知識點差分放大電路的基礎(chǔ)知識教學(xué)文稿課件

電工電子技術(shù)主講：孫鳳芹電工電子技術(shù)主講：孫鳳芹項目七：基本放大電路差分放大電路的基礎(chǔ)知識項目七：基本放大電路差分放大電路的基礎(chǔ)知識明確任務(wù)：差分放大電路知識準(zhǔn)備：差分放大電路的基礎(chǔ)知識知識深化：差分放大電路的應(yīng)用歸納總結(jié)操作訓(xùn)練：差分放大電路的仿真調(diào)試與測試明確任務(wù)：差分放大電路知識準(zhǔn)備：差分放大電路的基礎(chǔ)知識知識深一、明確任務(wù)（一）差分放大電路的基礎(chǔ)知識【引例】集成運放內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖

在集成運算放大電路的輸入級采用了一級抑制零點漂移的電路————差分放大電路，又稱差動放大電路。

采用差分放大電路的目的是為了消除零點漂移。本知識點就是學(xué)習(xí)有關(guān)差分電路的基礎(chǔ)知識。

音響雙管前置放大電路一、明確任務(wù)（一）差分放大電路的基礎(chǔ)知識【引例】集成運放內(nèi)部二、知識準(zhǔn)備（一）直接耦合放大電路中需要解決的問題

怎樣解決直流電位相互牽制的問題？

增加R2

、RE2:用于設(shè)置合適的Q點。利用RE2提高T2的Ue，使T1，T2退出飽和狀態(tài)。

零點漂移是采用差分放大電路抑制。

前后級靜態(tài)工作點Q的相互影響和零點漂移二、知識準(zhǔn)備（一）直接耦合放大電路中需要解決的問題二、知識準(zhǔn)備（二）差分放大電路的組成及特點

差分放大器是由對稱的兩個基本放大電路通過射極公共電阻耦合構(gòu)成的。“對稱”的含義是兩個三極管的特性一致，電路參數(shù)對應(yīng)相等，即Rc1=Rc2，Rb1=Rb2，

1=

2，UBE1=UBE2，rbe1=rbe2，

ICBO1=ICBO2。

1.電路組成二、知識準(zhǔn)備（二）差分放大電路的組成及特點差分二、知識準(zhǔn)備（二）差分放大電路的組成及特點

雙端：輸入信號從兩個三極管的基極與地之間加入，ui=ui1–ui2輸入端接法單端：輸入信號從某個三極管的基極與地之間加入，如ui1，ui2輸出端接法雙端：輸出信號從兩個三極管的集電極之間取出，uo=uo1–uo2

單端：輸出信號從某個三極管的集電極與地之間取出，如uo1，uo2

1.電路組成二、知識準(zhǔn)備（二）差分放大電路的組成及特點二、知識準(zhǔn)備（二）差分放大電路的組成及特點

雙端輸入，雙端輸出輸入輸出的四種接法雙端輸入，單端輸出

單端輸入，雙端輸出

單端輸入，單端輸出

1.電路組成二、知識準(zhǔn)備（二）差分放大電路的組成及特點1.電路組成二、知識準(zhǔn)備（二）差分放大電路的組成及特點（1）差分放大電路對共模信號有抑制作用；（2）差分放大電路對差模信號有放大作用；（3）共模負(fù)反饋電阻Re的作用：①穩(wěn)定靜態(tài)工作點。②對差模信號無影響。③對共模信號有負(fù)反饋作用：Re越大對共模信號的抑制作用越強(qiáng)，甚至可使單端輸出的共模信號放大倍數(shù)幾乎衰減為零

2.電路特性二、知識準(zhǔn)備（二）差分放大電路的組成及特點（1）差分放大電路二、知識準(zhǔn)備（二）差分放大電路的組成及特點

當(dāng)電源波動或溫度變化時，兩管集電極電位將同時發(fā)生變化。當(dāng)溫度升高時，兩管的集電極電流同步增加，相應(yīng)地，集電極電位同步下降。由于電路對稱，兩管變化量相等，因此輸出電壓為0，可見，兩管各自的零漂電壓在輸出端可以互相抵消，因而使零漂被抑制掉。

3.抑制零點漂移的原理二、知識準(zhǔn)備（二）差分放大電路的組成及特點當(dāng)電二、知識準(zhǔn)備（三）差分放大電路的輸入信號

當(dāng)外信號加到兩輸入端子之間，使兩個輸入信號ui1、ui2的大小相等、極性相反時，稱為差模輸入狀態(tài)。此時，外輸入信號稱為差模輸入信號，以uid表示，且有:uid=ui1-ui2=2ui1

