實(shí)驗(yàn)差動(dòng)放大電路

1、實(shí)驗(yàn)七差動(dòng)放大電路實(shí)驗(yàn)七差動(dòng)放大電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 掌握基本差動(dòng)放大器的工作原理、工作點(diǎn)的調(diào)試和主要性能指標(biāo)的測(cè)試。 2. 熟悉恒流源差動(dòng)放大器的工作原理及主要性能指標(biāo)的測(cè)試。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1雙蹤示波器 1臺(tái) 2數(shù)字萬(wàn)用表 1臺(tái) 3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái) 4模擬電路實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái) 電路組成及特點(diǎn)電路組成及特點(diǎn): :三、實(shí)驗(yàn)原理 a. 元件參數(shù)元件參數(shù)對(duì)稱對(duì)稱； b. 雙電源供電；雙電源供電； c. 兩個(gè)輸入端，兩個(gè)輸入端， 兩個(gè)輸出端；兩個(gè)輸出端； d. 當(dāng)當(dāng) ui1 = ui2 時(shí)，時(shí)，uo = 0 能有效地克服零點(diǎn)漂移能有效地克服零點(diǎn)漂移差模信號(hào)與共模信號(hào)差模信號(hào)與共模信號(hào)共模信

2、號(hào)：共模信號(hào)：數(shù)值相等，極性相同的輸入信號(hào)，即數(shù)值相等，極性相同的輸入信號(hào)，即 ui1= ui2= uic差模信號(hào)：差模信號(hào)：數(shù)值相等，極性相反的輸入信號(hào)，即數(shù)值相等，極性相反的輸入信號(hào)，即 ui1= -ui2一般定義：一般定義：對(duì)于任意輸入的信號(hào)對(duì)于任意輸入的信號(hào): ui1 , ui2 ，都可分解成，都可分解成 差模分量和共模分量的組合形式。差模分量和共模分量的組合形式。例例: ui1 = 20 mV , ui2 = 10 mV,則：則：uid = 10mV , uic = 15mV差模分量差模分量: uid = ui1 ui2共模分量共模分量:uic = (ui1 + ui2 ) /2從輸

3、出看：從輸出看： uo = uoc+ uod = Aucuic+Auduid 圖7-1是差動(dòng)放大器的基本結(jié)構(gòu)。它是一個(gè)直接耦合放大器，理想的差動(dòng)放大器只對(duì)差模信號(hào)進(jìn)行放大，對(duì)共模信號(hào)進(jìn)行抑制，因而它具有抑制零點(diǎn)漂移、抗干擾和抑制共模信號(hào)的良好作用。它由兩個(gè)元件參數(shù)相同的基本共射放大電路組成。RW1為兩管共用的發(fā)射極電阻，它對(duì)差模信號(hào)無(wú)負(fù)反饋?zhàn)饔?，因而不影響差模電壓放大倍?shù)，但對(duì)共模信號(hào)有較強(qiáng)的負(fù)反饋?zhàn)饔?，故可以有效地抑制零漂，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。 1靜態(tài)工作點(diǎn)的估算 典型電路 恒流源電路 2差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù) 當(dāng)差動(dòng)放大器的射極電阻RE足夠大，或采用恒流源電路時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)A

4、ud由輸出端方式?jīng)Q定，而與輸入方式無(wú)關(guān)。 雙端輸出:RE，RP在中心位置時(shí)， 單端輸出 當(dāng)輸入共模信號(hào)時(shí)，若為單端輸出，則有 若為雙端輸出，在理想情況下 實(shí)際上由于元件不可能完全對(duì)稱，因此Auc也不會(huì)絕對(duì)等于零。 3共模抑制比KCMR 為了表征差動(dòng)放大器對(duì)有用信號(hào)（差模信號(hào)）的放大作用和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，通常用一個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)衡量，即共模抑制比 差動(dòng)放大器的輸入信號(hào)可采用直流信號(hào)也可采用交流信號(hào)。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 方案1：基本差動(dòng)放大器性能測(cè)試 按圖連接實(shí)驗(yàn)電路，跳線J1接上J2斷開構(gòu)成基本差動(dòng)放大器。 1測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn) (1)調(diào)節(jié)放大器零點(diǎn) 接通12V直流電源，在Vi1和Vi2同時(shí)接地的情況

