直接耦合放大电路中零点漂移的分析

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差分放大电路:零漂、组成、直流分析

差分放大电路:零漂、组成、直流分析
温漂指标:温度每升高1度时,输出漂移电压按电压增益折
算到输入端的等效输入漂移电压值。
抑制零漂(温漂)的措施
• 引入直流负反馈:Q点的漂移,故引入Re稳定Q点。
• 用热敏元件进行温度补偿:二极管——图2.4.6。
• 采用差分式放大电路:利用特性相同的管子,使它
们 的温漂相互抵消。
1.2 差分式放大电路的组成及其直流分析
放大倍数大为减小。在实际电路中,均满
足Re>RC ,故|Ac(单)|<0.5,即差动放大器
对共模信号不是放大而是抑制。共模负反
馈电阻Re越大,则抑制作用越强。
1.4 差分放大电路对差模信号的放大作用
uI1=uId1,uI2=uId2 ,
而uId1= - uId2
ib1= -ib2 ie1= -ie2 uc1= -uc2
恒流源电路的简化画法及电路调零措施
差动放大器的传输特性
差分放大电路的电压传输特性
本章小结








(1)零漂——温漂——静漂
(2)差分电路的静态分析
(3)对共模信号的抑制:Re=2Re
理想对称
(4)对差模信号的放大:没Re
(5)共模抑制比KCMR
(6)四种接法时的计算
(7)改进型差分放大电路
输出电压为: uO=Aduid+Acuic
Ac=0时: uO=Aduid
差动放大电路的输出与两个
输入电压的差值成正比,与
输入电压本身的大小无关


单端输入差放电路的分析
Ui1=Ui Ui2=0
处理方法:按任意信号处理
Uic1=Uic2=(Ui+0)/2= Ui/2

直接耦合多级放大电路的零点漂移

直接耦合多级放大电路的零点漂移

直接耦合多级放大电路的零点漂移多级放大电路的耦合方式为了获得足够高的增益或满足输入电阻、输出电阻的特殊要求,实用的放大电路通常由几级基本放大单元级联而成,构成多级放大电路。

各级之间的连接方式称为耦合方式。

常用的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合、直接耦合三种.直接耦合多级放大电路的特点直接耦合也称为直流耦合。

其优缺点如下:优点:(1)信号传输通路没有电抗图1直接耦合放大电路元件,可以放大直流及缓慢变化的信号;(2)体积小,便于集成。

缺点:(1)各级之间静态工作点相互影响;(2)存在较严重的零点漂移问题。

图1是一个3级直接耦合放大电路。

根据各级输入输出所处的电极,可以判断出第一、二级是共发射极组态,第三级是共集电极组态。

零点漂移如果将直接耦合放大电路的输入端短路,其输出端应有一固定的直流电压,即静态输出电压。

但实际上输出电压将随着时间的推移,偏离初始值而缓慢地随机波动,这种现象称为零点漂移,简称零漂。

零漂实际上就是静态工作点的漂移。

零漂产生的主要原因(1)温度的变化。

由温度对放大电路工作点影响一节我们知道,温度的变化最终都将导致BJT的集电极电流C的变化,从而使静态工作点发生变化,使输出产生漂移。

因此,零漂有时也称为温漂。

(2)电源电压波动。

电源电压的波动,也将引起静态工作点的波动,而产生零点漂移。

分析零点漂移应注意的几个问题(1)只有在直接耦合放大电路中,前级的零点漂移才能被逐级放大,并最终传送出。

(2)第一级的漂移影响最大,对放大电路的总漂移起着决定性作用。

(3)当漂移电压的大小可以与有效信号电压相比时,将“淹没”有效信号。

2严重时甚至使后级放大电路进入饱和或截止状态,而无法正常工作。

抑制零点漂移一般措施(1)用非线性元件进行温度补偿;(2)采用调制解调方式。

如“斩波稳零放大器”;(3)采用差分式放大电路。

目前,第三种方式以其简单,经济,抑制零漂能力强等特点而广泛采用。

抑制零点漂移的原理在图1差分式放大电路中单端输出时温度变化■两管集电极电流以及相应的集电极电压相同的变化■在电路完全对称的情况下,双端输出(两集电极间)的电压可以始终保持为零■抑制了零点漂移尽管在实际情况下,要做到两管电路完全对称是比较困难的,但输出漂移电压仍将大大减小。

