差动放大电路_实验报告
差分放大电路
实验十差分放大电路一、实验目的1、掌握差动放大电路原理与主要技术指标的测试方法。
2、掌握差动放大电路与具有镜像恒流源的差分放大电路的性能差别，明确提高性能的措施。
二、预习要求1．复习差分放大器工作原理及性能分析方法。
2．阅读实验原理，熟悉试验内容及步骤。
3．估算电路图的静态工作点，设各三极管β=30，rbe=1kΩ。
三、实验原理与参考电路1、差分放大电路的特点差分放大电路时模拟电路基本单元电路之一，是直接耦合放大电路的最佳电路形式，具有放差模信号、抑制共模干扰信号和零点漂移的功能。
图4.10.1所示电路，当开关S置于位置“1”时为典型差分放大电路；当开关S置于位置“2”时为镜像恒流源的差分放大电路。
图中三极管T3的；交流等效电阻rce3'远远大于Re，所以，恒流源差分放大电路对共模信号的抑制能力得到大大提高，故具有更高的共模抑制比KCMR。
实验电路采用5G921S型集成双差分对管。
由于制作差分对管的材料、工艺和使用环境相同、所以四只管子技术参数一直很好。
其外引线排列如图4.10.2所以。
1、8脚应接到电路的零电位上。
即使采用在同一基片上制造出阿里的差分对管也不能保证绝对的对称，因此，电路中还没有调零电位器RP1可使三极管T1、T2的集电极静态电流相等。
当放大其输入信号为零时，输出电压也为零。
R1、R2为均值电阻。
当采用平衡输入时，因 R1=R2，且两电阻中间接地，故输入信号能平均分配到T1、T2管发射结上，从而获得差模输入信号。
Re为T1、T2管发射极公共电阻，对其共模干扰信号具有很强的见交流负反馈作用，且Re越大，共模抑制比KCMR越高；Re对差模信号无负反馈作用，不影响差模放大倍数，但具有很强的直流负反馈作用，可稳定T1、T2两管的静态工作点并抑制输出端零点漂移。
电位器为Rp2为静态工作点调整电位器，调节Rp2可改变基准电流IREF，因为VBE3=VBE4、R5=R6，所以T1、T2的工作电流之和为ICQ1+ICQ2=2ICQ1=ICQ3=IREF。
差动放大电路原理及应用
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。
差动放大电路
差动放大电路有两个输入端：若信号从两个输入端加入，称为双端输入；若信 号仅从一个输入端加入，则称为单端输入。
差动放大电路有两个输出端：集电极C1 和 C2。若信号从C1 和 C2 同时输出， 则称为双端输出；若信号仅从集电极 C1 或C2 对地输出，则称为单端输出。
按照信号的输入输出方式，差动放大电路有四种接法。 除了前面介绍的双端输入/双端输出方式外，差动放大电路还有另外三种接 线方式，即双端输入/单端输出、单端输入/双端输出和单端输入/单端输出。 在四种不同的输入输出方式中，双端输入/双端输出方式为浮地形式的输入 输出方式。在要求对地输入的场合，就只能采用单端对地的输入方式；而要求 对地输出时，则只能采用单端对地输出的方式。 单端输出电路的差模电压放大倍数为双端输出电路的一半，即
1）对称性：理想情况下，电路左右两 部分完全对称，RB1 RB2 RB ，RC1 RC2 RC， 而且 管子与 管子的特性完全相
同，1 2 ，rbe1 rbe2 rbe。 2）长尾特点：由于电路采用双电源供
电， RE上所需的电压由负电源 VEE 提供， 就像拖着一个长长的尾巴，因此把这种电 路称为“长尾式差动放大电路”。
uoc是在 uic作用下的输出电压。根据定义有
Ac
uoc uic
差动放大电路加共模信号
由于差动放大电路是对称的，在共模信号作用下，两管集电极电位的变化 相同，即 uc1 uc2 ，因此，双端共模输出电压为
uoc uc1 uc2 0
即 Ac 0 。但是，由于实际上两半电路不可能做到完全对称，所以电路仍可能 有微弱的共模输出信号。一般情况下，| Ac|<<1。
直接耦合放大电路的零点漂移
引起零点漂移的原因很多，如温度变化、直流电源波动、元器件老化等。 其中，温度变化影响最大，故零点漂移常被称为温度漂移，简称温漂。温度变 化引起各级工作点变化，尽管这种变化是缓慢的，但由于是直接耦合，因此漂 移会被逐级放大，尤其是第一级，其漂移影响最大。在输出级，漂移信号（虚 假信号）与有用信号相混合，使有效信号的辨识更加困难。
差动放大器实验报告的误差分析
差动放大器实验报告的误差分析
