模擬電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程課件

1、書名：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)書名：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)ISBNISBN：978-7-111-07935-4978-7-111-07935-4出版社：機(jī)械工業(yè)出版社出版社：機(jī)械工業(yè)出版社本書配有電子課件本書配有電子課件 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)一一、基本差動(dòng)放大器、基本差動(dòng)放大器1 1、直接耦合放大電路需要解決的問(wèn)題 各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)之間互相影響、互相牽制 零點(diǎn)漂移問(wèn)題零點(diǎn)漂移問(wèn)題 輸入端短接（輸入端短接（uI =0） ，其輸出端電壓有忽，其輸出端電壓有忽大忽小緩慢地、無(wú)規(guī)則地變化的輸出電壓大忽小緩慢地、無(wú)規(guī)則地變化的輸出電壓這種現(xiàn)象就稱為零點(diǎn)漂移。這種現(xiàn)象就稱為零點(diǎn)漂移。 產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的因素：產(chǎn)生

2、零點(diǎn)漂移的因素：溫度變化溫度變化、任何元器件參數(shù)的變化，、任何元器件參數(shù)的變化，電源的波動(dòng)。電源的波動(dòng)。 在多級(jí)直接耦合放大電路中，又以第一級(jí)漂移的影響最為在多級(jí)直接耦合放大電路中，又以第一級(jí)漂移的影響最為嚴(yán)重。嚴(yán)重。 抑制零點(diǎn)漂移的具體措施：抑制零點(diǎn)漂移的具體措施：（1）選用溫漂小的元器件；）選用溫漂小的元器件；（2）電路元件在安裝前要經(jīng)過(guò)認(rèn)真篩選和）電路元件在安裝前要經(jīng)過(guò)認(rèn)真篩選和“老老 化化”處理，以確保質(zhì)量和參數(shù)的穩(wěn)定性。處理，以確保質(zhì)量和參數(shù)的穩(wěn)定性。（3）為了減小電源電壓波動(dòng)引起的漂移，要采）為了減小電源電壓波動(dòng)引起的漂移，要采 用穩(wěn)定度高的穩(wěn)壓電源。用穩(wěn)定度高的穩(wěn)壓電源。（4）采

3、用溫度補(bǔ)償電路。）采用溫度補(bǔ)償電路。（5）采用調(diào)制型直流放大器。）采用調(diào)制型直流放大器。（6）采用差動(dòng)放大電路。）采用差動(dòng)放大電路。2 2、差動(dòng)放大電路、差動(dòng)放大電路1) 基本差動(dòng)放大電路基本差動(dòng)放大電路 雙端輸入雙端輸入 雙端輸出雙端輸出 基本差動(dòng)電路利用電路的對(duì)稱性，具有抑制零基本差動(dòng)電路利用電路的對(duì)稱性，具有抑制零點(diǎn)漂移的能力。點(diǎn)漂移的能力。 溫度溫度TUo=( Uc1 - Uc2 )不變不變 （UBE )2) 射極耦合差動(dòng)放大電路 R E的主要作用是穩(wěn)定電路的工作點(diǎn)，進(jìn)一步減小零點(diǎn)漂移。 溫度溫度T（UBE )IC1IC2IEUBEUBEUo=( Uc1 - Uc2 )不變不變 長(zhǎng)尾長(zhǎng)

4、尾在差動(dòng)電路中，這種左右兩邊輸入端所獲得的對(duì)地大小相等，在差動(dòng)電路中，這種左右兩邊輸入端所獲得的對(duì)地大小相等，極性相反的信號(hào)電壓就稱為極性相反的信號(hào)電壓就稱為差模信號(hào)差模信號(hào) 差模信號(hào) 調(diào)零電位器 RE的存在并不影響對(duì)差模信號(hào)的放大 UO=UO1-UO2=UC1-UC2 減小減小增大增大 在忽略在忽略R RP P時(shí)，靜態(tài)時(shí)時(shí)，靜態(tài)時(shí)U UI1I1=U UI2I2=0=0，輸入回路方程：，輸入回路方程： V VEEEE= =I IBQBQR RB B+U+UBEQBEQ+2I+2IEQEQR RE E 可得可得Q Q點(diǎn)為（忽略點(diǎn)為（忽略I IBQBQ時(shí)）時(shí)） BEQCCQCCCEQEQBQCQE