直接耦合放大电路

直接耦合放大电路

uI1 R T1
+uo
RL
RL
2
2
Rc uI2 R
T2
Ro 2Rc
带调节电位器RW的恒流源电路的简化画法
Rc uI1
R T1
+ uo
RL
RW
+VCC Rc
uI2 R T2
I
VEE 图3.3.14 恒流源电路的简化画法及电路调零措施
调节电位器RW的滑动端位置可使电路在uI1=uI2=0时,uO=0。
Rid 2 Rb rbe
(4)输出电阻
单端输出时 Ro Rc 双端输出时 Ro 2Rc
(5)共模抑制比
共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。
KCMR
Avd Avc

KCMR
20lg
Avd Avc
dB
双端输出时KCMR可认为等于无穷大, 单端输出时共模抑制比:
K CMR
R'L / 2(Rb rbe ) R'L / 2Re
完全对称。
三、 差分放大电路的四种接法
基于不同的应用场合,有双、单端输入和双、单端输出的情况。 所谓“单端”指一端接地。
<A> 双入、双出 <B> 双入、单出 <C> 单入、双出 <D> 单入、单出
“单端”的情况,还具有共模抑制能力吗?
如何进一步改进呢?
1. 双端输入单端输出电路
静态工作点
Rb1
i B2
Rb2
uOd
R L 2-
i 2 B2
图3.3.9 图3.3.7所示电路对 差模信号的等效电路
1 (R // R )
A =
c

模拟数字电力电子技术第2章 直接耦合放大电路及反馈

模拟数字电力电子技术第2章 直接耦合放大电路及反馈
厚德达理 励志勤工
第一节 差动放大电路
(2)共模输入电阻
模 拟
从两输入端看进去的共模输入电阻为两单管放大电路输 入电阻的并联。



及 电
(3)共模输出电阻
力 双端输出时:
Roc 2Rc
电 子
单端输出时:
Roc1Roc2 Rc

➢对于差分放大电路,由于输入信号中既有差模信号

又有共模信号,输出信号也由两部分组成:
射放大电路电压放大倍数的一半
厚德达理 励志勤工
第一节 差动放大电路

(2) 差模输入电阻


差模输入电阻Rid是从两输入端看进去的交流等效电阻


Rid 2(Rbrbe)

电 力
(3)差模输出电阻

差模输出电阻Rod是从两输出端看进去的交流等效电阻

技 术
双端输出时: Rod 2Rc
单端输出时: Rod1Rod2 Rc
厚德达理 励志勤工
第一节 差动放大电路
模 拟 、
RC1 RB1
RC2
+UCC


+


ui
力 电

+
V1
+
V2
uo
uo1 -
RE2 -



厚德达理 励志勤工
第一节 差动放大电路
模 二、长尾式差动放大电路
拟 电路组成:
VCC
、 差分放大电路由两
数 字 及 电 力 电 子 技
个对称的共发射极
放大电路通过发射
第一节 差动放大电路

抑制电路零点漂移的常用措施

抑制电路零点漂移的常用措施

抑制电路零点漂移的常用措施
摘要: 电压不漂移,应该掌握这3 种抑制零点漂移的常用措施产生零点漂移的原因很多,任何元件参数的变化,都将造成输出电压漂移。

实践证明,温度变化是产生零点漂移的主要原因,也是最难克服的因素,这是由于半导体...
电压不漂移,应该掌握这3 种抑制零点漂移的常用措施
产生零点漂移的原因很多,任何元件参数的变化,都将造成输出电压漂移。

实践证明,温度变化是产生零点漂移的主要原因,也是最难克服的因素,这是由于半导体元器件的导电性对温度非常敏感,而温度又很难维持恒定。

当环境温度变化时,将引起晶体管参数的变化,从而使放大电路的静态工作点发生变化,而且由于级间耦合采用直接耦合方式,这种变化将逐级放大和传递,最后导致输出端的电压发生漂移。

直接耦合放大电路级数愈多,放大倍数愈大,则零点漂移愈严重,并且在各级产生的零点漂移中,第一级产生零点漂移影响最大,为此减小零点漂移的关键是改善放大电路第一级的性能。

