实验差动放大电路

实验差动放大电路第一页，共二十五页，编辑于2023年，星期二抑制温度漂移的方法：在电路中引入直流负反馈；采用温度补偿的方法；采用特性相同的三极管，使它们的温漂互相抵消，构成“差动放大电路”。差动放大电路是模拟集成运算放大器输入级所采用的电路形式。实验原理差动放大电路的主要技术指标:差模电压增益Aud共模电压增益Auc共模抑制比KCMRR典型差动放大电路:第二页，共二十五页，编辑于2023年，星期二差动放大器由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当两个输入端施加大小相等极性相同（共模）的信号时，由于电路的对称性T1、T2所产生的电流变化相等，ΔIB1=ΔIB2、ΔIC1=ΔIC2；因此集电极上的点位的变化也相等，即ΔVC1=ΔVC2

。这说明差动电路对共模信号有抑制作用。当两个输入端施加大小相等极性相反（差模）的信号时，ΔVi1=-ΔVi2，又由于参数对称，T1、T2管所产生的电流变化大小相等变化方向相反，ΔIB1=－ΔIB2、ΔIC1=－ΔIC2；因此集电极上的电位的变化也是大小相等变化方向相反，即ΔVC1=-ΔVC2

，这样得到的输出电压ΔVo=2ΔVC1。实验原理第三页，共二十五页，编辑于2023年，星期二差模信号Vid：是指在两个输入端加幅度相等，极性相反的信号，即两个输入信号之差；共模信号Vic：是指在两个输入端加幅度相等，极性相同的信号，即两个输入信号的算术平均值。例如温漂信号就属共模信号，它对差分放大电路中两个输入端的的影响相同。实验原理如果输入信号极性相同，幅度也相同，则是纯共模信号。如果极性相同，但幅度不等，则可以认为既包含共模信号，又包含差模信号，应分开加以计算。第四页，共二十五页，编辑于2023年，星期二差模电压增益Aud：指差动放大电路对差模输入信号的放大倍数。差模电压增益越大，放大电路的性能越好。实验原理共模电压增益Auc：指差动放大电路共模输入信号的放大倍数。共模电压增益越小，放大电路的性能越好。共模抑制比KCMR：指差模电压放大倍数与共模放大倍数之比，它表明差动放大电路对共模信号的抑制能力。或：第五页，共二十五页，编辑于2023年，星期二改进型的差动电路：恒流源差动放大电路实验原理为了提高共模抑制比应加大Re

。但Re加大后，为保证工作点不变，必须提高负电源，这是不经济的。可用恒流源T3来代替Re

。恒流源动态电阻大，可提高共模抑制比。同时恒流源的管压降只有几伏，可不必提高负电源之值。我们的实验电路就是这样的电路。晶体管工作在放大区时，集电极电流几乎仅取决于基极电流而与管压降无关，当基极电流是一个不变的直流电流时，集电极电流就是一个恒定电流。第六页，共二十五页，编辑于2023年，星期二在差分放大电路的实际应用中，根据所放大信号的不同，常采用以下四种连接:双端输入、双端输出（双－双）：双端输入、单端输出（双－单）：单端输入、双端输出（单－双）：单端输入、单端输出（单－单）：实验原理第七页，共二十五页，编辑于2023年，星期二实验电路第八页，共二十五页，编辑于2023年，星期二静态分析当输入信号为零时：由于IB3<<IB3和IB3：VB3=(R2/（R1+R2))*(12-(-12))-12=－7.84V；而硅三极管的VBE≈0.7，则：

VE3=－7.84－0.7=-8.54V；IC3≈IE3=VE3/RE3=(-8.54+12)/3K=1.15mA;由此可以看出：因为VB3的电压相对不变，理论计算6/9/2023第九页，共二十五页，编辑于2023年，星期二静态分析当输入信号为零时：由于没有输入信号，所以：VB1=VB2=0V;

