差动放大电路实验原理
差动放大电路是一种常见的电子电路，主要用于放大微弱信号，并在放大过程中实现信号的抑制和抵消。差动放大电路的实验原理可以通过以下几个方面进行阐述。
一、差动放大电路的基本原理
差动放大电路由两个输入端和一个输出端组成。其中，两个输入端分别连接信号源和参考源，输出端连接负载。差动放大电路的工作原理是通过对两个输入端的信号进行差分放大，从而实现对输入信号的放大和抑制。
二、差动放大器的工作模式
差动放大电路有两种工作模式：共模模式和差模模式。在共模模式下，两个输入信号相同且同相，此时差动放大电路对共模信号进行抑制，只放大差模信号。在差模模式下，两个输入信号有差异，此时差动放大电路对差模信号进行放大。
三、差动放大电路的特点
1. 高增益：差动放大电路可以实现高增益放大，对微弱信号具有很好的放大效果。
2. 抗干扰能力强：差动放大电路可以通过对输入信号的差分放大来抵消共模信号的干扰，提高系统的抗干扰能力。
3. 信号抑制效果好：差动放大电路可以实现对共模信号的抑制，减
少对输出信号的影响。
4. 输入阻抗高：差动放大电路的输入阻抗较高，对输入信号源的影响较小。
5. 输出阻抗低：差动放大电路的输出阻抗较低，可以驱动负载。
四、差动放大电路的应用领域
差动放大电路广泛应用于各种电子设备中，如功放、音频放大器、差分信号传输等。在这些应用中，差动放大电路能够提供高品质的音频放大效果，并保持信号的稳定和纯净。
五、差动放大电路的实验过程
1. 搭建电路：按照实验要求搭建差动放大电路的原型板，连接好信号源、参考源和负载。
2. 调节电路参数：根据实验需要，调节差动放大电路的电阻、电容等参数，使其符合实验要求。
3. 输入信号：给差动放大电路的输入端接入信号源，通过调节信号源的电平和频率，观察输出端的信号变化。
4. 测量输出信号：使用示波器等测试设备，测量差动放大电路输出端的信号，记录输出信号的幅值和频率。
5. 分析实验结果：根据实验测量数据，分析差动放大电路的放大倍数、频率响应等性能指标，评估差动放大电路的实验效果。
通过以上实验过程，可以验证差动放大电路的放大性能和抑制能力，
并进一步了解差动放大电路在实际应用中的特点和优势。
差动放大电路是一种常见的电子电路，通过对输入信号的差分放大，实现对微弱信号的放大和抑制。差动放大电路具有高增益、抗干扰能力强、信号抑制效果好等特点，在各种电子设备中得到广泛应用。通过实验可以进一步验证差动放大电路的性能指标，并对其应用特点有更深入的了解。
差动放大电路原理及应用 差动放大电路是一种电子电路，其基本原理是利用两个输入之间的电压差来放大信号。它由一个差分放大器和一个输出级组成，常用于放大微弱信号。下面将详细介绍差动放大电路的工作原理及应用。 差动放大器采用了差动放大方式，即两个输入信号相互作用，电压差通过放大后得到放大输出信号。差分放大器由两个晶体管组成，一个是NPN型，一个是PNP 型。在工作过程中，两个输入信号通过耦合电容C1和C2加在晶体管基极上，导通两个晶体管，使得两个晶体管工作在放大状态。输出信号通过输出电容C3耦合到负载电阻上，最后形成放大的输出信号。 差动放大电路的主要优点是具有高增益、低失真和良好的共模抑制比。其增益由输入电阻、反馈电阻和负载电阻决定。利用差动放大电路，可以实现对微弱信号的放大，提高信号的强度，同时还能减小噪声干扰，提高信号的质量。 差动放大电路在实际应用中有着广泛的应用。其中最常见的应用是在音频放大器中。差分放大器能够将音频信号放大到合适的水平，驱动扬声器，使得声音更加清晰、响亮。此外，在通信系统中，差动放大电路也被广泛使用。它可以放大发送方的信号，并通过差分放大来抑制噪声干扰，保证接收方得到清晰的信号。 另外，差动放大电路还被应用于测量系统中。例如，在温度测量中，可以使用差动放大器将微弱的温度信号放大到适合测量的范围。差动放大器还经常被用作传
感器信号的接收电路，能够提高信号的精确度和稳定性。 此外，差动放大器还具有良好的共模抑制比，可以抑制输入信号和共模信号之间的干扰。因此，差动放大器也被广泛应用于抑制环境噪声的电路中。例如，在汽车音响系统中，差分放大器可以有效地抑制来自发动机的噪声，使得音乐更加清晰。 总之，差动放大电路是一种广泛应用的电子电路，其原理是通过放大两个输入信号之间的电压差来实现信号放大。它具有高增益、低失真和良好的共模抑制比等优点，被广泛应用于音频放大器、通信系统、测量系统以及噪声抑制等领域。通过差动放大电路的应用，可以提高信号的强度和质量，使得各种电子设备的性能得到提升。