在实际电路中,根据具体情况可采用不同的措施抑制零点漂移。

常用的措施有下面几种:
1、选用高质量的硅管
硅管的Icbo 要比锗管小好几个数量级,因此目前高质量的直流放大电路几乎都采用硅管。

另外管子的制造工艺也很重要,即使同一种类型的管子,。

抑制零点漂移

抑制零点漂移

0 引言直接耦合是级与级连接方式中最简单的,就是将后级的输入与前级输出直接连接在一起,一个放大电路的输出端与另一个放大电路的输入端直接连接的耦合方式称为直接耦合。

另外直接耦合放大电路既能对交流信号进行放大,也可以放大变化缓慢的信号;并且由于电路中没有大容量电容,所以易于将全部电路集成在一片硅片上,构成集成放大电路。

由于电子工业的飞速发展,使集成放大电路的性能越来越好,种类越来越多,价格也越来越便宜,所以直接耦合放大电路的使用越来越广泛。

除此之外很多物理量如压力、液面、流量、温度、长度等经过传感器处理后转变为微弱的、变化缓慢的非周期电信号,这类信号还不足以驱动负载,必须经过放大。

因这类信号不能通过耦合电容逐级传递,所以,要放大这类信号,采用阻容耦合放大电路显然是不行的,必须采用直接耦合放大电路。

但是各级之间采用了直接耦合的联接方式后却出现前后级之间静态工作点相互影响及零点漂移的问题,在此主要分析零点漂移的产生原因,并寻找解决的办法。

1 直接耦合放大电路的特点当多级放大电路需要放大频率极低的信号,甚至直流信号时,级间采用阻容耦合和变压器耦合都不适用,必须采用如图1所示的直接耦合方式。

图1中的阻容耦合方式只用一只电容器就将两级放大电路连接起来,方式简单。

耦合电容器具有隔直通交作用。

根据信号频率的高低选取电容器的电容量,使容抗很小,就能顺利传送交流信号;电容器的隔直作用,使各级放大电路的静态工作点各自独立,互不影响,只要各级静态工作点比较稳定,整个放大电路工作就比较稳定。

所以阻容耦合放大电路应用十分广泛。

但是,在各种自动控制系统和一些测量仪表中,传递信号多数是变化极为缓慢的、非周期的信号,甚至为直流信号。

例如,水轮发电机组的转速,发电机的端电压,变压器的油温,水电站前池的水位等变化是缓慢的,要实现对这些缓慢变化的物理量的测量和自动控制,必须将这些物理量转变为电信号(即模拟信号),由于这些电信号不仅是缓变的,而且是微弱的,因此必须进行放大。

--直接耦合放大电路资料

--直接耦合放大电路资料

iS1
iS2
I
+VDD
Rg uI2
场效应管组成的 差分放大电路可以获 得较大的输入电阻, 也有四种接法,分析 方法与晶体管组成的 差分放大电路相同。
-VSS
例题1:已知Rb=1KΩ,Rc=10 KΩ,RL=5.1 KΩ,VCC=12V, VEE=6V,晶体管的β=100,rbe= 2KΩ。 (1)为使T1管和T2管的发射极静态电流均为0.5mA, Re的取值应为多少?T1管和T2管的管压降等于多少?
uI -
RL uo -
Rb
T1
T2
Re - VEE
T1
+Vcc
Rc
+VCC Rc
①静态分析
UCQ1
UCQ2
VCC
RL RL RC
VCC
RC RC // RL
Rb
T1
Rb
T2
I EQ
VEE UBEQ 2Re
IBQ (1IEQ)
UCEQ1 UCQ1 U EQ1 VCC ICQ RC U BEQ
UCQ1
Rc
RL RL
VCC
ICQ ( Rc
//
RL )
2.36V
uo uo UCEQ 0.64V
+ VCC
Rc1
RL
Rc2
Au
1 2
Rc // RL Rb rbe
56
+
uI
uo Ad
11.4mV
uId
-
uC1 uI1 Rb1
Ti1C+1uod
i-C2
T2
uC2 Rb2
iB1 iE1
(3)共模放大倍数(描述抑制温度漂移的能力)