5、下，用萬(wàn)用表測(cè)量UO1和UO2之間的電壓UO，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RW1，使UO0，即UO1= UO2。 (2)測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn) 零點(diǎn)調(diào)好以后，用萬(wàn)用表測(cè)量T1、T2管各極電位，并計(jì)算Ic(mA)、Ib(mA)、Uce(V)，記入表5-1中。并與理論值進(jìn)行比較。 表7-1測(cè)量值UC1(V)UB1（V） UE1（V） UC2（V） UB2（V） Ue2（V）計(jì)算值 IC(mA) IB(mA) UCE(v) 2測(cè)量差模電壓放大倍數(shù) (1)測(cè)量雙端輸入差模放大倍數(shù)Aud 將輸入信號(hào)Vi接入圖中VI1和VI2之間，便組成雙端輸入差模放大電路。調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器為正弦輸出，使頻率f1000Hz，Ui=50 mV(有

6、效值)，用示波器觀察輸出UO1和UO2的相位關(guān)系。在輸出波形不失真的情況下，用數(shù)字萬(wàn)用表交流電壓檔測(cè)量單端輸出電壓UO1、UO2和雙端輸出電壓UO，記入表7-2中，并計(jì)算雙端輸入差模放大倍數(shù)Aud1、Aud2、Aud的值。 (2)測(cè)量單端輸入差模放大倍數(shù)Aud 在Ui1上輸入f1000Hz，Ui=50 mV(有效值)的交流信號(hào)，用示波器觀察輸出uo1和uo2的相位關(guān)系。在輸出波形不失真的情況下，分別測(cè)量UO1、UO2、UO計(jì)算單端輸入差模放大倍數(shù)Aud1、Aud2、Aud的值，并將所測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果記入表7-2中。 表8-2Uo1Uo2UoAud1 Aud2 Aud差模雙端輸入單端輸入 3測(cè)量

7、共模電壓放大倍數(shù)Auc 將Vi1和Vi2短接，函數(shù)發(fā)生器輸出接Vi1端與地之間，即組成共模輸入放大電路，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)f=1000Hz，Ui=50 mV(有效值)，用示波器觀察輸出UO1和UO2的相位關(guān)系。在輸出電壓不失真的情況下，分別測(cè)量單端輸出電壓UO1、UO2、雙端輸出電壓UO，計(jì)算共模電壓放大倍數(shù)Auc1、Auc2、Auc，并將所測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果記入表7-3中。 表7-3Uo1Uo2UoAuc1Auc2Auc共模輸入 4計(jì)算雙端輸出和單端輸出的共模抑制比KCMR和KCMRS。 方案2：具有恒流源的差動(dòng)放大電路性能測(cè)試 從基本差動(dòng)放大器的實(shí)驗(yàn)可以看出，差動(dòng)放大器能對(duì)共模信號(hào)進(jìn)行抑制，這是由于射極電阻RE的共模負(fù)反饋?zhàn)饔茫琑E越大對(duì)共模信號(hào)的抑制能力越強(qiáng)，但是RE的增大會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是要保持相同工作電流，必須提高電源電壓，因此，基本差動(dòng)放大器的共模抑制比做不高，另一個(gè)是射極電阻直流能耗增大。為了解決這個(gè)問(wèn)題，先對(duì)RE的作用進(jìn)行分析。RE的作用分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種情況，共模負(fù)反饋?zhàn)饔檬莿?dòng)態(tài)RE，而增大能耗的是靜態(tài)RE。只要增大動(dòng)態(tài)RE，而不要增大靜態(tài)RE就可以解決問(wèn)題。具有恒流源的差動(dòng)放大電路可以達(dá)到這個(gè)要求。 將圖7-1電路