专业班次 18电子组别 题目差动放大电路姓名（学号）日期 19.11 一、实验目的 1、熟悉差动放大器工作原理 2、掌握差动放大器动态指标的测试方法 二、实验设备 双踪示波器一台数字万用表一台信号源一台 三、注意事项 1.接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。信号源的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线. 2.实验涉及多个三极管，接线数目较多，接线过程应注意先接好其中一个，再接另一个，防止因线多而接线错误。 3.接上负载以后再调整输入Vi，确保输入为15mV;电压表的量程要适当选择。 4.在单端输入的时候，要注意输入交流信号时，用示波器监视VC1、VC2波形，若有失真现象，可减小输入电压值，使得VC1、VC2都不失真为止。 5.计算单端输出Ad和Ac时，单端输出电压要减去静态工作点电压。 四、实验原理及计算 差动放大电路原理图 1.在测量静态工作点时应将信号源短接，然后用数字万用表测量各工作点的电压 2.测量差模电压放大倍数：在输入端加入电流Vid=+15mV,-15mV,直流电压信号自取模拟试验箱的
专业班次 18电子 组别 题 目 差动放大电路 姓名（学号） 日期 19.11 +5~-5V 的直流可调信号，然后用数字万用表测出所需电压值 3. 测量共模电压放大倍数：将输入端 Vi1，Vi2短接，先后输入+15mV 和-15mV 的信号，分别进行测 量 4. 单端输入的差动放大电路：将Vi2接地，从Vi1端输入直流信号，Vi=+-30mV ，测量出单端输出 由原理图可以得出下面静态值： 根据书本上的理论知识可以有一下结论与小信号模型电路图（非本原理图） 双端输出：i V V A 0d = 单端输出：d 2 d 12 121A A A A d d -== 差模输入：21i i id V V V -= 共模输入：2 2 1i ic i V V V += 共模抑制比：|| c d U U CMR A A K = 五、实验仿真 1、调零及测量静态工作点
差动放大电路工作原理 差动放大电路是一种常见的电路，它常常被用于放大微小信号。本文将介绍差动放大电路的工作原理、应用场景以及常见问题解决方法。 一、差动放大电路的工作原理 差动放大电路由两个输入端和一个输出端组成。当两个输入端的电压不同时，输出端就会输出一个差分电压。差分电压的大小与两个输入端的电压差有关，电压差越大，则差分电压也越大。差动放大电路的主要作用是将微小信号放大到可以被其他电路处理的程度。 差动放大电路通常由两个晶体管组成。其中，一个晶体管的发射极连接到一个恒流源，另一个晶体管的发射极连接到另一个恒流源。两个晶体管的集电极通过一个电阻连接在一起，形成一个共射放大电路。两个输入端的信号分别连接到两个晶体管的基极上，输出端连接到两个晶体管的集电极上。 差动放大电路的工作原理可以用以下公式表示： Vout = (V1-V2) * (Rc / Re) 其中，V1和V2分别是两个输入端的电压，Vout是输出端的电压，Rc是两个晶体管的集电极电阻，Re是两个晶体管的发射极电阻。 二、差动放大电路的应用场景 差动放大电路广泛应用于音频放大器、电视机、电脑等电子产品中。它可以将微弱的音频信号放大到可以被扬声器播放的程度。此外，差动放大电路还可以用于测量仪器中，例如电压表、电流表等。
三、差动放大电路的常见问题解决方法 1. 电路失真：差动放大电路有时会出现电路失真的情况，这可能是由于电容电压过高或者晶体管的工作状态不稳定造成的。要解决这个问题，可以适当减小电容电压或者更换晶体管。 2. 电源噪声：电源噪声对差动放大电路的影响非常大，会导致输出信号的失真。为了解决这个问题，可以采用滤波器来滤除电源噪声。 3. 温度漂移：温度漂移是指电路在不同温度下输出信号的变化。要解决这个问题，可以采用温度补偿电路来进行调整。 总之，差动放大电路是一种常见的电路，它可以将微弱的信号放大到可以被其他电路处理的程度。通过了解差动放大电路的工作原理和应用场景，我们可以更好地理解它的作用和意义。同时，了解差动放大电路的常见问题和解决方法，可以帮助我们更好地应对电路出现问题的情况。
差动放大电路实验报告 严宇杰141242069 匡亚明学院 1.实验目的 （1）进一步熟悉差动放大器的工作原理； （2）掌握测量差动放大器的方法。 2.实验仪器 双踪示波器、信号发生器、数字多用表、交流毫伏表。 3.预习内容 （1）差动放大器的工作原理性能。 （2）根据图3.1画出单端输入、双端输出的差动放大器电路图。 4.实验内容 实验电路如图3.1。它是具有恒流源的差动放大电路。在输入端，幅值大小相等，相位相反的信号称为差模信号；幅值大小相等，相位相同的干扰称为共模干扰。差动放大器由两个对称的基本共射放大电路组成，发射极负载是一晶体管恒流源。若电路完全对称，对于差模信号，若Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定减少，增加与减少之和为零，Q3 和R e3等效于短路，Q1,Q2的发射极等效于无负载，差模信号被放大。对于共模信号，若 Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定增加，两者增加的量相等，Q1、Q2的发射极等效于分别接了两倍的恒流源等效电阻，强发射极负反馈使共射放大器对共模干扰起强衰减作用，共模信号被衰减。从而使差动放大器有较强的抑制共模干扰的能力。调零电位器 R p用来调节T1,T2管的静态工作点，希望输入信号V i=0时使双端输出电压V o=0. 差动放大器常被用作前置放大器。前置放大器的信号源往往是高内阻电压源，这就要求前置放大器有高输入电阻，这样才能接受到信号。有的共模干扰也是高内阻电压源，例如在使用50Hz工频电源的地方，50Hz工频干扰源就是高内阻电压源。若放大器的输入电阻很高，放大器在接受信号的同时，也收到了共模干扰。于是人们希望只放大差模信号，不放大共模