VE1=VE2=0-0.7=-0.7V;VC3=VE1-0.5*IC3*0.5RP=-0.7-0.5*1.15*0.5*330=-0.79V由于IC3≈IE3，IE1

＝IE2＝

0.5IE3，所以：

IE1=IE2=0.5IE3=0.577mA;VC1=VC2=VCC-IE1*RC=12-0.577*10*1000=6.23V理论计算6/9/2023第十页，共二十五页，编辑于2023年，星期二动态分析1.双端输入、双端输出:有两个输出端-集电极C1和集电极C2。差模电压增益共模电压增益共模抑制比：输入阻抗：输出阻抗：理论计算第十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期二动态分析2.双端输入、单端输出：信号仅从集电极C1或C2对地输出。差模电压增益：共模电压增益：共模抑制比：输入阻抗：输出阻抗：理论计算第十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期二动态分析3.单端输入、双端输出差模电压增益：共模电压增益：共模抑制比：输入阻抗输出阻抗：理论计算第十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期二动态分析4.单端输入、单端输出差模电压增益：共模电压增益：共模抑制比：输入阻抗：输出阻抗：理论计算第十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期二1.测量静态工作点：连接电路：将输入端短路接地，接通直流电源；连接图(见下页)；调节电位器使双端输出电压为0V，也就是使VC1=VC2；测量静态工作点；实验操作对地电压VC1VC2VC3VB1VB2VB3VE1VE2VE3理论计算值/V测量值/V第十五页，共二十五页，编辑于2023年，星期二连接电路第十六页，共二十五页，编辑于2023年，星期二2.测量差模放大倍数：在一个输入端接入0.1V电压信号，在另一输入端接入-0.1V电压信号；连接图(见下页)；用万用表测量输出端电压：实验操作测量值计算值估算值输入信号VC1VC2Vo双AVD1AVD2AV双AVD1AVD2AVD双Vi1=0.1VVi2=-0.1V注：AVD1=（VO1-VO1Q）/（Vi1-Vi2）；VO1Q为V1集电极静态电压；

AVD2=（VO2-VO2Q）/（Vi1-Vi2）；VO2Q为V2集电极静态电压；第十七页，共二十五页，编辑于2023年，星期二注意：由于2R1、2R4比较小，因此输入电压只要在界限后重新测量。连接电路第十八页，共二十五页，编辑于2023年，星期二3.测量共模放大倍数：将两输入端短路接到直流信号源；连接图(见下页)；用万用表测量输出端电压：实验操作测量值计算值共模抑制比输入信号VC1VC2Vo双AVC1AVC2AVC双KCMRVi1=Vi2=0.1VVi1=Vi2=-0.1V注：AVC1=（VO1-VO1Q）/Vi1；VO1Q为V1集电极静态电压；

AVC2=（VO2-VO2Q）/Vi2；VO2Q为V2集电极静态电压；

KCMR=AVD双/AVC双，AVD双为差模放大倍数，用以上测量数据。第十九页，共二十五页，编辑于2023年，星期二注意：由于2R1，比较小，因此输入电压只要在接线后重新测量。连接电路第二十页，共二十五页，编辑于2023年，星期二4.单端输入电路的测量：在一个输入端接入0.1V电压信号，另一端接地；用万用表测量测量输出电压；在一个输入端接入-0.1V电压信号，另一端接地；用万用表测量输出端电压：在一个输入端接入峰峰值为50毫伏，频率为1KHZ的正弦波交流信号，另一端接地；用示波器测量输出端电压波形。实验操作对地电压VC1VC2Vo双AVD1AVD2AV双Vi=0.1VVi=-0.1VVpp=50mVf=1khz注：AVD1=（VO1-VO1Q）/Vi1；VO1Q为V1集电极静态电压；

AVD2=（VO2-VO2Q）/Vi1；VO2Q为V2集电极静态电压；在输入交流信号时，测量VC1和VC2之间电压应用示波器的CH1-CH2；第二十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期二注意：由于2R1、2R4比较小，因此输入电压要在接线后重新测量、调整。连接电路单端输入直流信号第二十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期二连接电路信号发生器单端输入交流信号第二十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期二为使两个管工作在对称的状态，应调节RP使VC1和VC2之间的电压为0V；为尽量满足这个要求，应用万用表的直流200mV档测量，使这个电压在十几毫伏以内，而不应用较大的量程测量。由于实验箱上操作的空间较小，完成上述操作后应尽量避免触碰RP

，以免影响测量数据的准确性效果；在接入直流信号时，应先粗调直流信号源，使其输出为所需要的数值，接到电路后应进行细调，也就是说保证输入到放大电路的输入信号是我们所需要的数值。在进行电压增益计算时，切记输出电压为的当前测量值减去静态值才是由输入引起的变化。也就是AVD1=(VO1-VO1Q)/VId注意事项第二十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期二什么是温度漂移？什么是零点漂移？引起它的主要原因有那些因素？其中最根本的是什么？抑制零点漂移的