0.1V6.356.350000表2.2 2.2.4在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验。 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=±0.1V，测量单端及双端输出，填表2.3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2.3 测量仪计算值 输入信号电压值双端放大倍数AV单端放大倍数Vc1Vc2VoAV1AV2直流＋0.1V3.758.995.2452.42626.4直流－0.1V9.023.685.3453.426.72.67正弦信号(50mV、1KHz)1.34V(反相)1.34(同相)2.6853.626.826.8 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，填入表2.3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) 3、差分放大电路 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，因此有公式如下： 差模放大倍数 同理分析双端输入