实验3 差动放大电路设计实验
差动放大电路实验报告

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。
差动放大电路实验报告

差动放大电路实验报告实验目的,通过对差动放大电路的实验,掌握差动放大电路的基本原理和特性,加深对放大电路的理解。
实验原理,差动放大电路由两个共集极放大器组成,其中一个放大器的输出与输入信号相位相同,另一个放大器的输出与输入信号相位相反。
当输入信号作用在两个放大器的基极上时,输出信号为两个放大器输出信号的差值,即差动输出。
差动放大电路对共模信号具有很好的抑制作用,对差模信号有很好的放大作用。
实验仪器和器材,示波器、信号发生器、电压表、电阻、电容、集成运放等。
实验步骤:1. 按照实验电路图连接好差动放大电路的电路;2. 调节信号发生器产生正弦波信号,并输入到差动放大电路的输入端;3. 通过示波器观察差动放大电路的输入信号和输出信号的波形,并记录数据;4. 调节信号频率,观察输入信号和输出信号的变化;5. 测量差动放大电路的放大倍数和共模抑制比。
实验结果分析:通过实验观察和数据记录,我们得到了差动放大电路的输入信号和输出信号的波形,并且测量了放大倍数和共模抑制比。
实验结果表明,差动放大电路对差模信号有很好的放大作用,对共模信号有很好的抑制作用。
随着信号频率的增加,放大倍数和共模抑制比会有所变化,但整体特性基本保持稳定。
实验结论:通过本次实验,我们深入了解了差动放大电路的工作原理和特性,掌握了差动放大电路的实验操作方法,并获得了实验数据。
差动放大电路在电子电路中具有重要的应用价值,能够有效地抑制干扰信号,提高信号的传输质量。
因此,差动放大电路在实际应用中具有广泛的应用前景。
实验中遇到的问题及解决方法:在实验过程中,我们遇到了一些问题,如信号发生器频率调节不准确、示波器波形不稳定等。
我们通过仔细调节仪器参数、重新连接电路等方法,最终解决了这些问题,确保了实验数据的准确性和可靠性。
总结:差动放大电路是一种重要的放大电路结构,具有很好的信号处理特性。
通过本次实验,我们对差动放大电路有了更深入的了解,为今后的学习和工作打下了良好的基础。
实验三 差动放大电路

实验三 差动放大电路一.实验目的1.加深对差动放大电路性能及特点的理解。
2.学习差动放大电路主要性能指标的测试方法。
二.实验原理图5—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K 接入左边时,构成典型的差动放大器。
调零电位器RP 用来调节V 1、V 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。
+-U i+V CC +12V-V EE -12V图5—1当K 接入右边时,构成具有恒流源的差动放大器,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 )0(||21≈=-=B B EBEEE E U U R U V I 认为EC C I I I 2121== 恒流源电路()321233||E BEBE CC E C R U U V R R R I I -++≈≈E C C I I I 2121==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A C 也不绝对等于零。
3.共模抑制比CMRR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Ac Ad CMRR =或)(20dB Log CMRR Ac Ad = 差动放大器的输入信号可采用直流信号也可用交流信号。
本实验由信号源提供频率f=1KH z 的正弦信号为输入信号。
实验三 差动放大器

差动放大器(长尾型)