实验三差分放大电路 一、实验目的 1、加深对差动放大器性能及特点的理解 2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法 二、实验原理 图3－1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。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器R P 用来调节T 1、T 2 管的静态工作点，使得输入信号U i ＝0时，双端输出电压U O ＝0。 R E 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。 图3－1 差动放大器实验电路
当开关K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。 它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E ，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。 1、静态工作点的估算 典型电路 E BE EE E R U U I -≈ （认为U B1＝U B2≈0） E C2C1I 2 1 I I == 恒流源电路 E3 BE EE CC 2 1 2 E3C3R U )U (U R R R I I -++≈≈ C3C1C1I 2 1 I I == 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R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。 双端输出: R E ＝∞，R P 在中心位置时， P be B C i O d β)R (12 r R βR △U △U A +++- == 单端输出 d i C1d1A 21 △U △U A == d i C2d2A 2 1 △U △U A -==
差分放大器的工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
差分放大器的工作原理 差分放大器也叫差动放大器是一种将两个输入端电压的差以一固定增益放大的电子放大器，有时简称为“差放”。差分放大器通常被用作功率放大器（简称“功放”）和发射极耦合逻辑电路 (ECL, Emitter Coupled Logic) 的输入级。 如果Q1 Q2的特性很相似，则V a,V b将同样变化。例如，V a变化+1V，V b也变化+1V，因为输出电压VOUT=V a-V b=0V,即V a 的变化与V b的变化相互抵消。这就是差动放大器可以作直流信号放大的原因。若差放的两个输入为，则它的输出V out为： 其中Ad是差模增益 (differential-mode gain)，Ac是共模增益 (common-mode gain)。 因此为了提高信/噪比，应提高差动放大倍数，降低共模放大倍数。二者之比称做共模仰制比（CMRR, common-mode rejection ratio）。共模放大倍数AC可用下式求出： A c=2R l/2R e 通常以差模增益和共模增益的比值共模抑制比 (CMRR, common-mode rejection ratio) 衡量差分放大器消除共模信号的能力： 由上式可知，当共模增益Ac→0时，CMRR→∞。Re越大，Ac就越低，因此共模抑制比也就越大。因此对于完全对称的差分放大器来说，其Ac = 0，故输出电压可以表示为：
所谓共模放大倍数，就是V a，V b输入相同信号时的放大倍数。如果共模放大倍数为0，则输入噪声对输出没有影响。 要减小共模放大倍数，加大R E就行通常使用内阻大的恒流电路来带替R E 差分放大器是普通的单端输入放大器的一种推广，只要将差放的一个输入端接地，即可得到单端输入的放大器。很多系统在差分放大器的一个输入端输入反馈信号，另一个输入端输入反馈信号，从而实现负反馈。常用于电机或者伺服电机控制，稳压电源，测量仪器以及信号放大。在离散电子学中，实现差分放大器的一个常用手段是差动放大，见于多数运算放大器集成电路中的差分电路。 单端输出的差动放大电路 (不平衡输出) 称为单端Single ended或不平衡输出Unbalance Output。 单端较差动输出之幅度小一倍，使用单端输出时，共模讯号不能被抑制，因Vi1与Vi2同时增加，VC1与VC2则减少，而且VC1=VC2，但Vo =VC2，并非于零(产生零点漂移)。 但是加大RE阻值可以增大负回输而抑制输出，并且抑制共模讯号，因Vi1=Vi2时， Ii1及Ii2也同时增加，IE亦上升而令VE升高，这对Q1和Q2产生负回输， 令Q1和Q2之增益减少，即Vo减少。 当差动讯号输入时，Vi1 = -Vi2，IC1增加而IC2减少，总电流IE = IC1 + IC2便不变， 因此VE也不变，加大RE电阻值之电路会将差动讯号放大，不会对Q1及Q2产生负回输 及抑制。 。 b)减低功率消耗(相对纯电阻来说)。 c)提高差动放大之输出电压。 d)提高共模抑制比CMRR。 即差动输入，则IC1升而IC2下降(并且，ΔIC1 = ΔIC2)