直接耦合放大电路和集成运算放大器讲课文档

直接耦合放大电路和集成运算放大器讲课文档
直接耦合放大电路和集成运算放大器
第一页,共八十二页。
一、直接耦合放大电路的零点漂移问题
与阻容耦合的放大电路相比,直接耦合放大电路突出的问题就是零 点漂移问题。
从实验中可以发现,对于两级以上的耦合放大电路,即使在输入端不加 信号(即输入端短路),输出端也会出现大小变化的电压,如图 9-1 所示。 这种现象称作零点漂移,简称零漂。 级数越多,放大倍数越大,零漂现象越 严重。
为了表示一个电路放大有用的差模信号和抑制无用的共模信号的 能力,引用了一个叫抑制比的指标KCMRR,它定义为
KCMRR=
(9 -3)
其中, Ad为差模信号放大倍数,Ac为共模信号放大倍数KCMRR对 理想的差动放大电路为无穷大, 对实际差动电路, KCMRR愈大愈好。
Ad
Ac
第十页,共八十二页。
9.2 集成电路基本知识
利用半导体三极管常用的硅平面工艺技术,把组成电路的电阻、 电容、二极管、三极管及连接导线同时制造在一小块硅片上,便成 为一块集成电路,其对外部完成某一电路的功能。
第十一页,共八十二页。
集成电路出现后, 以其体积小、重量轻、可靠性高、组装和调试工 作量小等一系列优异性能,在科学技术各个部门得到了普遍的推广使用。 目前,各类集成电路已在计算机、国防科技及仪器仪表、通讯、广播电 视等领域广泛使用。
集成电路还可按单片上能集成的元器件数目(即集成度)分成小 规模(SSI)、中规模(MSI)、大规模(LSI)和超大规模(VLSI) 集成电路。
这里应当指出,在模拟集成电路中,由于内部有源器件工作 状态复杂,制造难度大,所以一般能在单片上集成100个以上的元 器件,就称为大规模集成电路了。这点是与数字电路的集成度数 量有很大差别的。
第十八页,共八十二页。
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被 送 到 下 一 级 , 且 被 逐 级 放 大 , 至 于 在 而 以
输 出端 很 难 区 分 什 么是 有 用 信 号 , 么 是 什
漂移 电压。
3解决零点漂移的方 法
因 为 温 度 变 化所 引起 的半 导 体 元 器 件 参 数 变 化 是 产 生 零 点 漂 移 现 象 的 主 要 原 因 , 以 零 点 漂移 也 称 温 度漂 移 , 漂 的 强 所 零 弱 是将 输 出 的 漂 移 电 压折 合 到 输 入 端 来 进 行描 述 的 。 如 在一 个 两 级放 大 电路 中 ( 图 1 : 如 ) 在 室温 2  ̄时 , 5 输入信号 U= , 整输 出对地 电 O调 压 U 0 温 度升至 5 ℃时 , 入信号 U , 一, 5 输 一0 测 量 输 出 电压 上 升 为 0. V, U 3 即 =0. V 当 3 AV= 5 V时 , 5  ̄ 5 2O T= 5C一2 ℃-3  ̄则放 大器输 0 C
放 大 电路 在 科 学 实 验 和 生 产 实 践 中 有 十 分 广 泛 的应 用 , 大 电路 是 电子 设备 中 放 最 重 要 , 基 本 的单 元 电路 , 大 电路 可 以 最 放 对 声 音 信 号 ; 像 信 号 和 各 种 非 电物 理 量 图 检 测 信 号 等 进 行 放 大 , 大 电路 的 主 要 任 放 务 是 放 大 电信 号 , 把 微 弱 的 电信 号 通 过 即 电子 器 件 的控 制 作 用 , 直 流 电 源 功 率 转 将 换 成一 定强 度 的 随 输 入信 号 强度 变 化 而 变 化输 出功率 , 以推 动 元 器件 ( 如扬 声 器 ; 电动 机 ; 电 器等 ) 常 工作 , 继 正 因此 放 大 电路 实 质 是一个能量转换 器。 单 级 放 大 电路 的 电压 放 大 倍 数 一 般 可 以 达 到 几十 倍 , 而在 许 多场 合 , 样 的 放 然 这 大 倍 数 是 不够 用 的 , 需 要 把 若 干 个 单 管 常 放 大 电路 串联 起 来 , 成 多级 放 大 器 。把 组 信 号 经过 多级 放 大 得 到 所 需 的 放 大 倍 数 , 集 成 运 赫 放 大 器是 一 种 被 广 范运 用 的半 导 体 器件 , 它是 一 种 内 部 为 直 接 耦 合 高 放 大 倍 数 的线 性 集 成 电路 , 际 上 集 成 运 赫 放 实 大 器就 是 一 种 常 用 的 交 直 流 放 大 电路 , 既 能 对 直 流 信 号 进 行 放 大 , 能 对 交 流 信 号 也 进行放大, 由于 集 成 电路 制 造 方 面 的原 因 , 集 成 运 放 的 各级 之 间采 用 了直 接耦 合的 联 接 方 式 但 却 出现 前 后 级 之 间静 态 工 作点 相 互 影 响 及 零 点 漂 移 的 问题 , 此 主 要 分 析 在 零 点 漂移 的产 生 原 因 , 找 解 决 办 法 。 寻
正常工作 。
2造成 零点 漂移 的因素
主 要 有 三 个 方 面 : 是 电源 电 压 的 波 一 动, 二是 电路 元 件 的 老化 ; 是 半导 体 器件 三 随 温 度 变化 而 产 生 变 化 。 前 两 个 因素 造 成 零 点漂 移 较 小 , 生 零 点漂 移 的 主 要 原 因 产 是 三 极 管 参 数随 温 度 变 化 1 的漂 移 。 在 起 阻容 耦 合 放 大 电路 中 , 移 电 压 降 落 在 电 漂 容 之 上 , 会 传 递 到 下 一 级 继 续 放 大 。 但 不 在 直 接 耦 合 放 大 电路 中 , 由于 前 后 级 直 接 相 连 , 一 级 的 漂 移 电 压和 有 用 信 号 一 起 前
1 ECHN l O 00 Y } 0RM A 1 N Nr r0
动 力 与 电 气工 程
直接 耦 合放 大 电路 中零 点 漂 移 的 分析
王 献 青 ( 湖北第二 师范学 院 湖北 武汉 400 ) 3 2 5
摘 要: 为了提 高电子产品的集成化 生产能力, 2 世 纪 6 在 0 0年代 发展起来 的一种半 导体 器件——集成 电路 , 它是采 用集成工 艺把晶体 管 ; 场效应管 ; 二级 管; 电阻; 电容 等元器件 以及 它们之 间的连 线集成在 , 一个 芯 片上 , 由于半导体基 片上不可 以制造大阻值 电容 , 以集成 电 所 路一般 采 用直接耦合 的结 构, 这样就 出现一个 新p 题 即零 点漂移 , 篇分析 了产生零点 漂移主要 原 因, 出解决方法 。 - - - ] 本 提 关键词 : 大电路 零点漂移 放 中图分类号 : N7 T 2 文献标识码 : A 文章编号 : 6 2 3 9 ( o 81 () 1 8 0 1 7 - 7 1 2 o ) lb一O 0 — l
人 的温 漂 电 压 U . / 5 * 0 0 V/℃ 即 -0 3 2 0 3 4 u 温 度升 高 1 ℃时 , 大 器 的输 入端 好 像 接 入 放