在通信、自动控制系统中,往往需要对变化缓慢的信号进行放大, 在通信、自动控制系统中,往往需要对变化缓慢的信号进行放大,这就 需要直流放大器,而直流放大器存在着“零点漂移”的特殊问题。 需要直流放大器,而直流放大器存在着“零点漂移”的特殊问题。零点漂移 就是当放大电路输入端短路时,输出端还有缓慢变化的电压产生, 就是当放大电路输入端短路时,输出端还有缓慢变化的电压产生,即输出电 压偏离原来的起始点而上下漂动。解决零点漂移的方法很多, 压偏离原来的起始点而上下漂动。解决零点漂移的方法很多,但使用最广泛 的方法是采用差动放大电路。 的方法是采用差动放大电路。 在差动电路中,无论是温度变化, 在差动电路中,无论是温度变化,还是电源电压的波动都会引起两管集 电极电流以及相应的集电极电压相同的变化, 电极电流以及相应的集电极电压相同的变化,其效果相当于在两个输入端加 了共模信号,由于电路的对称性对共模信号有很强的负反馈作用, 了共模信号,由于电路的对称性对共模信号有很强的负反馈作用,在理想情 况下,可使输出电压不变,从而抑制了零点漂移。在实际情况下, 况下,可使输出电压不变,从而抑制了零点漂移。在实际情况下,要做到两管 电路完全对称和理想恒流源是比较困难的,但是输出漂移电压将大为减小。 电路完全对称和理想恒流源是比较困难的,但是输出漂移电压将大为减小。 掌握了解差动放大电路是研究集成电路的前提。 掌握了解差动放大电路是研究集成电路的前提。 差动放大电路是由两个完全对称的单级直流耦合放大电路连接而成, 差动放大电路是由两个完全对称的单级直流耦合放大电路连接而成,长 尾型差动放大器如上图所示。T1、T2,是两个特性完全相同的晶体管 是两个特性完全相同的晶体管, 尾型差动放大器如上图所示。T1、T2,是两个特性完全相同的晶体管,最好 用差分对管。或选性能、放大倍数一致的三极管, 用差分对管。或选性能、放大倍数一致的三极管,电路且对称 Rc1=Rc2,Rb1=Rb2,Rs1=Rs2,Ri1=Ri2。信号从两管的基极输入, Rc1=Rc2,Rb1=Rb2,Rs1=Rs2,Ri1=Ri2。信号从两管的基极输入,放大后从 两管的集电极输出,输出信号电压与两个输入电压之差成正比, 两管的集电极输出,输出信号电压与两个输入电压之差成正比,所以叫做差 动放大器。 动放大器。
实验三 直流差动放大电路

实验三直流差动放大电路一、实验目的l.熟悉差动放大电路工作原理。
2.掌握差动放大电路的基本测试方法。
二、实验仪器1.双踪示波器2.信号发生器3.数字万用表三、实验原理差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路,由典型的工作点稳定电路演变而来。
为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路,以牺牲一个晶体管放大倍数为代价获取了低温飘的效果。
它还具有良好的低频特性,可以放大变化缓慢的信号,由于不存在电容,可以不失真的放大各类非正弦信号如方波、三角波等等。
差分放大电路有四种接法:双端输入单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。
由于差分电路分析一般基于理想化(不考虑元件参数不对称),因而很难作出完全分析。
为了进一步抑制温飘,提高共模抑制比,实验所用电路使用V3组成的恒流源电路来代替一般电路中的Re,它的等效电阻极大,从而在低电压下实现了很高的温漂抑制和共模抑制比。
为了达到参数对称,因而提供了RP1来进行调节,称之为调零电位器。
实际分析时,如认为恒流源内阻无穷大,那么共模放大倍数AC=0。
分析其双端输入双端输出差模交流等效电路,分析时认为参数完全对称:设,因此有如下公式:,差模放大倍数,同理分析双端输入单端输出有单端输入时:其由输出端是单端或是双端决定,与输入端无关,其输出必须考虑共模放大倍数无论何种输入输出方式输入电阻不变:。
四、实验内容及步骤实验电路如图所示+12V图1.1差动放大原理图1.测量静态工作点,(1)调零将输入端b1、b2短接到地,接通电压,调节电位器Rpi,使双端输出电压V0双=Vc1-Vc2=0(2)测量静态工作点测量V1、V2、V3各极对地电压填入表1中表12.测量差模电压放大倍数。
用实验箱上的直流电压源,在输入端加入直流电压信号Vid=土0.1V 按表2要求测量并记录,由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。