差动放大电路实验原理 差动放大电路是一种常见的电子电路，主要用于放大微弱信号，并在放大过程中实现信号的抑制和抵消。差动放大电路的实验原理可以通过以下几个方面进行阐述。 一、差动放大电路的基本原理 差动放大电路由两个输入端和一个输出端组成。其中，两个输入端分别连接信号源和参考源，输出端连接负载。差动放大电路的工作原理是通过对两个输入端的信号进行差分放大，从而实现对输入信号的放大和抑制。 二、差动放大器的工作模式 差动放大电路有两种工作模式：共模模式和差模模式。在共模模式下，两个输入信号相同且同相，此时差动放大电路对共模信号进行抑制，只放大差模信号。在差模模式下，两个输入信号有差异，此时差动放大电路对差模信号进行放大。 三、差动放大电路的特点 1. 高增益：差动放大电路可以实现高增益放大，对微弱信号具有很好的放大效果。 2. 抗干扰能力强：差动放大电路可以通过对输入信号的差分放大来抵消共模信号的干扰，提高系统的抗干扰能力。 3. 信号抑制效果好：差动放大电路可以实现对共模信号的抑制，减
少对输出信号的影响。 4. 输入阻抗高：差动放大电路的输入阻抗较高，对输入信号源的影响较小。 5. 输出阻抗低：差动放大电路的输出阻抗较低，可以驱动负载。 四、差动放大电路的应用领域 差动放大电路广泛应用于各种电子设备中，如功放、音频放大器、差分信号传输等。在这些应用中，差动放大电路能够提供高品质的音频放大效果，并保持信号的稳定和纯净。 五、差动放大电路的实验过程 1. 搭建电路：按照实验要求搭建差动放大电路的原型板，连接好信号源、参考源和负载。 2. 调节电路参数：根据实验需要，调节差动放大电路的电阻、电容等参数，使其符合实验要求。 3. 输入信号：给差动放大电路的输入端接入信号源，通过调节信号源的电平和频率，观察输出端的信号变化。 4. 测量输出信号：使用示波器等测试设备，测量差动放大电路输出端的信号，记录输出信号的幅值和频率。 5. 分析实验结果：根据实验测量数据，分析差动放大电路的放大倍数、频率响应等性能指标，评估差动放大电路的实验效果。 通过以上实验过程，可以验证差动放大电路的放大性能和抑制能力，
一、实验目的及要求： 1、掌握射极跟随器的特性及测量方法。 2、进一步学习放大器各项参数测量方法。 二、仪器用具： 三、实验原理 调零电位器R P用来调节VT1、VT2管的静态工作点，使得输入信号u i=0时，双端输出电压u0=0。R E为两管共同的发射极电阻，它对差模信号无负反馈，因为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，故可以有效的抑制零漂，稳定静态工作点。
当开关拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大电路。它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E ，可以进一步提高差动放大器一直共模信号的能力。 1、静态工作点的估算 (1)典型电路 ）（认为021≈=-≈ U U R U U I B B E BE EE E (2)恒流源电路 R U U U R R R I I ES BE EE CC ES CS -++≈ ≈)(2 1 2 I CS =I ES =?I CS 2、差模电压放大倍数A ud 和共模电压放大倍数A uc 当差动放大器的涉及电阻R E 足够大，或采用恒流源电路的时候，差模电压放大倍数A ud 由输出端方式决定，而与输入端无关 (1)双端输入时：R E =∞，R P 在中心位置时
P be B C i ud R r R R U U A )1(2 10ββ +++- =??= (2)单端输出 A ud1=ΔU c1/ΔU i =1/2 A ud A ud2=ΔU c2/ΔU i =-1/2 A ud 当输入共模信号时若为单端输出，则有 R R R R U U A A E C E P be B C i c u u R r R 2- ) 22/1)(1(121≈++++- =??= =ββ 若为双端输出，在理想情况下A uc =0 3、共模抑制比KCMR KCMR=|A ud /A uc | 四、实验步骤（包括原理图、实验结果与数据处理） 1.按实验原理图，连接好电路。 2.开关K 拨向左边构成典型差动放大器。 (1)测量静态工作点 ①调节放大器零点 信号源不接入，将放大器输入端A 、B 与地短接，接通±12V 直流电源，用万用表的直流电压挡测量输出电压U O ，调节调零电位器R P ，使U O ＝0。调节要仔细，力求准确。 ②测量静态工作点 零点调好以后，用万用表的直流电压挡测量T1、T2管各电极电位及射极电阻R e 两端电压U RE 。
