知识点差分放大电路的基础知识教学文稿 省赛获奖

电工电子技术主讲：孙凤芹项目七：基本放大电路差分放大电路的基础知识明确任务：差分放大电路知识准备：差分放大电路的基础知识操作训练：差分放大电路的制作知识深化：差分放大电路的应用归纳总结（一）差分放大电路的基础知识【引例】集成运放内部结构原理

在集成运算放大电路的输入级采用了一级抑制零点漂移的电路————差分放大电路，又称差动放大电路。

采用差分放大电路的目的是为了消除零点漂移。本知识点就是学习有关差分电路的基础知识。

一、明确任务图7.27音响双管前置放大电路（一）直接耦合放大电路中需要解决的问题1.前后级Q点相互影响

怎样解决直流电位相互牵制的问题？

增加R2、RE2:用于设置合适的Q点。利用Re2提高T2的Ue，使T1，T2退出饱和状态。

二、知识准备（一）直接耦合放大电路中需要解决的问题2.零点漂移

在直流耦合的多级放大电路中，第一级的输出漂移电压作为第二级的输人信号，被逐级放大，使放大电路的输出端产生较大的漂移电压，当漂移电压的大小可以和有效信号电压相比时，就很难区分是有效信号还是漂移电压，使放大电路无法正常工作。

二、知识准备零点漂移的危害：

直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。（一）直接耦合放大电路中需要解决的问题3.产生零漂的原因（1）温度的变化——最主要。（2）

电流电压的波动。（3）元件老化等造成的电路元件参数的变化。主要是温度变化引起的，所以零漂又称为温漂。

二、知识准备4.减少零漂的措施（1）选用高质量的硅管，并用温度补偿电路。（2）在电路中引入直流负反馈。（3）采用差分放大电路。（一）直接耦合放大电路中需要解决的问题2.零点漂移

前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得当

ui

等于零时，uo不等于零。

所谓的零点漂移，是指当输入信号为零时，在放大器输出端出现一个变化不定（时大时小，时快时慢）的输出信号的现象，简称零漂。

二、知识准备（二）差动放大电路的组成及特点1.电路组成

差分放大器是由对称的两个基本放大电路通过射极公共电阻耦合构成的。“对称”的含义是两个三极管的特性一致，电路参数对应相等，即Rc1=Rc2，Rb1=Rb2，1=2，UBE1=UBE2，rbe1=rbe2，

ICBO1=ICBO2。

二、知识准备（二）差动放大电路的组成及特点1.电路组成

双端：输入信号从两个三极管的基极与地之间加入，ui=ui1–ui2输入端接法单端：输入信号从某个三极管的基极与地之间加入，如ui1，ui2

双端：输出信号从两个三极管的集电极之间加入，uo=uo1–uo2输出端接法单端：输出信号从某个三极管的集电极与地之间取出，如uo1，uo2

二、知识准备（二）差动放大电路的组成及特点1.电路组成

双端输入，双端输出输入输出的四中接法双端输入，单端输出

单端输入，双端输出

单端输入，单端输出

二、知识准备（二）差动放大电路的组成及特点2.电路特性（1）差动放大电路对零漂在内的共模信号有抑制作用；（2）差动放大电路对差模信号有放大作用；（3）共模负反馈电阻Re的作用：①稳定静态工作点。②对差模信号无影响。③对共模信号有负反馈作用：Re越大对共模信号的抑制作用越强，甚至可使单端输出的共模信号放大倍数几乎衰减为零

二、知识准备（二）差动放大电路的组成及特点3.抑制零点漂移的原理

当电源波动或温度变化时，两管集电极电位将同时发生变化。当温度升高时，两管的集电极电流同步增加，相应地，集电极电位同步下降。由于电路对称，两管变化量相等，因此输出电压为0，可见，两管各自的零漂电压在输出端可以互相抵消，因而使零漂被抑制掉。

二、知识准备（三）差动放大电路的输入信号1.差模输入

当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号ui1、ui2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。此时，外输入信号称为差模输入信号，以uid表示，且有:uid=ui1-ui2=2ui1

差模电压放大倍数：

二、知识准备（三）差动放大电路的输入信号2.差模输入

当外信号加到两输入端子与地之间，使ui1、ui2大小相等、极性相同时，称为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以uic表示，且:uic=ui1=ui2

共模电压放大倍数二、知识准备（三）差动放大电路的输入信号3.任意输入

当输入信号使ui1、ui2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号uid和共模信号uic两部分组成，其中动态时分差模输入和共模输入两种状态。信号分解方法如下：

二、知识准备（三）差动放大电路的输入信号3.任意输入二、知识准备(1)对差模输入信号的放大作用

当差模信号uid输入(共模信号Vic=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相反，即ui1=－ui2=uid/2,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相反，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压uod1、uod2大小相等、极性相反，此时双端输出电压uo=uod1－uod2=2uod1=uod,可见，差放能有效地放大差模输入信号。（三）差动放大电路的输入信号3.任意输入二、知识准备(2)对共模输入信号的抑制作用

当共模信号uic输入(差模信号uid=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相同，即ui1=ui2=uic,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相同，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压uoc1、uoc2大小相等、极性相同，此时双端输出电压uo=uoc1－uoc2=0,可见，差放对共模输入信号具有很强的抑制能力。

此外，在电路对称的条件下，差放具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。（三）差动放大电路的输入信号4.共模抑制比二、知识准备

对于差模信号，我们要求放大倍数尽量地大；对于共模信号，我们希望放大倍数尽量地小。实际电路中，差动式放大电路不可能做到绝对对称，这时Uo≠0，Ac≠0，即共模输出电压不等于零。共模电压放大倍数不等于零，为了全面衡量一个差分放大器放大差模信号、抑制共模信号的能力，引入共模抑制比。

KCMR越大，说明差放分辨差模信号的能力越强，而抑制共模信号的能力越强。差分放大电路的仿真、调试与测试三、操作训练1．根据电路及参数在仿真软件中画图，搭建差分电路。调零，调整Rp使电路在输入为0时输出也为0。测试静态工作点。加输入差模信号，+/-10mV，测输出电压，计算差模电压放大倍数。加共模信号10mV，测输出电压，计算共模电压放大倍数。求电路共模抑制比KCMR1.集成运算放大电路输入级采用了差分电路

集成运算放大电路是一个直接耦合的多级放大电路，放大倍数很高，由于直接耦合，电路存在零点漂移的问题，为了解决这个问题，故在其输入级采用了差分放大电路。

四、知识深化2.信号传输中噪声的处理

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