差分放大電路

1、差分放大電路實(shí)驗(yàn)差分放大電路實(shí)驗(yàn)?zāi)M電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)M電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?.加深對(duì)差分放大器性能及特點(diǎn)的理解；2.學(xué)習(xí)差分放大器主要性能指標(biāo)的測(cè)量方法；3.掌握提高CMRR的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 R RR RR RR RR RV VV V+ +- -V VCCCCC C2 22 22 2e e1 1i i0 0- -+ +V VV VC1C1b bI Ib b1 1+ +直流放大電路的特點(diǎn)在生產(chǎn)實(shí)踐中，常需要對(duì)一些變化緩慢的信號(hào)進(jìn)行放大，此時(shí)就不能用阻容耦合放大電路了；若要傳送直流信號(hào)，就必須采用直接耦合。圖2.1所示的電路就是一種簡(jiǎn)單的直流放大電路。圖2.1 由于該

2、電路級(jí)間是直接耦合，不采用隔直元件（如電容或變壓器），便帶來(lái)了新的問(wèn)題。首先，由于電路的各級(jí)直流工作點(diǎn)不是互相獨(dú)立的直流工作點(diǎn)不是互相獨(dú)立的，便產(chǎn)生級(jí)間電平如何配置才能保證有合適的工作點(diǎn)和足夠的動(dòng)態(tài)范圍的問(wèn)題。其次是當(dāng)直流放大電路輸入端不加信號(hào)時(shí)，由于溫度、電源電壓的變化或其他干擾而引起的各級(jí)工作點(diǎn)電位的緩慢變化，都會(huì)經(jīng)過(guò)各級(jí)放大使末級(jí)輸出電壓偏離零值而上下擺動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移。 1差動(dòng)式直流放大電路典型差動(dòng)式直流放大電路如圖2.2所示。它是一種特殊的直接耦合放大電路，要求電路兩邊的元器件完全對(duì)稱，即兩管型號(hào)相同、特性相同、各對(duì)應(yīng)電阻值相等。 圖2.22.帶恒流源的差動(dòng)放大器圖2

3、.3具有恒流源的差動(dòng)放大器。為了改善差動(dòng)式直流放大電路的零點(diǎn)漂移，利用負(fù)反饋能穩(wěn)定工作點(diǎn)的原理，在兩管公共發(fā)射極回路接入了穩(wěn)流電阻RE和負(fù)電源VEE，RE愈大，穩(wěn)定性愈好。但由于負(fù)電源不可能用得很低，因而限制了RE阻值的增大。為了解決這一矛盾，實(shí)際應(yīng)用中常用晶體管恒流源來(lái)代替RE，形成了具有恒流源的差動(dòng)放大器，應(yīng)用十分廣泛。 圖2.3 當(dāng)某些環(huán)境因素或干擾存在時(shí)，會(huì)引起電路參數(shù)變化。例如當(dāng)溫度升高時(shí)，三極管VBE會(huì)下降，會(huì)增加，使兩管的集電極電流增加了ICQ1= ICQ2 = ICQ，使兩管集電極對(duì)地電位也產(chǎn)生了一個(gè)增量VCQ1和VCQ2，且數(shù)值相等。此時(shí)輸出電壓的變化量 V0=VCQ1 -

4、VCQ2=0圖2.3 1.差模特性 差模電壓增益Avd的測(cè)量方法是：輸入差模信號(hào)為Vid，設(shè)差分放大器為單端輸入-雙端輸出接法。用雙蹤示波器分別觀測(cè)VCl及VC2，它們應(yīng)是一對(duì)大小相等、極性相反的不失真正弦波。用晶體毫伏表或示波器分別測(cè)量VC1、VC2的值，則差模電壓增益為：12CCv di dVVAV三、主要特性及測(cè)試方法三、主要特性及測(cè)試方法 如果是單端輸出，則 如果VC1與VC2不相等，說(shuō)明放大器的參數(shù)不完全對(duì)稱。若VC1與VC2相差較大，應(yīng)重新調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)，使電路性能盡可能對(duì)稱。 差模輸入電阻Rid與差模輸出電阻Rod的測(cè)量方法與本課程實(shí)驗(yàn)一的單管放大器輸入電阻Ri及輸出電阻Ro的測(cè)

5、量方法相同。12CCvdididVVAVV2. 共模特性 當(dāng)差分放大器的兩個(gè)輸入端輸入一對(duì)共模信號(hào)（大小相等、極性相同的一對(duì)信號(hào)，如漂移電壓、電源波動(dòng)產(chǎn)生的干擾等）Vic時(shí)，則： 雙端輸出時(shí)，由于同時(shí)從兩管的集電極輸出，如果電路完全對(duì)稱，則輸出電壓上VC1 VC2，共模電壓增益為 Avc0，說(shuō)明差分放大器雙端輸出時(shí)，對(duì)零點(diǎn)漂移等共模干擾信號(hào)有很強(qiáng)的抑制能力。120ocCCvcidicVVVAVV 3.共模抑制比KCMR表征差分放大器對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，即 或者KCMR愈大，說(shuō)明差分放大器對(duì)共模信號(hào)的抑制力愈強(qiáng)，放大器的性能愈好。v dC MRv cAKA2 0 1vdC M RvcAKgd

6、BA四、實(shí)驗(yàn)電路四、實(shí)驗(yàn)電路五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟1典型差分放大器性能測(cè)試按圖連接實(shí)驗(yàn)電路，開(kāi)關(guān)K撥向左邊構(gòu)成典型差動(dòng)放大器，右邊為恒流源差分放大電路。（1）測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)將放大器輸入端A、B與地短接，接通12V直流電源，用直流電壓表測(cè)量輸出電壓VO，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RP，使VO0。 調(diào)節(jié)要仔細(xì)，力求準(zhǔn)確，注意換擋。零點(diǎn)調(diào)好以后，用直流電壓表測(cè)量T1、T2管各電極電位及射極電阻RE兩端電壓URE，記入表4-1。（表內(nèi)為各級(jí)的對(duì)地直流電壓）UB1UB2UC1UC2UE1UE2典型差分放大電路恒流源差分放大電路表4-1（2） 測(cè)量差模電壓放大倍數(shù)輸入f=50Hz，Ui=0.1V的正弦信號(hào)（輸入端連

7、成差模輸入方式），測(cè)量單端輸出差模電壓VOd1和VOd2，記入表4-2中，并計(jì)算差模放大倍數(shù)Avd1、Avd2和Avd。（3）測(cè)量共模電壓放大倍數(shù)輸入f=50Hz，Ui=0.1V的正弦信號(hào)（輸入端連成共模輸入方式），測(cè)量單端輸出共模電壓VOc1和VOc2，記入表4-2中，并計(jì)算差模放大倍數(shù)Avc1、Avc2和Avc（注意：換小量程測(cè)電壓）。輸入信號(hào)差模值共模值共模抑制比KCMRUod1Uod2UodAd1Ad2AdUoc1Uoc2UocAc1Ac2Ac典型差分恒流源式單端輸入/表4-22具有恒流源的差分放大器電路接成具有恒流源的差分放大電路，測(cè)試內(nèi)容同典型差分放大電路的（1）、（2）、（3）項(xiàng)，并填入表4-1和表4-2中。3單端輸入差分放大器 將電路輸入端連成單端輸入方式輸入f=50Hz