差动放大电路 一、概述 差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。特别是大量的应用于集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。 基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成，该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的。 二、基本电路图 差动放大电路的基本电路图 上图为差动放大电路的基本电路图[1] 三、差动放大电路的工作原理 1、差动放大电路的基本形式对电路的要求是：两个电路的参数完全对称两个管子的温度特性也完全对称。 它的工作原理是：当输入信号Ui=0时，则两管的电流相等，两管的集点极电位也相等，所以输出电压Uo=UC1-UC2=0。温度上升时，两管电流均增加，则集电极电位均下降，由于它们处于同一温度环境，因此两管的电流和电压变化量均相等，其输出电压仍然为零。 它的放大作用（输入信号有两种类型） （1）共模信号及共模电压的放大倍数 Auc 共模信号---在差动放大管T1和T2的基极接入幅度相等、极性相同的信号。如图（2）所示 共模信号的作用，对两管的作用是同向的，将引起两管电流同量的增加，集电极电位也同量减小，因此两管集电极输出共模电压Uoc为零。因此：。 于是差动电路对称时，对共模信号的抑制能力强 字串3
（2）差模信号及差模电压放大倍数 Aud 差模信号---在差动放大管T1和T2的基极分别加入幅度相等而极性相反的信号。如图（3）所示 差模信号的作用，由于信号的极性相反，因此T1管集电极电压下降，T2管的集电极电压上升，且二者的变化量的绝对值相等，因此：此时的两管基极的信号为：所以：，由此我们可以看出差动电路的差模电压放大倍数等于单管电压的放大倍数。 基本差动电路存在如下问题：电路难于绝对对称，因此输出仍然存在零漂；管子没有采取消除零漂的措施，有时会使电路失去放大能力；它要对地输出，此时的零漂与单管放大电路一样。为此我们要学习另一种差动放大电路------长尾式差动放大电路 四、关于零点漂移 零点漂移可描述为：输入电压为零，输出电压偏离零值的变化。它又被简称为：零漂 零点漂移是怎样形成的：运算放大器均是采用直接耦合的方式，我们知道直接耦合式放大电路的各级的Q点是相互影响的，由于各级的放大作用，第一级的微弱变化，会使输出级产生很大的变化。当输入短路时（由于一些原因使输入级的Q点发生微弱变化像：温度），输出将随时间缓慢变化，这样就形成了零点漂移。 产生零漂的原因是：晶体三极管的参数受温度的影响。解决零漂最有效的措施是：采用差动电路。 差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。特别是大量的应用于集成运放电路，它常被用作多级放大器的前置级。 基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成，该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的。 五设计 1设计指标 1、恒流源长尾差动放大电路 2、单端输出Aud = 50 3、ΔUO=2V 4、RL≤5kΩ 5、Ri≥2kΩ 2设计要求 （1）电路原理图；
差分放大电路差分放大电路的工作原理差分放大电路的 3.3差分放大电路 3.3.1差分放大电路的工作原理 一、差分放大电路的组成及静态分析 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。 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:?稳定静态工作点。?对差模信号无影响。?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;也可能使电路的放大能力变差。 图1 (a)电路 (b)直流通路 3、静态分析 V,U+IR EEBEQ1EE VU,EEBEQ1I ,ERE VU,EEBEQII ,,CQCQ122RE U,V,IR; U,V,IRCQ1CCCQ1C CQ2CCCQ2C