1零点漂移的概ห้องสมุดไป่ตู้念
直 接 耦 合 放 大 电路 , 在 的 关 键 问 题 存 个 4u 0 V的 虚假 信 号 。 是零 点 漂 移 的 问题 。 所谓 零 点 漂 移 的 是 指 因此 解 决 零 点 漂 移 关 键 就 是 控 制 好 三 放 大 电路 在 输 入 端 短 路 ( 没 有 输 入信 号 即 极管参数与温度的关系 。 的输 入 时 ) 灵敏 的直 流 表 测 量 输 出 端 , 用 也 具 体 有 以下 几种 方 法 : 会 有 变 化 缓 慢 的 输 出 电 压 产 生 , 为 零 点 称 ① 采 用 恒 温 措 施 : 用 于 对 零 点 漂 移 常 漂移 现 象 。 零 点 漂 移 的信 号 会在 各 级 放 大 要 求 很 高 的装 置 , 为 实 现 这 种 方 法 成 本 因 的 电路 间 传 递 , 过 多 级 放 大后 , 输 出 端 经 在 投入较高 。 成 为 教 大 的 信号 , 如果 有 用 信 号较 弱 , 点 零 ② 采 用 温 度 补 偿 电 路 : 用 温 度 对 非 利 漂移 就 可 能 将 有 用 信 号淹 没 , 电 路 无 法 使
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