误差分析是反馈控制系统的重要环节。
在差动放大控制中，各种误差对控制系统的表现有着至关重要的影响，因此在调整整个系统时，一定要重视各种源产生的误差，以保证系统稳定可靠的工作，同时也能达到设定的控制要求。
本实验通过实际测量来分析和评估差动放大器中非线性（如压降本底电容）和其他系统误差产生的影响，以便于给出精确的调节方案。
第一种是由于非线性而产生的误差，即压降本底电容的影响。
由此产生的误差可分为两种，一种是电容的输出增益受限，另一种是输出时序由于电容的串联效应而产生失真。
在电压输出上，由于负反馈的存在，可以有效地纠正由于非线性而产生的误差，因此压降本底电容的影响可以忽略不计。
另一种是由于系统参数不确定性而产生的误差。
这类误差包括变送器波动，传输系数不确定性，输入耦合电容不确定性，负反馈乘子不稳定，电表系数，温度敏感及其它外部干扰等等。
由于这些误差在给出良好的控制结果和可控性方面有着重要影响，因此在进行系统调整之前都需要进行全面的误差分析，以加以修正确保系统的稳定。
考虑到本报告的差动放大控制，可以通过实验测量来分析非线性和系统参数不确定性等误差，并采取有效的措施进行修正，以保证系统的精确控制。
为了准确评估误差，本实验采用模拟技术和形态滤波前馈校正技术进行了准确的误差测量，确保系统的可靠性和稳定性。
综上所述，本实验的误差分析是非常重要的，能够清楚的揭示出由非线性和系统参数不确定性等因素引起的误差，并基于此采取有效的措施进行系统调整，保证差动放大控制的精确控制。
差动放大电路工作原理
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。
EDA实验差分放大电路报告
EDA实验报告——实验设计二：差动放大电路设计姓名：学号：学院：任课教师：1.差动放大电路原理图2.输出波形2.1 原理图2.2输出波形2.3输出电压85.06202od VD idV VA mvV ∙∙===2052/40809.5≈=mV V Vidm Vodm ,故空载时, 85.06202od VD idV V A mvV ∙∙===大于50,满足要求。
3．直流静态工作点V VCE507649.659208916.091556.5=+=3.1输入特性曲线3.1.1原理图3.1.2 求错误！未找到引用源。
r beΩ≈==k udy dx r be 81.104652.9213.2输出特性曲线 3.2.1原理图3.2.2错误！未找到引用源。
r ceΩ≈==k udy dx r ce 48.224885.4413.3静态工作点附近交流β的值 3.3.1 原理图3.3.2 246.728841.44077CQ BQI AI nAμβ===β≈（739.2463uA-489.3386uA ）/1uA ≈2505.直流信号输入5.1错误！未找到引用源。
A VD 5.1.1原理图8.15702.0156.3≈-=A VD85.7802.0916.5339.41-=-=A VD0 A VC5.4错误！未找到引用源。
A VC 11.001.0915.5916.51=-=A VC6.直流信号双端输入的误差分析 6.1错误！未找到引用源。
A VD1(//)246.728(67.8//13)85.231.59ce VD ber R k k A r k βΩΩ=-=-=Ω理论16081.10)10//48.22(250-≈⨯-%3.1%1001608.157160≈⨯-=E6.2错误！未找到引用源。
A VD 111(//)=42.62ce VD ber R A r β-=-理论802160-=- %4.1%1008085.7880≈⨯-=E6.3 A VC 错误！未找到引用源。
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
实验五差动放大电路一、实验目的（1）进一步掌握小信号传递函数分析方法求解放大电路的动态指标。
（2）进一步掌握DC扫描分析方法分析放大电路的电压传输特性。
（3）加深对差动放大器的性能及特点的理解。
（4）学会自主设计一种满足一定性能指标的差动放大电路。
二、实验内容1.画出电路图2.设置三极管的β=100。
3.分析差模电压增益。
（1）单端电压增益Uo1/Ui曲线。