u,U -U,0oCQ1CQ2 二、差分放大电路的动态分析 1、差模输入与差模特性 u ,–u i1i2 u,u –u,2uidi1i2 i1 u称为差模输入电压。 id i,–ic2c1 i,I+i i,I+i,I-iC1CQ1c1 C2CQ2c2CQ1c1 u,V –i R,U+ uC1CCC1CCQ1o1 u,V –i R,U+ uC2CCC2CCQ2o2 u,u –u,2uodC1C2o1 图2差分放大电路差模信号输入 (a)差模信号输入 (b)差模信号交流通路 uod A,,Audud1uid R,,CA ,udrbe 当图(a)所示电路中，两集电极之间接有负载电阻R时， L/ R,R//(R/2)LCL /R26mV26mV,,/Lrr(1)200(1),，，,,,，，,A ,bebbudI(mA)I(mA)rEQEQbe R= 2r ; R? 2R idbeOC 例1、电路如图1所示，已知V,V,12V，R=20KΩ，R=10KΩ，R=20K CCEEECL
差动放大电路 差动放大电路是一种常用的电子电路，用于放大和增强信号。它 由多个放大器组成，每个放大器都有一个输入端和一个输出端，通过 适当的连接方式，可以实现信号的差分放大。差动放大电路常用于音 频放大、信号处理等领域，下面我们来详细介绍一下它的原理和应用。 差动放大电路的基本原理是利用两个相互耦合的放大器同时对输 入信号进行放大，然后将它们的输出信号相减得到差分信号。其优点 是可以抑制共模信号，提高系统的抗干扰能力，减小噪声的影响。 差动放大电路可以分为单端输入差动放大电路和双端输入差动放 大电路两种。单端输入差动放大电路一般由一个差动放大器和一个普 通放大器组成，其基本结构如下： （此处省略图片描述） 图中的OA1和OA2为两个放大器，VIN+和VIN-为差动输入信号，VOUT为输出信号。 而双端输入差动放大电路一般由两个差动放大器组成，其基本结 构如下： （此处省略图片描述） 图中的OA1和OA2为两个放大器，VIN1+和VIN1-为一个差动输入信号，VIN2+和VIN2-为另一个差动输入信号，VOUT为输出信号。 差动放大电路的输出电压可以用以下公式来表示： VOUT = (V1 - V2) * A 其中，V1和V2分别为输入信号的电压，A为放大器的放大倍数。 差动放大电路的应用非常广泛。例如，在音频放大领域，差动放 大电路常用于放大麦克风、音乐设备等音频信号，并提供高质量的声音。此外，它还常被应用于仪器仪表、通信设备、测量系统等领域， 用于放大小信号、增强信号的稳定性和精确性。 总结一下，差动放大电路是一种用于放大和增强信号的电子电路。它能够通过差分放大的方式来抑制共模信号，提高系统的抗干扰能力。
差分放大电路原理 1. 引言 差分放大电路是一种常见的电路结构，用于放大差模信号。它由两个输入端和一个输出端组成，输入信号经过放大后输出。差分放大电路具有很多优点，如抗干扰能力强、共模抑制比高等，因此在各种应用中得到广泛使用。 2. 差分放大电路的基本结构 差分放大电路由两个共源极或共射极的晶体管组成。每个晶体管的源极或发射极通过一个负反馈网络连接到输入信号源，并且两个晶体管的栅极或基极交叉连接。输出信号则通过输出负载连接到晶体管的漏极或集电极。 3. 差分放大电路工作原理 当输入信号施加到差动对上时，两个晶体管将以不同的方式响应。一个晶体管将被驱动进入饱和区，而另一个则处于截止区。这使得输出信号具有较高的增益和较大的动态范围。 具体来说，当输入信号的差模分量为0时，即两个输入信号相等时，差分放大电路处于平衡状态。此时，两个晶体管的工作点相同，输出电压为零。当输入信号发生微小变化时，会引起两个晶体管的工作点发生微小偏移，从而产生一个微小的差模输出信号。 这个微小的差模输出信号经过放大器放大后得到一个较大的输出信号。放大倍数取决于晶体管的特性和负反馈网络中的元件参数。通过调整这些参数，可以实现不同增益和频率响应。 4. 差分放大电路的优点 4.1 抗干扰能力强 差分放大电路具有良好的抗干扰能力。由于输入信号同时施加在两个输入端上，并且在输出端只关心差模分量，所以共模干扰对输出信号影响较小。这使得差分放大电路在噪声环境下表现出色，并且适用于需要高抗干扰能力的应用场景。
4.2 共模抑制比高 共模抑制比是衡量差分放大电路性能的重要指标之一。它表示当两个输入信号的共模分量发生变化时，差分放大电路输出信号的变化程度。较高的共模抑制比意味着差分放大电路对共模干扰更不敏感，可以提供更稳定和准确的输出信号。 4.3 输入阻抗高 差分放大电路具有较高的输入阻抗，可以有效地接收来自外部信号源的信号。这使得它在各种应用中可以与其他电路连接，实现信号传输和处理。 4.4 输出功率大 差分放大电路具有较大的输出功率能力，可以驱动较重负载。这使得它在需要输出功率较大的应用中具有优势，如音频放大器和功率放大器等。 5. 差分放大电路应用举例 5.1 差分放大器 差分放大器是最常见的差分放大电路应用之一。它通常由一个差动对、一个负反馈网络和一个输出负载组成。输入信号经过差动对进行差模放大，并通过负反馈网络调整增益和频率响应。最后，输出信号通过输出负载输出。 5.2 差分运算放大器 差分运算放大器是一种特殊的差分放大电路，用于实现数学运算。它由一个差动对、一个反馈电阻网络和一个输出负载组成。输入信号经过差动对进行差模放大，并通过反馈电阻网络实现加法、减法、乘法和除法等运算。 5.3 差分比较器 差分比较器是一种常见的数字电路，用于比较两个输入信号的大小。它通常由一个差动对和一个输出阈值电平组成。当一个输入信号高于阈值电平时，输出为高电平；当低于阈值电平时，输出为低电平。