注意:先将DC信号源OUTl和OUT2分别接入Vi1,和Vi2端,然后调节DC信号源,使其输出为+0.1V和-0.1V。
实验3 差动放大电路实验

实验3 差动放大电路实验一、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。
二、实验仪器双踪示波器、信号发生器、数字多用表、交流毫伏表。
三、实验原理实验电路如图1。
它是一个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集电极电流增加,则Q2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的发射极几乎等效于接地,差模信号被放大。
对于共模信号,若Q1集电极电流增加,则Q2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,共模干扰被衰减。
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Q1,Q2管的静态工作点,希望输入V I1=0, V I2=0时,使双端图1 差动放大电路图输出电压V o=0。
差动放大器常被用做前置放大器。
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。
于是人们希望有一种只放大差模信号、不放大共模信号的放大器,这就是差动放大器。
运算放大器的输入级大都为差动放大器,输入电阻都很大,例如LF353的输入电阻约为1012Ω量级,OP07的输入电阻约为107Ω量级。
四、实验内容本实验电路在两个输入端分别接了510Ω电阻,使差动放大器的输入电阻下降至略小于510Ω,这是很小的输入电阻。
其原因是,本实验电路用分立元件组成,电路中对称元件的数值并不完全相等;其集电极为电阻负载,而不是恒流源负载;其发射极为恒流源负载,而不是镜像电流源负载,所以本实验电路的共模抑制比并不高。
差动放大电路实验报告

差动放大电路实验报告一、实验目的和背景差动放大电路作为一种常见的电路结构,在许多电子设备中都有广泛应用。
其主要功能是将输入信号放大,并且在信号放大过程中抑制了共模噪声的干扰。
本实验旨在通过搭建差动放大电路并对其进行测试,进一步了解其原理和性能。
二、实验器材与步骤1. 实验器材本次实验采用的实验器材包括:操作示波器、函数发生器、功能信号发生器、电阻、电容。
2. 实验步骤(1) 将差动放大电路按照给定的电路图连接好,并注意正确的电路连接。
(2) 将函数发生器的正弦波输出接入差动放大电路的输入端,调节函数发生器的输出信号频率和幅度。
(3) 通过示波器观察差动放大电路输入与输出的波形,并记录相应的数值。
(4) 对不同频率和幅度的输入信号进行测试,并观察测试结果的差异。
三、实验结果与分析在本实验中,我搭建了差动放大电路,并通过函数发生器输入不同频率和幅度的信号进行测试。
通过观察示波器上的波形和记录相应的数值,可以得到以下结果和分析:1. 输入信号与输出信号的关系:通过调节函数发生器的频率和幅度,可以观察到差动放大电路正确放大了输入信号,并产生了相应的输出信号。
而且,输出信号的幅度随着输入信号的幅度增大而增大,说明差动放大电路的放大增益较高。
2. 噪声抑制能力:差动放大电路的一个重要特性是抑制共模噪声。
在实验过程中,我引入了一些干扰信号,如电源纹波和环境的电磁干扰等,观察到差动放大电路能够有效地抑制这些共模噪声,并输出较为干净的信号。
3. 频率响应特性:通过改变输入信号的频率,可以观察到差动放大电路的频率响应特性。
实验结果表明,差动放大电路在较低频率时的放大增益较高,但随着频率增加,放大增益逐渐降低。
这是由于差动放大电路的内部结构和元器件参数导致的。
4. 幅度非线性:在一些高幅度的输入信号条件下,观察到差动放大电路存在一定的非线性现象。
这可能是由于电路中的元件饱和或者过载引起的。
在实际应用中,需要根据具体要求对差动放大电路进行调整,以优化其性能。
差动放大电路实验报告

一、实验目的1. 理解差动放大电路的工作原理和特性。