由图可见，在中频区，单端输出电压增益Uo1/Ui=18.8568. （2）单端电压增益Uo2/Ui曲线。
由图可见，在中频区，单端输出电压增益Uo2/Ui=18.8495.（3）双端输出时的电压增益（Uo1-Uo2）/Ui曲线为：由图可见，双端输出时电压增益Uo12/Ui=37.7059.经分析，在误差允许的范围内，双端输出的电压增益=单端输出输出的电压增益之和。
4．Ui与Uo的相位关系（1）Uo1与Ui波形如下:由图可见，Uo1与Ui反相。
（2）Uo2与Ui波形如下:由图可见，Uo2与Ui同相。
（3）U o1-Uo2与Ui波形如下：由图可见，Uo1-Uo2与Ui同相。
4.电压传输特性曲线（1）U o1电压传输特性曲线：（2）U o2电压传输特性曲线：（3）U o1-Uo2电压传输特性曲线：5.共模输入分析（1）将电路变换为共模输入：（2）单端电压增益Uo1/Ui:由图可见Uo1/Ui=7.0348m或者利用函数：得到结果:（3）单端电压增益Uo2/Ui:可知Uo2/Ui=-7.03482.（4）双端输出电压增益：由图可见，(Uo1-Uo2 )/Ui=-1.00660.结合前面可知共模抑制比K=Aud/Auc=37.7059/1.00660=37.7.6.设计电路计算Ic电流：Ic=0.507mA,可见静态工作点符合要求。
计算差模电压增益：可见满足条件。
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实验五差动放大电路
(本实验数据与数据处理由果冻提供,仅供参考,请勿传阅、谢谢~)
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
R P用来调节T1、T2管的静态工作点, V i＝0时, V 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,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,可以有效抑制零漂。
差分放大器实验电路图
三、实验设备与器件
1、±12V直流电源
2、函数信号发生器
3、双踪示波器
4、交流毫伏表
5、直流电压表
6、晶体三极管3DG6×3, T1、T2管特性参数一致,或9011×3,电阻器、电容器若干。
四、实验内容
1、典型差动放大器性能测试
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,用直流电压表测量输出电压V O ,调节调零电位器R P ,使V O ＝0。
②测量静态工作点 再记下下表。
2) 测量差模电压放大倍数(须调节直流电压源Ui1=0、1V ,Ui2=-0、1V) 3) 测量共模电压放大倍数
理论计算:(r be =3K 、β=100、 Rp=330Ω)
静态工作点:
E3
BE
EE CC 2
1
2
E3
C3R V )V (V R R R I I -++≈≈=1、153mA I c Q =I c 3/2=0、577mA, I b Q =I c /β=0、577/100=5、77ｕA U CEQ =V cc-I c R c+U BEQ =12-0、577*10+0、7=6、93V
双端输出:(注:一般放大倍数A 的下标d 表示差模,下标c 表示共模,注意分辨)
P
be B C i
O
d β)R (12
1
r R βR △V △V A +++-
===-33、71
A c 双 =0、
单端输出:
d i C1d1A 21△V △V A ==
=-16、86, d i C2d2A 2
1
△V △V A -===16、86
(参考答案中的Re=10K ,而Re 等效为恒流源电阻,理想状态下无穷大,因此上式结果应为0、读者自己改一下)
实测计算:(注:本实验相对误差不做数据处理要求,下面给出的仅供参考比对数据)
静态工作点:
Ic 1Q =(Vcc-Uc1)/Rc1=(12-6、29)/10mA=0、571mA Ic 2Q =0、569mA Ib 1Q = Ic Q/β=0、571/100mA=5、71uA
Ib 2Q =5、69uA U C1E1Q =U C1-U E1=6、29-(-0、61)=6、90V
U C2E2Q =6、92V
差模放大倍数:(Ui=Ui1-Ui2=+0、2V) (注:放大倍数在实测计算时,正负值因数据而异~!)