从电路结构上说，差动放大电路由两个完全对称的单管放大电路组成。由于电路具有许多突出优点，因而成为集成运算放大器的基本组成单元。 一、差动放大电路的工作原理 最简单的差动放大电路如图7-4所示，它由两个完全对称的单管放大电 路拼接而成。在该电路中，晶体管T 1、T 2 型号一样、特性相同，R B1 为输入回路限 流电阻，R B2为基极偏流电阻，R C 为集电极负载电阻。输入信号电压由两管的基极 输入，输出电压从两管的集电极之间提取(也称双端输出)，由于电路的对称性， 图7-4 最简单的差动放大电路 C2 ， 即 。 由以上分析可知，在理想情况下，由于电路的对称性，输出信号电压采用从两管集电极间提取的双端输出方式，对于无论什么原因引起的零点漂移，均能有效地抑制。 抑制零点漂移是差动放大电路最突出的优点。但必须注意，在这种最简单的差动放大电路中，每个管子的漂移仍然存在。 2．动态分析
差动放大电路的信号输入有共模输入、差模输入、比较输入三种类型，输出方式有单端输出、双端输出两种。 (1)共模输入。 在电路的两个输入端输入大小相等、极性相同的信号电压，即，这种输入方式称为共模输入。大小相等、极性相同的信号为共模信号。 很显然，由于电路的对称性，在共模输入信号的作用下，两管集电极电位的大小、方向变化相同，输出电压为零(双端输出)。说明差动放大电路对共模信号无放大作用。共模信号的电压放大倍数为零。 (2)差模输入。 在电路的两个输入端输入大小相等、极性相反的信号电压，即u i1= -u i2 , 这种输入方式称为差模输入。大小相等、极性相反的信号，为差模信号。 ，导致集电极电位下降T 2管的集电极电流减小，导致集电极电位升高(，由于 = ， 若 其输出电压为 u o = A u (u i1 - u i2 ). u i1 - u i2 的差值为正，说明炉温低于1 000 ℃，此时u o 为负值；反之， u o 为正值。我们就可利用输出电压的正负去控制给炉子降温或升温。 差动放大电路是依靠电路的对称性和采用双端输出方式，用双倍的元件换取有效抑制零漂的能力。每个管子的零漂并未受到抑制。再者，电路的完全对称是不可能的。如果采用单端输出(从一个管子的集电极与地之间取输出电压)零点漂移就根本得不到抑制。为此，必须采用有效措施抑制每个管子的零点漂移。 二、典型差动放大电路
差动放大电路实验报告 差动放大电路实验报告 引言 在电子学领域中，差动放大电路是一种常见且重要的电路结构。它能够将输入 信号放大，并且抑制共模信号，从而提高信号的传输质量。本实验旨在通过搭 建差动放大电路并进行实验验证，进一步理解差动放大电路的原理和性能。 实验器材和步骤 实验所需器材包括：两个双极性晶体管、电阻、电容、信号发生器、示波器等。首先，按照实验指导书的要求，搭建差动放大电路。然后，接入信号发生器和 示波器，调节信号发生器的频率和幅度，观察并记录示波器上的波形和幅度。 实验结果分析 通过实验观察和记录的数据，我们可以得出以下结论： 1. 差动放大电路能够放大输入信号：在实验中，我们发现输入信号在经过差动 放大电路后，其幅度得到了明显的放大。这表明差动放大电路具有放大输入信 号的功能。 2. 差动放大电路能够抑制共模信号：共模信号是指同时作用于两个输入端的信号，如电源噪声等。通过实验观察，我们发现共模信号在差动放大电路中几乎 没有被放大，而是被有效地抑制了。这说明差动放大电路具有抑制共模信号的 能力。 3. 差动放大电路对输入信号的放大程度和频率响应有一定的限制：在实验中， 我们发现差动放大电路对不同频率的输入信号有不同的放大程度。随着频率的 增加，放大程度逐渐下降。这是由于差动放大电路中的晶体管等元件存在一定
的频率响应特性。 4. 差动放大电路的性能受到元件参数的影响：在实验过程中，我们尝试了不同的电阻和电容数值，发现它们对差动放大电路的性能有一定的影响。例如，调节电阻的数值可以改变差动放大电路的放大倍数，而调节电容的数值可以改变差动放大电路的频率响应。 结论 通过本次实验，我们对差动放大电路有了更深入的理解。差动放大电路在电子学领域中具有广泛的应用，例如在放大器、通信系统等方面。了解差动放大电路的原理和性能对于我们设计和调试电子系统具有重要意义。通过实验，我们验证了差动放大电路的放大和抑制特性，并且了解了其对输入信号的频率响应和元件参数的影响。这些实验结果为我们进一步学习和应用差动放大电路提供了基础。 参考文献： [1] Sedra, A. S., & Smith, K. C. (2016). Microelectronic circuits. Oxford University Press. [2] Razavi, B. (2016). Design of analog CMOS integrated circuits. McGraw-Hill Education.