2. 掌握差动放大电路的组成、电路图和基本分析方法。
3. 学习差动放大电路的静态工作点调整、差模和共模放大倍数的测量方法。
4. 分析差动放大电路的共模抑制比(CMRR)和输入阻抗等性能指标。
二、实验原理差动放大电路由两个性能相同的基本共射放大电路组成,具有抑制共模信号、提高差模信号放大倍数的特点。
差动放大电路的输出电压为两个输入电压之差,即差模信号,而共模信号则被抑制。
本实验采用长尾式差动放大电路,电路结构简单,易于分析。
三、实验仪器与设备1. 模拟电路实验箱2. 数字示波器3. 数字万用表4. 信号发生器5. 电阻、电容、晶体管等元器件四、实验步骤1. 实验电路搭建:按照实验指导书要求,搭建长尾式差动放大电路,包括晶体管、电阻、电容等元器件。
2. 静态工作点调整:调整电路中的偏置电阻,使晶体管工作在放大区。
使用数字万用表测量晶体管的静态电流和静态电压,调整偏置电阻,使静态电流和静态电压符合设计要求。
3. 测量差模电压放大倍数:将信号发生器输出信号接入差动放大电路的输入端,调整信号幅度和频率。
使用数字示波器观察输出信号,测量差模电压放大倍数。
4. 测量共模电压放大倍数:将信号发生器输出共模信号接入差动放大电路的输入端,调整信号幅度和频率。
使用数字示波器观察输出信号,测量共模电压放大倍数。
5. 测量共模抑制比(CMRR):将信号发生器输出差模信号和共模信号同时接入差动放大电路的输入端,调整信号幅度和频率。
使用数字示波器观察输出信号,计算CMRR。
6. 分析输入阻抗:根据实验数据,分析差动放大电路的输入阻抗。
五、实验结果与分析1. 静态工作点调整:经过调整,晶体管工作在放大区,静态电流和静态电压符合设计要求。
2. 差模电压放大倍数:实验测得的差模电压放大倍数为20dB,与理论值相符。
3. 共模电压放大倍数:实验测得的共模电压放大倍数为2dB,与理论值相符。
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实验3 差动放大电路设计实验3.3.1、实验目的1.掌握差动放大器的主要特性及其测试方法2.学习带恒流源式差动放大器的设计方法和调试方法。
3.3.2、实验原理V CCI+图 3.3.11.直流放大电路的特点在生产实践中,常需要对一些变化缓慢的信号进行放大,此时就不能用阻容耦合放大电路了。
为此,若要传送直流信号,就必须采用直接耦合。
图3.3.1所示的电路就是一种简单的直流放大电路。
由于该电路级间是直接耦合,不采用隔直元件(如电容或变压器),便带来了新的问题。
首先,由于电路的各级直流工作点不是互相独立的,便产生级间电平如何配置才能保证有合适的工作点和足够的动态范围的问题。
其次是当直流放大电路输入端不加信号时,由于温度、电源电压的变化或其他干扰而引起的各级工作点电位的缓慢变化,都会经过各级放大使末级输出电压偏离零值而上下摆动,这种现象称为零点漂移。
这时,如果在输入端加入信号,则输出端不仅有被放大的信号,而且是放大信号和零点漂移量的总和,严重的零点漂移量甚至会比真正的放大信号大得多,因此抑制零点漂移是研制直流放大电路的一个主要问题。
差动式直流放大电路能较好地抑制零点漂移,因此在科研和生产实践中得到广泛的应用。
2.差动式直流放大电路图3.3.2典型差动式直流放大电路如图3.3.2所示。
它是一种特殊的直接耦合放大电路,要求电路两边的元器件完全对称,即两管型号相同、特性相同、各对应电阻值相等。
为了改善差动式直流放大电路的零点漂移,利用了负反馈能稳定工作点的原理,在两管公共发时极回路接入了稳流电阻R E和负电源V EE,R E愈大,稳定性愈好。
但由于负电源不可能用得很低,因而限制了R E阻值的增大。
为了解决这一矛盾,实际应用中常用晶体管恒流源来代替R E,形成了具有恒流源的差动放大器,电路如图3-3所示。
具有恒流源的差动放大器,应用十分广泛。
特别是在模拟集成电路中,常被用作输入级或中间放大级。
图 3.3.3中,V1、V2称为差分对管,常采用双三极管,如5G921、BG319或FHIB等,它与信号源内阻R b1、R b2、集电极电阻R Cl、R C2及电位器RP共同组成差动放大器的基本电路。
