实验六 差动放大器.doc

物理与电子科学系实验报告课程名称EDA实验班级08级电子班姓名叶前霞学号23实验日期2011年5月5号实验学时2实验地点物理系机房任课教师肖剑老师指导老师肖剑老师实验课题差动放大器实验成绩实验目的1) 熟悉差动放大器工作原理；2) 掌握用差动放大器基本测试方法；实验原理如图4-2-5所示，是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。调零电位器Rp用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui0时，双端输出电压UO0。RE为两管共用的发射极电阻， 它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。实验设备及软件环境1. 个人电脑一台2. Multisim 10集成开发环境一. 实验内容电路如图4-2-5所示。1) 分析电路各点的直流电压（着重分析Uo）；2) 调节电位器Rp，分析Uc1和Uc2以及Uo，写出结论。（注：因为元件都是理想的标准参数，所以用Rp来讨论共模特性）；3) 双端输入：恢复Rp为50%，调出一电压为0。1V的直流信号，“+”接Ui1，“-”接Ui2，再分析Uc1和Uc2及Uo，计算差模放大倍数（即单端输出和双端输出），记录数据并分析；4) 单端输入：调出一电压为0.1V的直流信号，“+”接Ui1，“-”接地，再分析Uc1和Uc2及Uo，计算差模放大倍数；“+”接地，“-”接Ui1，再做一次；同样“+”接Ui2，“-”接地，再分析Uc1和Uc2及Uo，计算差模放大倍数；总结结论：图4-2-55）调整电路4-2-5中Rp，人为打破电路的平衡（因为实际电路中很难做到平衡），将Ui1、Ui2两输入端连接，调出一电压为0.1V的直流信号，“+”接输入端“-”接地，讨论共模增益；6）在第（5）步的基础上重复第（3）步，讨论并计算电路的共模抑制比；7）在Ui1端加入幅度为0.05mV、频率为1KHz的交流信号，用示波器分别观察Uc1、Uc2、Uo的波形，写出结论。二、实验步骤按图4-2-5将电路图在Multisim设计好1分析电路各点的直流电压（着重分析Uo），点菜单栏的“仿真”“分析”“直流工作点分析”出现如下结果：Uo=V(6)-V(7)=11.58753-11.58753=0V2. 调节电位器Rp，用探针分析Uc1和Uc2以及Uo：30%Rp时电压变化50%Rp时电压变化70%Rp时电压变化结论：电压 Rp30%Rp50%Rp70%RpUc1(v)11.711.611.3Uc2(v)11.311.611.7U0(V)0.30-0.33. 双端输入单端输出、双端输出组态 在输入端Ui1，Ui2之间，分别加直流差模信号 +0.1V，用直流电压表分别测量单端输出电压Uc1(T1集电极对地电压)，Uc2(T2集电极对地电压)和双端输出电压U0(注意电压极性)，填入表1中。 再在输入端Ui1，Ui2之间，加直流差模信号0.1V，测Uc1，Uc2和U0，填入表1中。 电路在双(单)端输入单端输出、 双端输出时的Au1=(Uc1-Vc1)/Ui, Au2=(Uc2-Vc2)/Ui, Au=U0/Ui.(Vc1=,Vc2=)输入差模信号测量值计算值Uc1(v)Uc2(V)U0（V）Au1Au2Au+0.1V11.58511.589-0.004-0.04-0.1V11.58911.5850.004-0.04表1差动电路双端输入数据表4. 单端输入单端输出、双端输出组态 用导线将Ui1端接地，在Ui2和地之间分别加直流差模信号0.1V，分别测量单端输出电压Uc1，Uc2和双端输出电压U0，填入表4-1中输入差模信号测量值计算值Uc1(v)Uc2(V)U0（V）Au1Au2Au+0.1V11.58711.5830.004-0.00530.04-0.1V11.58711.591-0.0040.0053- 0.04表4-1差动电路单端输入数据表1再用导线将Ui2端接地，在Ui1和地之间分别加直流差模信号0.1V，分别测量单端输出电压Uc1，Uc2和双端输出电压U0，填入表4-2中。输入差模信号测量值计算值Uc1(v)Uc2(V)U0（V）Au1Au2Au+0.1V11.58311.587-0.004-0.0053-0.04-0.1V11.59111.5870.004- 0.0053-0.04表4-2差动电路单端输入表2结论：RE为两管共用的发射极电阻， 它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数。即不论接成简单差动放大电路或带有恒流源的差动放大电路，静态工作点IC相同时，它们的差模电压增益相同。放大器在单端输入或双端输入时，它们的差模电压增益大小也相同。5. 调整电路4-2-5中Rp，将Ui1、Ui2两输入端连接，调出一电压为0.1V的直流信号，“+”接输入端“-”接地，分别测量单端输出电压Uc1，Uc2和双端输出电压U0，填入表5中，电路在双(单)端输入单端输出、 双端输出时的Au1=(Uc1-Vc1)/Ui, Au2=(Uc2-Vc2)/Ui, Au=U0/Ui.(Vc1=,Vc2=)再将Ui1、Ui2两输入端连接，调出一电压为-0.1V的直流信号，“+”接输入端“-”接地，分别测量单端输出电压Uc1，Uc2和双端输出电压U0，填入表5中。输入共模信号测量值计算值Uc1(v)Uc2(V)U0（V）Ac1Ac2Ac+0.1V11.58411.58400-0.1V11.59111.5910- - 0表5差动电路共模输入单端输出、双端输出数据表有表可知，Ac=0共模电压增益为零，则共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。6.共模抑制比Kcmr1=Au1/Ac1=Au1/Kcmr2=Au2/Ac2=Au2/Kcmr=Au/Ac=Au/0=共模抑制比越大，说明电路性能越好，在该电路中参数理想对称，则Kcmr=7. 在Ui1端加入幅度为0.05mV、频率为1KHz的交流信号，用示波器分别观察Uc1、Uc2、Uo的波形,电路如图7:图71)用示波器分别观察Uc1、Uc2的波形，如图7-1连接示波器，Uc1输出波形用红线表示，Uc2输出波形用蓝线表示：图7-1仿真-运行，通过调节得到两条直线：2）测量Uo的波形，如图7-2连接示波器：如图7-2仿真-运行，通过调节可以得到如下波形：结论：如果电路的对称性很好，则UOC1UOC20，示波器观测UOC1、UOC2时其波形近似于一条水平直线。共模电压增益AUC0。如果电路的对称性不是很好，UOC1、UOC2的波形可能为一对大小相等、极性相反的正弦波（其原因是由于电路的参数不完全对称所引起的）。但其幅值很小，用交流毫伏表测量或将示波器的VOLTS/DIV置于较小档时才能观测到波形。该