差动放大器实验 一、实验目的 1加深对差动放大器性能及特点的理解 2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法 二、实验原理 图1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。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器R P用来调节「、T2管的静态工作点，使得输入信号U i = 0时，双端输出电压U°= 0。R E 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
图1差动放大器实验电路 当开关K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。 它用晶体管恒流源 代替发射极电阻R E ,可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。 1、静态工作点的估算 典型电路 I E UEE _ U B E （认为 U B 1= U B 2- 0） 恒流源电路 务（U cc U EE ） U BE r\i r\2 R E3 1 Ci 1 2 Ci 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 R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大 倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。 双端输出：R E = X , R P 在中心位置时, 3R c 当输入共模信号时, 若为单端输出，则有 1 R B r be （1 卩）R p 2 单端输出 1 C1 1 C2 2 I E A di △U c 1 △U A d2 △U C 2 △ U i R E 1 C3 1 E3
B R c △U i R B 「be (1 卩)(1R p 2R E ) 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 A c 也不会绝对等于零。 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。 号发生器提供频率f = 1KHZ 的正弦信号作为输入信号。 二、实验设备与器件 1、±15V 直流电源 2、函数信号发生器 3、双踪示波器 4、数字万用表 5、差分放大电路实验电路板 四、实验内容 1、典型差动放大器性能测试 按图1连接实验电路，开关K 拨向左边构成典型差动放大器。 1）测量静态工作点 ①调节放大器零点 信号源不接入。将放大器输入端 A 、B 与地短接，接通±1 5V 直流电源，用 3 、 共模抑制比CMRR A ci A C 2 川 C1 R c 2R E CMRR A d A c 或 CMRR 20Log A d A C dB 本实验由函数信
差动放大器试验 一、试验部署 通过实验，学生可以对所学的知识进行验证，加深对理论的认识；可以提高分析和解决问题的能力，提高实际动手能力。具体地说，学生在完成指定的实验后，应具备以下能力： （1）熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能和使用方法； （2）能进行简单的具体实验线路设计，列出实验步骤； （3）掌握电子电路的构成及调试方法，系统参数的测试和整定方法，能初步设计和应用这些电路； （4）能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问题； （5）能够综合实验数据，解释实验现象，编写实验报告。 为了在实验时能取得预期的效果，建议实验者注意以下环节： 1-1实验准备 实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。每次实验前都应先进行预习，从而提高实验质量和效率，避免在实验时不知如何下手，浪费时间，完不成实验，甚至损坏实验装置。因此，实验前应做到：（1）复习教材中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识； （2）预习实验指导书，了解本次实验的目的和内容；掌握本次实验的工作原理和方法； （3）写出预习报告，其中应包括实验的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等； （4）熟悉实验所用的实验装置、测试仪器等； （5）实验分组，一般情况下，电子技术实验以每组1-2人为宜。 1-2实验实施
在完成理论学习、实验预习等环节后，就可进入实验实施阶段。实验时要做到以下几点： （1）实验开始前，指导教师要对学生的预习报告作检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验开始。 （2）指导教师对实验装置作介绍，要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器，明确这些设备的功能、使用方法。 （3）按实验小组进行实验，小组成员应有明确的分工，各人的任务应在实验进行中实行轮换，使参加者都能全面掌握实验技术，提高动手能力。 （4）按预习报告上的详细的实验线路图进行接线，也可由二人同时进行接线。 （5）完成实验接线后，必须进行自查：串联回路从电源的某一端出发，按回路逐项检查各仪表、设备、负载的位置、极性等是否正确，合理；并联支路则检查其两端的连接点是否在指定的位置。距离较近的两连接端尽可能用短导线，避免干扰；距离较远的两连接端尽量选用长导线直接连接，尽可能不用多根导线做过渡连接。自查完成后，须经指导教师复查后方可通电实验。 （6）实验时，应按实验指导书所提出的要求及步骤，逐项进行实验和操作。改接线路时，必须断开电源。实验中应观察实验现象是否正常，所得数据是否全理，实验结果是否与理论相一致。 完成本次实验全部内容后，应请指导教师检查实验数据、记录的波形。经指导教师认可后方可拆除接线，整理好连接线、仪器、工具。 1-3实验总结 实验的最后阶段是实验总结，即对实验数据进行整理、绘制波形曲线和图表、分析实验现象、撰写实验报告。每个实验参与者都要独立完成一份实验报告，实验报告的编写应持严肃认真、实事求是的科学态度。如实验结果与理论有较大出入时，不得随意修改实验数据和结果，不得用凑数据的方法来向理论靠近，而是用理论知识来分析实验数据和结果，解释实验现象，找到引起较大误差的原因。