V3、V4和电阻R e3、R e4、R共同组成恒流源电路,为差分对管的射极提供恒定电流I o。
电路中R1、R2是取值一致而且比较小的电阻,其作用是使在连接不同输入方式时加到电路两边的信号能达到大小相等、极性相反,或大小相等、极性相同,以满足差模信号输入或共模信号输入时的需要。
晶体管V1与V2、V3与V4是分别做在同一块衬底上的两个管子,电路参数应完全对称,调节RP 可调整电路的对称性。
图3.3.3静态时,两输入端不加信号,即V=O。
由于电路两边电路参数、元件都是对称的,故两管的电流电压相等,即I B1=I B2,I C1=I C2,U CQ1=U CQ2,此时输出电压U o=U CQI-U CQ2=0,负载电阻R L 没有电流流过,而流过R E中的电流为两管电流I E之和。
所以在理想情况下,当输入信号为零时,此差动直流放大电路的输出也为零。
当某些环境因素或干扰存在时,会引起电路参数变化。
例如当温度升高时,三极管U BE 会下降,β会增加,其结果使两管的集电极电流增加了△I CQ。
由于电路对称,故必有△I CQ1= I CQ2△I CQ,使两管集电极对地电位也产生了一个增量△U CQ1和△U CQ2,且数值相等。
此时输出电压的变化量△U0=△U CQ1-△U CQ2=0,这说明虽然由于温度升高,每个管子的集电极对地电位产生了漂移,但只要电路对称,输出电压取自两管的集电极,差动式直流放大电路是可以利用一个管子的漂移去补偿另一个管子的漂移,从而使零点漂移得到抵消,放大器性能得到改善。
可见,差动放大器能有效地抑制零飘。
3.输入输出信号的连接方式如图3.3.3所示,差分放大器的输入信号U id与输出信号U ad可以有四种不同的连接方式:(1)双端输入—双端输出连接方式为①—A ′—A ,②—B ′—B ;③—C ,④—D 。
(2)双端输入一单端输出连接方式为①—A ′—A ,②—B ′—B ;③、④分别接一电阻R L 到地。
(3)单端输入一双端输出连接方式为①—A ,②—B —地;③—C ,④—D 。
(4)单端输入一单端输出连接方式为①—A ,②—B —地;③、④分别接一电阻R L 到地。
连接方式不同,电路的特性参数也有所不同。
4.静态工作点的计算静态时,差分放大器的输入端不加信号U jd ,在图3.3.3中。
对于恒流源电路04444422I I I I I I I C C C C B R =≈+=+=β故称I 0为I R 的镜像电流,其表达式为407.0e EE R R R VV I I ++-== (3.3.1)上式表明,恒定电流Io 主要由电源电压——VEE 及电阻R 、RC4决定,与晶体管的特性参数无关。
对于差分对管V 1、V 2组成的对称电路,则有02I id (mv)图3.3.4 传输特性221I I I C C == (3.3.2) 2101121C CC C C CCC C RI V R I V U U -=-==(3.3.3)可见差分放大器的静态工作点主要由恒流源电流I 0决定。
3.3、主要性能及其测试方法 1.传输特性传输特性是指差动放大器在差模信号输入时,输出电流I C 随输入电压的变化规律,传输特性曲线如图3.3.4所示。
由传输特性可以看出:(1)当差模输入电压U id =0时,两管的集电极电流相等,I C1=I C2=I 0/2,称I 0/2点为静态工作点。
(2)U id 增加(±25mv 以内)时,I C1随U id 线性增加,I C2随U id 线性减少,I C1+I C2=I 0的关系不变,称此为差动放大器的线性放大区。
(3)U id 增加到使V l 趋于饱和区,V 2趋于截止区时(U id 超过±50mv );I C1的增加和I C2的减小都逐渐缓慢,这时I C1、I C2随U id 做非线性变化,称此为差动放大器的非线性区。
加大射极电阻RP (若RP 为固定电阻),可加强电流负反馈作用,扩展线性区,缩小非线性区。
(4)U id 再继续增加(超过±100mV ),V 1饱和时;I C1不再随U id 变化;V 2截止时,I C2为反向饱和电流,称此为限幅区。
