差動放大器實驗

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

1.加深對差動放大器性能及特點(diǎn)的理解。

2.學(xué)習(xí)差動放大器靜態(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)的測試方法。

差分：主要對兩個輸入信號的電壓差值進(jìn)行放大。理想情況下，差分的輸出完全獨(dú)立與單個輸入信號電平，且只與這兩個信號差有關(guān)。當(dāng)兩個輸入一起同向改變時，就是“共?！薄２罘肿兓Q為正常模式。較好的差分應(yīng)具有很高的共模抑制比（CMRR）CMRR指對于正常信號的響應(yīng)與對應(yīng)相同幅度共模信號的響應(yīng)之比。CMRR通常用分貝表示共模輸入范圍指在這個范圍之內(nèi)輸入可以變化的電壓。二、實驗原理

二、實驗原理差動放大器由兩個元件參數(shù)相同的基本共射放大電路組成。當(dāng)開關(guān)K撥向左邊時，構(gòu)成典型的差動放大器。二、實驗原理圖1差分放大器實驗電路1、實驗電路

當(dāng)直流放大電路輸入端不加信號時，由于溫度、電源電壓的變化或其他干擾而引起的各級工作點(diǎn)電位的緩慢變化，都會經(jīng)過各級放大使末級輸出電壓偏離零值而上下擺動，這種現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移①直接耦合②用以放大極微小的直流信號或緩慢變化的交流信號③

用恒流源代替RE，可進(jìn)一步提高放大器抑制共模信號的能力。④可有效抑制零點(diǎn)漂移實驗電路連接圖Rp二、實驗原理2、差模特性差模信號輸入Uid：兩管輸入端所加信號大小相等、極性相反。差模電壓增益Aud的測量：輸入差模信號為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，它們應(yīng)是一對大小相等、極性相反的不失真正弦波。用毫伏表測量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，說明放大器的參數(shù)不完全對稱。若Uo1、Uo2相差較大，應(yīng)重新調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)，使電路盡可能對稱。3、共模特性共模信號輸入△Vic：兩管輸入端所加信號大小相等、極性相同（如漂移電壓、電源波動產(chǎn)生的干擾等）。雙端輸出時，由于同時從兩管的集電極輸出，如果電路完全對稱，則輸出電壓上△Uc1≈△Uc2

，共模電壓增益為Auc=0，說明差分放大器雙端輸出時，對零點(diǎn)漂移等共模干擾信號有很強(qiáng)的抑制能力。二、實驗原理4、共模抑制比KCMR反映差分放大器對共模信號的抑制能力。定義為放大器差模信號電壓增益Aud和共模信號電壓增益Auc之比的絕對值，即：KCMR越大，說明差分放大器對共模信號的抑制力愈強(qiáng)，放大器的性能愈好。二、實驗原理

調(diào)零電位器RP用來調(diào)節(jié)T1、T2管的靜態(tài)工作點(diǎn)，使得輸入信號Ui＝0時，雙端輸出電壓UO＝0。RE為兩管共用的發(fā)射極電阻，它對差模信號無負(fù)反饋?zhàn)饔茫蚨挥绊懖钅ｋ妷悍糯蟊稊?shù)，但對共模信號有較強(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)開關(guān)K撥向右邊時，構(gòu)成具有恒流源的差動放大器。它用晶體管恒流源代替發(fā)射極電阻RE，可以進(jìn)一步提高差動放大器抑制共模信號的能力。差動放大器主要性能分析請參考教材。三、實驗內(nèi)容

1.差動放大器靜態(tài)工作點(diǎn)測試(直流參數(shù)）按圖連接電路,開關(guān)K撥向左邊,構(gòu)成典型差動放大器。

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,并計算靜態(tài)工作點(diǎn)值。測量值UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)URE(V)間接測量值IC1(mA)IC2(mA)IB1(mA)IB2(mA)IE(mA)表

靜態(tài)工作點(diǎn)實驗數(shù)據(jù)Rp2.測量差模電壓放大倍數(shù)Ad本實驗只測量單端輸入、單端輸出方式的差模電壓增益Ad1,再計算出雙端輸出的差模電壓增益Ad。(1)

斷開直流電源±12V，將函數(shù)信號發(fā)生器的輸出端接放大器輸入A端(確認(rèn)A端與地斷開)，地線接放大器輸入B端，這時電路構(gòu)成單端輸入方式。(2)

信號源電壓旋鈕旋至零，調(diào)節(jié)輸入信號頻率f=1KHz正弦信號，將示波器接入差放輸出端（集電極C1或C2與地之間）。B點(diǎn)接實驗箱的地交流參數(shù)測試方法雙端輸出：RP在中心位置時單端輸出：(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,同時用交流毫伏表測Ui、UC1、UC2、Uo，并計算差模電壓放大倍數(shù),將測量數(shù)據(jù)記入表3.2中。典型差動放大電路恒流源差動放大電路（選做)單端輸入共模輸入單端輸入共模輸入Ui100mV1V100mV1VUC1UC2Ad1=UC1/

Ui//Ad=UO/

Ui//AC1=UC1/

Ui//AC=UO/

Ui//CMRR表3.測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)信號發(fā)生器的輸出端接A端與地之間，這時電路構(gòu)成共模輸入方式。

(2)

調(diào)節(jié)輸入正弦信號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Ui、UC1、UC2、Uo(間接獲得或直接測量？)，計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：單端輸出，則有：典型差動放大電路恒流源差動放大電路（選做)單端輸入共模輸入單端輸入共模輸入Ui100mV1V100mV1VUC1UC2Ad1=UC1/

Ui//Ad=UO/

Ui//AC1=UC1/

Ui//AC=UO/

Ui//CMRR表

(3)共模抑制比計算共模抑制比CMRR表征差動放大電路放大差模信號和抑制共模信號的能力。其定義為放大電路對差模信號的放大倍數(shù)Ad和對共模信號放大倍數(shù)Ac之比即:或用對數(shù)形式表示:4.具有恒流源的差動放大電路性能測試

將電路中開關(guān)K撥向右邊，構(gòu)成具有恒流源的差動放大器。重復(fù)上述內(nèi)容要求，將測量數(shù)據(jù)填入表中。典型差動放大電路恒流源差動放大電路（選做)單端輸入共模輸入單端輸入共模輸入Ui100mV1V100mV1VUC1UC2Ad1=UC1/

Ui//Ad=UO/

Ui//AC1=UC1/

Ui//AC=UO/

Ui//CMRR表實驗中的要求及注意事項1.測輸出電壓UO時，可用交流毫伏表測對地電壓UC1、UC2

間接獲得，也可直接測量(交流毫伏表一定要浮地)輸出兩端電壓。2.靜態(tài)測量時，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、信號源、示波器，并能正確讀數(shù)。示