差模電壓放大倍數(shù)：

1.差模輸入二、知識準(zhǔn)備（三）差分放大電路的輸入信號當(dāng)外信二、知識準(zhǔn)備（三）差分放大電路的輸入信號

當(dāng)外信號加到兩輸入端子與地之間，使ui1、ui2大小相等、極性相同時，稱為共模輸入狀態(tài)，此時的外輸入信號稱為共模輸入信號，以uic表示，且:uic=ui1=ui2

共模電壓放大倍數(shù)2.共模輸入二、知識準(zhǔn)備（三）差分放大電路的輸入信號當(dāng)外信二、知識準(zhǔn)備（三）差分放大電路的輸入信號

當(dāng)輸入信號使ui1、ui2的大小不對稱時，輸入信號可以看成是由差模信號uid和共模信號uic兩部分組成，信號分解方法如下：

3.任意輸入二、知識準(zhǔn)備（三）差分放大電路的輸入信號當(dāng)輸二、知識準(zhǔn)備（四）差分放大電路的作用

當(dāng)差模信號uid輸入(共模信號uic=0)時，差放兩輸入端信號大小相等、極性相反，即ui1=－ui2=uid/2,因此差動對管電流增量的大小相等、極性相反，導(dǎo)致兩輸出端對地的電壓增量，即差模輸出電壓uod1、uod2大小相等、極性相反，此時雙端輸出電壓uo=uod1－uod2=2uod1=uod,可見，差放能有效地放大差模輸入信號。1.對差模輸入信號的放大作用二、知識準(zhǔn)備（四）差分放大電路的作用當(dāng)差模二、知識準(zhǔn)備

當(dāng)共模信號uic輸入(差模信號uid=0)時，差放兩輸入端信號大小相等、極性相同，即ui1=ui2=uic,因此差動對管電流增量的大小相等、極性相同，導(dǎo)致兩輸出端對地的電壓增量，即差模輸出電壓uoc1、uoc2大小相等、極性相同，此時雙端輸出電壓uo=uoc1－uoc2=0,可見，差放對共模輸入信號具有很強(qiáng)的抑制能力。

此外，在電路對稱的條件下，差放具有很強(qiáng)的抑制零點漂移及抑制噪聲與干擾的能力。2.對共模輸入信號的抑制作用（四）差分放大電路的作用二、知識準(zhǔn)備2.對共模輸入信號的抑制作用（四）差分放大電路的二、知識準(zhǔn)備（四）差分放大電路的作用

對于差模信號，我們要求放大倍數(shù)盡量地大；對于共模信號，我們希望放大倍數(shù)盡量地小。實際電路中，差動式放大電路不可能做到絕對對稱，這時Uo≠0，Ac≠0，即共模輸出電壓不等于零。共模電壓放大倍數(shù)不等于零，為了全面衡量一個差分放大器放大差模信號、抑制共模信號的能力，引入共模抑制比。

KCMR越大，說明差放分辨差模信號的能力越強(qiáng)，而抑制共模信號的能力越強(qiáng)。3.共模抑制比二、知識準(zhǔn)備（四）差分放大電路的作用對于差模信三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試1．根據(jù)電路及參數(shù)在仿真軟件中畫圖，搭建差分電路。調(diào)零，調(diào)整Rp使電路在輸入為0時輸出也為0。測試靜態(tài)工作點。加輸入差模信號，+/-10mV，測輸出電壓，計算差模電壓放大倍數(shù)。加共模信號10mV，測輸出電壓，計算共模電壓放大倍數(shù)。求電路共模抑制比KCMR三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試1．根據(jù)電路及參數(shù)三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試1．根據(jù)電路及參數(shù)在仿真軟件中畫圖，搭建差分電路。三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試1．根據(jù)電路及參數(shù)三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試1．根據(jù)電路及參數(shù)在仿真軟件中畫圖，搭建差分電路。調(diào)零，調(diào)整Rp使電路在輸入為0時輸出也為0。測試靜態(tài)工作點。三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試1．根據(jù)電路及參數(shù)三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試加輸入差模信號，+/-10mV，測輸出電壓，計算差模電壓放大倍數(shù)。三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試加共模信號10mV，測輸出電壓，計算共模電壓放大倍數(shù)。三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試加共模信號10mV三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試求電路共模抑制比KCMR根據(jù)前面測試計算差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù)，求出二者比值就得到共模抑制比KCMR了。三、操作訓(xùn)練差分放大電路的仿真、調(diào)試與測試求電路共模抑制比K四、知識深化集成運算放大電路輸入級采用了差分電路

集成運算放大電路是一個直接耦合的多級放大電路，放大倍數(shù)很高，由于直接耦