Ad1=(Uc1差模-Uc1)/(Ui-0)=(10、08-6、29)/(0、2-0)=18、95
Ad2=(Uc2差模-Uc2)/(Ui-0)=-18、80 Ad 双=Uo 双/Ui=7、46/0、2=37、3
相对误差计算 (||Ad 理|-|Ad 实||)/|Ad 理|
r d1=|16、86-18、95|/16、86=12、4% r d2=|16、86-18、80|/16、86=10、9% r d 双=10、6%
共模放大倍数:(Ui=+0、1V)
Ac1=(Uc1共模-Uc1)/Ui=(6、29-6、29)/0、1=0 Ac2=(Uc2共模-Uc2)/Ui=(6、31-6、31)/0、1=0
Ac 双=Uc 双/Ui=-0、02/0、1=-0、2 (Ui=-0、1V 时同理) 共模抑制比:
CMRR=|Ad 双/Ac 双|=|37、3/(-0、2)|=186、5
4、单端输入(注:上面实验中差模与共模接法均为双端输入,详见最后分析)
5.0-=-≈++++-=
==E
C E P be B C
i
C1
C2C12R R )
2R R 2
1
β)((1r R βR △V △V A A
(正弦信号的Uc1＝Uc2) Ui=+0、1V 时
Ac1=(4、76-6、29)/0、1=-15、3 Ac2=(7、84-6、31)/0、1=15、3 Ao=(-3、70/0、1)=-37、0 Ui=-0、1时
Ac1=(8、13-6、29)/(-0、1)=-18、4 Ac2=(4、47-6、31)/(-0、1)=18、4 Ao=3、64/(-0、1)=-36、4
正弦信号时(注:部分同学的输入电压可能为500mV,处理时请注意)
Ac1=(0、32-6、29)/0、05=-119、4 Ac2=(0、32-6、31)/0、05=-119、8
分析部分:(注:只供理解,不做报告要求)
Vi 、Vo 、Vc1与Vc2的相位关系
其中Vi 、Vc1同相,Vi 、Vc2反相,Vc1、Vc2反相。
Re 的作用:Re 作为T1与T2管的共用发射极电阻,对差模信号并无负反馈,但对共模有较强负反馈,可以有效抑制共模信号,即可以有效抑制零漂,稳定工作点。
电压值 放大倍数
Uc1
Uc2 Uo 直流+0、1V 4、76 7、84 -3、70 直流-0、1V 8、13 4、47 3、64 正弦信号 (50mV 、1KHz) 0、32
0、32
\
恒流源(书上P165-166有介绍):恒流源作为负载时交流电阻很大,所以当用恒流源代替Re时,可以使差模电压增益由输出端决定,而与输入端无关。
从数据中可以瞧到,用恒流源作负载时,抑制共模信号的能力大大提高了。
输入差模信号时Ui1=+0、1V , Ui2=-0、1V 输入共模信号时Ui1=Ui2=+0、1V或-0、1V
因为Ui1与Ui2均有信号输入,所以差模信号与共模信号属于双端输入
(输出方式则如图所示,只测一端电压Uoi为单端输出,测两端电压Uo则为双端输出)
单端输入时(注:Ui2此时接地)
接直流电压源Ui1=+0、1V或-0、1V 而Ui2=0
接交流电压源Ui1=50mV或500mV 而Ui2=0
即Ui1与Ui2只有一端输入信号,因此称为单端输入
(如有错漏与不理解处,致电683983 ,以便修正)。