5、BEQEEEQURIVUIIIRUVI)1 (2電路的差模電壓放大倍數(shù)電路的差模電壓放大倍數(shù)AuD uD1UUUUUUUUuDAAI1O1I2I1O2O1IDO22beBCbeBBCBRRRRRIRIuD2uD1AA)(RB RP時(shí)時(shí) 差動(dòng)電路雙端輸入雙端輸出結(jié)構(gòu)的電壓放大倍數(shù)和單差動(dòng)電路雙端輸入雙端輸出結(jié)構(gòu)的電壓放大倍數(shù)和單管共射電路的放大倍數(shù)相同。采用差動(dòng)放大電路只是管共射電路的放大倍數(shù)相同。采用差動(dòng)放大電路只是為了抑制零點(diǎn)漂移。為了抑制零點(diǎn)漂移。 當(dāng)在兩個(gè)集電極之間接有負(fù)載電阻當(dāng)在兩個(gè)集電極之間接有負(fù)載電阻RL時(shí)：時(shí)： beBLuDRRRA差模輸入電阻差模輸入電阻 ：RiD 2(RB +

6、Rbe ) 差模輸出電阻差模輸出電阻 ：RO=2RC 2LCLRRR/差模地端差模地端兩個(gè)大小相等，極性相同的信號(hào)稱為共模輸入信號(hào)。兩個(gè)大小相等，極性相同的信號(hào)稱為共模輸入信號(hào)。 共模信號(hào)是反映溫漂干擾或噪聲等無(wú)用的信號(hào)。共模信號(hào)是反映溫漂干擾或噪聲等無(wú)用的信號(hào)。如果電路完全對(duì)稱，則在共模信號(hào)作用下，兩管電如果電路完全對(duì)稱，則在共模信號(hào)作用下，兩管電流同時(shí)等量增大，結(jié)果輸出電壓流同時(shí)等量增大，結(jié)果輸出電壓U UO OC C =0=0 若電路完全對(duì)稱，則若電路完全對(duì)稱，則AuC=0, KCMR 共模信號(hào) KCMR =AuD/AuC2 2、 其它形式的輸入，輸出方式其它形式的輸入，輸出方式 雙端輸

7、入、單端輸出圖差動(dòng)放大電路 beBCLRRRRuDA)/(21 單端輸入、雙端輸出差動(dòng)放大電路 反相輸出反相輸出 單端輸入、單端輸出 beBCI1O1IORRRUUUUuDA21 同相輸出同相輸出 單端輸入、單端輸出 beBcI2OIORRRUUUUuDA21 具有恒流源的差動(dòng)放大電路具有恒流源的差動(dòng)放大電路 a a）電路）電路 b b）用恒流源表示）用恒流源表示3 3的電路的電路IC3 的恒流特性，大大提高了抑制零漂的效果。的恒流特性，大大提高了抑制零漂的效果。 集成運(yùn)放組成框圖集成運(yùn)放組成框圖 集成運(yùn)放的符號(hào)和管腳圖 a) 圖形符號(hào) b) A741的管腳圖 電源端電源端電源端電源端 A74

8、1內(nèi)部電路 LN3242、集成運(yùn)放的特點(diǎn)、集成運(yùn)放的特點(diǎn)3、集成運(yùn)放的分類、集成運(yùn)放的分類 ( 器件手冊(cè)器件手冊(cè)P 69 )4、集成運(yùn)放的電壓傳輸特性和參數(shù)、集成運(yùn)放的電壓傳輸特性和參數(shù) 1 ）電壓傳輸特性）電壓傳輸特性 理想運(yùn)算放大器的條件主要是：理想運(yùn)算放大器的條件主要是：t 開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)AuD； t 開(kāi)環(huán)輸入電阻開(kāi)環(huán)輸入電阻RiD；t 開(kāi)環(huán)輸出電阻開(kāi)環(huán)輸出電阻Ro0；t 共模抑制比共模抑制比KC M R。 理想運(yùn)放的圖形符號(hào) a)舊國(guó)標(biāo) b)新國(guó)標(biāo)反相輸入端反相輸入端 同相輸入端同相輸入端 輸出端輸出端 運(yùn)放的傳輸特性運(yùn)放的傳輸特性 線性區(qū)線性區(qū) UO=AuD

9、（UP-UN） 非線性區(qū)非線性區(qū) UO受正、負(fù)電源電壓限制受正、負(fù)電源電壓限制2） 主要參數(shù)主要參數(shù) ( 器件手冊(cè)器件手冊(cè)P76 ) LM324LM324典型值典型值 理想值理想值t 開(kāi)環(huán)差模放大電壓倍數(shù)開(kāi)環(huán)差模放大電壓倍數(shù)A AuD uD 100dB 100dB t 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓U UIOIO 2mV 0 2mV 0t 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流I IIOIO 5nA 0 5nA 0t 輸入偏置電流輸入偏置電流I IIBIB 45nA 0 45nA 0t 輸入失調(diào)電壓溫度漂移輸入失調(diào)電壓溫度漂移d dU UI I/dt /dt 幾幾VV/ 0/ 0t 開(kāi)環(huán)差模輸入電阻開(kāi)環(huán)差模輸入電阻R RiDiD 1M 1M t 最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓IDM IDM 32V32Vt 最大