实验差动放大电路

1、实验七差动放大电路实验七差动放大电路 一、实验目的 1. 掌握基本差动放大器的工作原理、工作点的调试和主要性能指标的测试。 2. 熟悉恒流源差动放大器的工作原理及主要性能指标的测试。 二、实验设备与器件 1双踪示波器 1台 2数字万用表 1台 3函数信号发生器 1台 4模拟电路实验箱 1台 电路组成及特点电路组成及特点: :三、实验原理 a. 元件参数元件参数对称对称； b. 双电源供电；双电源供电； c. 两个输入端，两个输入端， 两个输出端；两个输出端； d. 当当 ui1 = ui2 时，时，uo = 0 能有效地克服零点漂移能有效地克服零点漂移差模信号与共模信号差模信号与共模信号共模信

2、号：共模信号：数值相等，极性相同的输入信号，即数值相等，极性相同的输入信号，即 ui1= ui2= uic差模信号：差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即数值相等，极性相反的输入信号，即 ui1= -ui2一般定义：一般定义：对于任意输入的信号对于任意输入的信号: ui1 , ui2 ，都可分解成，都可分解成 差模分量和共模分量的组合形式。差模分量和共模分量的组合形式。例例: ui1 = 20 mV , ui2 = 10 mV,则：则：uid = 10mV , uic = 15mV差模分量差模分量: uid = ui1 ui2共模分量共模分量:uic = (ui1 + ui2 ) /2从输

3、出看：从输出看： uo = uoc+ uod = Aucuic+Auduid 图7-1是差动放大器的基本结构。它是一个直接耦合放大器，理想的差动放大器只对差模信号进行放大，对共模信号进行抑制，因而它具有抑制零点漂移、抗干扰和抑制共模信号的良好作用。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。RW1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。 1静态工作点的估算 典型电路 恒流源电路 2差模电压放大倍数和共模电压放大倍数 当差动放大器的射极电阻RE足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A

4、ud由输出端方式决定，而与输入方式无关。 双端输出:RE，RP在中心位置时， 单端输出 当输入共模信号时，若为单端输出，则有 若为双端输出，在理想情况下 实际上由于元件不可能完全对称，因此Auc也不会绝对等于零。 3共模抑制比KCMR 为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比 差动放大器的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。 四、实验内容 方案1：基本差动放大器性能测试 按图连接实验电路，跳线J1接上J2断开构成基本差动放大器。 1测量静态工作点 (1)调节放大器零点 接通12V直流电源，在Vi1和Vi2同时接地的情况

5、下，用万用表测量UO1和UO2之间的电压UO，调节调零电位器RW1，使UO0，即UO1= UO2。 (2)测量静态工作点 零点调好以后，用万用表测量T1、T2管各极电位，并计算Ic(mA)、Ib(mA)、Uce(V)，记入表5-1中。并与理论值进行比较。 表7-1测量值UC1(V)UB1（V） UE1（V） UC2（V） UB2（V） Ue2（V）计算值 IC(mA) IB(mA) UCE(v) 2测量差模电压放大倍数 (1)测量双端输入差模放大倍数Aud 将输入信号Vi接入图中VI1和VI2之间，便组成双端输入差模放大电路。调节函数发生器为正弦输出，使频率f1000Hz，Ui=50 mV(有

6、效值)，用示波器观察输出UO1和UO2的相位关系。在输出波形不失真的情况下，用数字万用表交流电压档测量单端输出电压UO1、UO2和双端输出电压UO，记入表7-2中，并计算双端输入差模放大倍数Aud1、Aud2、Aud的值。 (2)测量单端输入差模放大倍数Aud 在Ui1上输入f1000Hz，Ui=50 mV(有效值)的交流信号，用示波器观察输出uo1和uo2的相位关系。在输出波形不失真的情况下，分别测量UO1、UO2、UO计算单端输入差模放大倍数Aud1、Aud2、Aud的值，并将所测数据与计算结果记入表7-2中。 表8-2Uo1Uo2UoAud1 Aud2 Aud差模双端输入单端输入 3测量

7、共模电压放大倍数Auc 将Vi1和Vi2短接，函数发生器输出接Vi1端与地之间，即组成共模输入放大电路，调节输入信号f=1000Hz，Ui=50 mV(有效值)，用示波器观察输出UO1和UO2的相位关系。在输出电压不失真的情况下，分别测量单端输出电压UO1、UO2、双端输出电压UO，计算共模电压放大倍数Auc1、Auc2、Auc，并将所测数据与计算结果记入表7-3中。 表7-3Uo1Uo2UoAuc1Auc2Auc共模输入 4计算双端输出和单端输出的共模抑制比KCMR和KCMRS。 方案2：具有恒流源的差动放大电路性能测试 从基本差动放大器的实验可以看出，差动放大器能对共模信号进行抑制，这是由于射极电阻RE的共模负反馈作用，RE越大对共模信号的抑制能力越强，但是RE的增大会带来两个问题，一个是要保持相同工作电流，必须提高电源电压，因此，基本差动放大器的共模抑制比做不高，另一个是射极电阻直流能耗增大。为了解决这个问题，先对RE的作用进行分析。RE的作用分为动态和静态两种情况，共模负反馈作用是动态RE，而增大能耗的是静态RE。只要增大动态RE，而不要增大静态RE就可以解决问题。具有恒流源的差动放大电路可以达到这个要求。 将图7-1电路