以上分析表明,传输特性直观地反映了差分放大器的电路对称性及工作状态,可用来设置差动放大器的静态工作点及调整与观测电路的对称性。
可以通过测量V 1、V 2的集电极电压U C1、U C2随差模电压U id 的变化规律来测差模传输特性。
因为U Cl =V CC -I C1;R C1,如果+V CC 、R C1确定,则U C1;与—I C1的变化规律完全相同,而且测量电压U C1、U C2比测量电流I C1;、I C2要方便,测量方法如图3-3所示。
信号发生器输出为U id =50mV ,f i =1kHz 正弦波。
设差分放大器为单端输入—双端输出接法,示波器上将显示如图3.3.4所示的传输特性曲线。
Q 点就是静态工作点,对应的电压为U CQ /2,当U id 增加时,U C1随U id 线性减少,U C2随U id 线增加,但始终保持U C1+U C2=U CQ /2的关系不变。
所以此传输特性可以用来设置差分放大器的静态工作点,观测电路的对称性。
图3.3.5 测量差模传输特性接线图图3.3.6示波器显示的差模传输特性曲线2.差模特性当差分放大器的两个输入端输入一对差模信号(大小相等、极性相反)时,与差分放大器四种接法所对应的差模电压增益A ud 、差模输入电阻R id 、差模输出电阻R od 的关系如表3-1所示。
表3.3.1说明,四种连接方式中,双端输出时的差模特性完全相同,单端输出时的差模特性也完全相同。
不论是双端输入还是单端输入,其输入电阻R id 均相同。
差模电压增益A ud 的测量方法是:输入差模信号为U id =20mV ,f i =100Hz 正弦波,设差分放大器为单端输入—双端输出接法。
用双踪示波器分别观测U Cl 及U C2,它们应是一对大小相等、极性相反的不失真正弦波。
用晶体毫伏表或示波器分别测量U C1、U C2的值,则差模电压增益为idC C ud U U U A 21+=(3.3.4)如果是单端输出,则idC id C ud U U U U A 11==(3.3.5) 如果U C1与U C2不相等,说明放大器的参数不完全对称。
若U C1与U C2相差较大,应重新调整静态工作点,使电路性能尽可能对称。
差模输入电阻R id 与差模输出电阻R od 的测量方法与基本设计实验一的单管放大器输入电阻R id 及输出电阻R od 的测量方法相同。
表3.3.1 差分放大器四种按法的差模特性3.共模特性当差分放大器的两个输入端输入一对共模信号(大小相等、极性相同的一对信号,如漂移电压、电源波动产生的干扰等)△U ic 时,则:(1)双端输出时,由于同时从两管的集电极输出,如果电路完全对称,则输出电压上△U C1≈UC2,共模电压增益为0210=∆∆-∆=∆∆=icC C ic C U U U U U ABC (3.3.6) 如果恒流源电流恒定不变,则△U C1=△U C2≈0,则A uc ≈0。
说明差分放大器双端输出时,对零点漂移等共模干扰信号有很强的抑制能力。
(2)单端输出时,由于只从一管的集电极输出电压△U C1或△U C2,则共模电压增益为eL ic c ic oc UC R R U U U U A '2'2≈∆∆=∆∆=(3.3.7) 式中'e R 为恒流源的交流等效电阻,即43333333//26)1(300)1('e B E be E B be E ce e R R R I mVr R R R R r R ≈++Ω=+++=ββ式中R be3为V 3的集电极输出电阻,一般为几百千欧。
由于e R '□L R ',则共模电压增益A UC <1。
所以差分放大器即使是单端输出,对共模信号也无放大作用,仍有一定的抑制能力。
常用共模抑制比K CMR 来表征差分放大器对共模信号的抑制能力,即ucudCMR A A K =(3.3.11) 或 dB A A gK ucudCMR 201= (3.3.12) K CMR 愈大,说明差分放大器对共模信号的抑制力愈强,放大器的性能愈好。
共模抑制比K CMR 的测量方法如下:当差模电压增益A ud 的测量完成后,将放大器的①端与②端相连接,输入U ic =500mV ,f i =l00Hz 的共模信号。