差動(dòng)放大器實(shí)驗(yàn)

差分放大器實(shí)驗(yàn)《模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)課件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心主講教師：凌濤一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四、報(bào)告要求一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.加深對(duì)差動(dòng)放大器性能及特點(diǎn)的理解。

2.學(xué)習(xí)差動(dòng)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)、差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù)等主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法。

差分：主要對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)的電壓差值進(jìn)行放大。理想情況下，差分的輸出完全獨(dú)立與單個(gè)輸入信號(hào)電平，且只與這兩個(gè)信號(hào)差有關(guān)。當(dāng)兩個(gè)輸入一起同向改變時(shí)，就是“共?！?。差分變化稱(chēng)為正常模式。較好的差分應(yīng)具有很高的共模抑制比（CMRR）CMRR指對(duì)于正常信號(hào)的響應(yīng)與對(duì)應(yīng)相同幅度共模信號(hào)的響應(yīng)之比。CMRR通常用分貝表示共模輸入范圍指在這個(gè)范圍之內(nèi)輸入可以變化的電壓。二、實(shí)驗(yàn)原理

二、實(shí)驗(yàn)原理差動(dòng)放大器由兩個(gè)元件參數(shù)相同的基本共射放大電路組成。當(dāng)開(kāi)關(guān)K撥向左邊時(shí)，構(gòu)成典型的差動(dòng)放大器。二、實(shí)驗(yàn)原理圖1差分放大器實(shí)驗(yàn)電路1、實(shí)驗(yàn)電路

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(chēng)為零點(diǎn)漂移①直接耦合②用以放大極微小的直流信號(hào)或緩慢變化的交流信號(hào)③

用恒流源代替RE，可進(jìn)一步提高放大器抑制共模信號(hào)的能力。④可有效抑制零點(diǎn)漂移實(shí)驗(yàn)電路連接圖Rp二、實(shí)驗(yàn)原理2、差模特性差模信號(hào)輸入U(xiǎn)id：兩管輸入端所加信號(hào)大小相等、極性相反。差模電壓增益Aud的測(cè)量：輸入差模信號(hào)為Uid，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察兩輸出端的信號(hào)，它們應(yīng)是一對(duì)大小相等、極性相反的不失真正弦波。用毫伏表測(cè)量Uod1、Uod2的值，則差模電壓增益為：如果是單端輸出，則如果Uod1、Uod2不相等，說(shuō)明放大器的參數(shù)不完全對(duì)稱(chēng)。若Uo1、Uo2相差較大，應(yīng)重新調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)，使電路盡可能對(duì)稱(chēng)。3、共模特性共模信號(hào)輸入△Vic：兩管輸入端所加信號(hào)大小相等、極性相同（如漂移電壓、電源波動(dòng)產(chǎn)生的干擾等）。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(chēng)，則輸出電壓上△Uc1≈△Uc2

，共模電壓增益為Auc=0，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。二、實(shí)驗(yàn)原理4、共模抑制比KCMR反映差分放大器對(duì)共模信號(hào)的抑制能力。定義為放大器差模信號(hào)電壓增益Aud和共模信號(hào)電壓增益Auc之比的絕對(duì)值，即：KCMR越大，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。二、實(shí)驗(yàn)原理

調(diào)零電位器RP用來(lái)調(diào)節(jié)T1、T2管的靜態(tài)工作點(diǎn)，使得輸入信號(hào)Ui＝0時(shí)，雙端輸出電壓UO＝0。RE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)。當(dāng)開(kāi)關(guān)K撥向右邊時(shí)，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大器。它用晶體管恒流源代替發(fā)射極電阻RE，可以進(jìn)一步提高差動(dòng)放大器抑制共模信號(hào)的能力。差動(dòng)放大器主要性能分析請(qǐng)參考教材。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.差動(dòng)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)試(直流參數(shù)）按圖連接電路,開(kāi)關(guān)K撥向左邊,構(gòu)成典型差動(dòng)放大器。

靜態(tài)工作點(diǎn)的估算β=100(3DG6典型值)

Ui=0，UB1=UB2=0,UE=-0.6V。(1)調(diào)節(jié)放大器零點(diǎn)。信號(hào)源不接入,輸入端A、B與地短接。接通±12V直流電源。直流電壓表測(cè)量雙端輸出Uo=U01-U02=0，若不平衡，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器Rp。(2)

測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)。零點(diǎn)調(diào)好以后，用直流電壓表分別測(cè)量T1、T2管各極電位及射極電阻RE兩端電壓URE

，填入表中,并計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)值。測(cè)量值UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)URE(V)間接測(cè)量值IC1(mA)IC2(mA)IB1(mA)IB2(mA)IE(mA)表

靜態(tài)工作點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Rp2.測(cè)量差模電壓放大倍數(shù)Ad本實(shí)驗(yàn)只測(cè)量單端輸入、單端輸出方式的差模電壓增益Ad1,再計(jì)算出雙端輸出的差模電壓增益Ad。(1)

斷開(kāi)直流電源±12V，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出端接放大器輸入A端(確認(rèn)A端與地?cái)嚅_(kāi))，地線接放大器輸入B端，這時(shí)電路構(gòu)成單端輸入方式。(2)

信號(hào)源電壓旋鈕旋至零，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)頻率f=1KHz正弦信號(hào)，將示波器接入差放輸出端（集電極C1或C2與地之間）。B點(diǎn)接實(shí)驗(yàn)箱的地交流參數(shù)測(cè)試方法雙端輸出：RP在中心位置時(shí)單端輸出：(3)

接通±12V直流電源，逐步增大輸入電壓Ui(約100mV)，在輸出波形不失真情況下，用示波器觀察Ui、UC1、UC2之間的相位關(guān)系,同時(shí)用交流毫伏表測(cè)Ui、UC1、UC2、Uo，并計(jì)算差模電壓放大倍數(shù),將測(cè)量數(shù)據(jù)記入表3.2中。典型差動(dòng)放大電路恒流源差動(dòng)放大電路（選做)單端輸入共模輸入單端輸入共模輸入U(xiǎn)i100mV1V100mV1VUC1UC2Ad1=UC1/

Ui//Ad=UO/

Ui//AC1=UC1/

Ui//AC=UO/

Ui//CMRR表3.測(cè)量共模電壓放大倍數(shù)Ac

(1)

將放大器輸入端A、B(確認(rèn)B不接地)短接，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出端接A端與地之間，這時(shí)電路構(gòu)成共模輸入方式。

(2)

調(diào)節(jié)輸入正弦信號(hào)f=1KHz、Ui=1V，在輸出波形不失真的情況下，觀察Ui、UC1、UC2之間的相位關(guān)系,用交流毫伏表測(cè)Ui、UC1、UC2、Uo(間接獲得或直接測(cè)量？)，計(jì)算共模電壓放大倍數(shù),將數(shù)據(jù)記入表6-2中.

雙端輸出，在理想情況下：?jiǎn)味溯敵?，則有：典型差動(dòng)放大電路恒流源差動(dòng)放大電路（選做)單端輸入共模輸入單端輸入共模輸入U(xiǎn)i100mV1V100mV1VUC1UC2Ad1=UC1/

Ui//Ad=UO/

Ui//AC1=UC1/

Ui//AC=UO/

Ui//CMRR表

(3)共模抑制比計(jì)算共模抑制比CMRR表征差動(dòng)放大電路放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)的能力。其定義為放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大倍數(shù)Ad和對(duì)共模信號(hào)放大倍數(shù)Ac之比即:或用對(duì)數(shù)形式表示:4.具有恒流源的差動(dòng)放大電路性能測(cè)試

將電路中開(kāi)關(guān)K撥向右邊，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大器。重復(fù)上述內(nèi)容要求，將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表中。典型差動(dòng)放大電路恒流源差動(dòng)放大電路（選做)單端輸入共模輸入單端輸入共模輸入U(xiǎn)i100mV1V100mV1VUC1UC2Ad1=UC1/

Ui//Ad=UO/

Ui//AC1=UC1/

Ui//AC=UO/

Ui//CMRR表實(shí)驗(yàn)中的要求及注意事項(xiàng)1.測(cè)輸出電壓UO時(shí)，可用交流毫伏表測(cè)對(duì)地電壓UC1、UC2

間接獲得，也可直接測(cè)量(交流毫伏表一定要浮地)輸出兩端電壓。2.靜態(tài)測(cè)量時(shí)，地線要接在模擬箱直流穩(wěn)壓電源地的端子上。3.正確使用交流毫伏表、信號(hào)源、示波器，并能正確讀數(shù)。示