差分放大电路仿真分析报告
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差分放大电路仿真一、实验目的1.掌握差动放大电路对放大器性能的影响。
2.学习差动放大器静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的仿真方法。
3.学习掌握Multisim交流分析4.学会开关元件的使用二、实验原理图3.2-1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发射放大电路组成。
当开关K 拨向左边时，构成典型的差动放大器。
调零电位器RP用来调节VT1、VT2管的静态工作点，使得输入信号Ui＝0时，双端输出电压Uo＝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3.2-1 差动放大器原理电路在设计时，选择VT1、VT2特性完全相同，相应的电阻也完全一致，调节电位器RP的位置置50％处，则当输入电压等于零时，UCQ1= UCQ2，即Uo＝0。
双击图中万用表XMM1、XMM2、XMM3分别显示出UCQ1、、UCQ2、Uo电压，其显示结果如图3.2-2所示。
（a）UCQ1显示结果（b）Uo显示结果（c）UCQ2显示结果图3.2-2 UCQ1、、UCQ2、Uo显示结果三、虚礼实验仪器及器材双踪示波器信号发生器交流毫伏表数字万用表四、实验内容与步骤1. 差动放大器的静态工作点分析 典型差动放大器电路静态工作点EBEEE E R U U I -≈（认为UB1＝UB2≈0），E C2C1I 21I I ==恒流源差动放大器电路静态工作点E1BEEE CC 212E3C3R U )U (U R R R I I -++≈≈，C3C1C1I 21I I == （1）按下图3.2-3输入电路图3.2-3（2）调节放大器零点把开关S1和S2闭合，S3打在最左端，启动仿真，调节滑动变阻器的阻值，使得万用表的数据为0（尽量接近0，如果不好调节，可以减小滑动变阻器的Increment 值）。
（3）直流分析启动直流分析，将测量结果填入下表：2. 差模电压放大倍数和共模电压放大倍数 （1）测量差模电压放大倍数当差动放大器的发射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad 由输出端方式决定，而与输入方式无关。
仿真实验--差分电路仿真实验
仿真实验三差分电路仿真实验一、实验目的（1）通过Multisim来仿真电路，测试差分放大电路的静态工作点、差模电压放大倍数、输入电阻和输出电阻；（2）加深对差分放大电路原理的理解；（3）通过仿真，体会差分放大电路对温漂的抑制作用；二、实验平台Multisim 10.0三、实验原理差放的外信号输入分差模和共模两种基本输入状态。
当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号V i1、V i2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。
此时，外输入信号称为差模输入信号，以V id表示，且有:当外信号加到两输入端子与地之间，使V i1、V i2大小相等、极性相同时，称为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以V ic表示，且:当输入信号使V i1、V i2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号Vid和共模信号V ic两部分组成，其中动态时分差模输入和共模输入两种状态。
(1)对差模输入信号的放大作用当差模信号V id输入(共模信号V ic=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相反，即V i1=－V i2=V id/2,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相反，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压V od1、V od2大小相等、极性相反，此时双端输出电压V o=V od1－V od2=2V od1=V od,可见，差放能有效地放大差模输入信号。
要注意的是：差放公共射极的动态电阻R e对差模信号不起(负反馈)作用。
(2)对共模输入信号的抑制作用当共模信号V ic输入(差模信号V id=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相同，即V i1=V i2=V ic,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相同，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压V oc1、V oc2大小相等、极性相同，此时双端输出电压V o=V oc1－V oc2=0,可见，差放对共模输入信号具有很强的抑制能力。
此外，在电路对称的条件下，差放具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。
差分放大器实验报告
差分放大器实验报告差分放大器实验报告引言差分放大器是一种常见的电路，广泛应用于模拟电路和信号处理领域。
本实验旨在通过搭建差分放大器电路并进行测试，探究其工作原理和性能特点。
一、实验原理差分放大器是由两个共尺度的放大器组成，分别对输入信号进行放大后再作差。
其主要特点是具有较好的抑制共模干扰能力和较高的增益。
差分放大器的工作原理如下：1. 差模放大差分放大器的输入信号分为差模信号和共模信号。
差模信号是两个输入信号之间的差值，而共模信号是两个输入信号之和的一半。
差分放大器会将差模信号放大，而对共模信号进行抑制。
2. 共模抑制比共模抑制比是衡量差分放大器抑制共模信号能力的指标。
通常用分贝（dB）来表示，计算公式为：CMRR = 20log10(差模增益/共模增益)。
共模抑制比越大，说明差分放大器对共模信号的抑制能力越强。
二、实验器材和步骤实验器材：1. 功放芯片2. 电阻、电容等被动元件3. 示波器4. 函数信号发生器5. 直流电源实验步骤：1. 搭建差分放大器电路，包括两个放大器、输入电阻、反馈电阻等元件。
2. 连接示波器和函数信号发生器，用于输入和观测信号。
3. 打开直流电源，调节电压至适当数值。
4. 调节函数信号发生器，输入差模信号和共模信号。
5. 观察示波器上的输出波形，并记录数据。
6. 根据记录的数据，计算差分放大器的增益和共模抑制比。
三、实验结果与分析通过实验，我们得到了差分放大器的输出波形和相关数据。
根据这些数据，我们可以计算出差分放大器的增益和共模抑制比。
1. 增益差分放大器的增益可以通过测量输出信号的峰值电压和输入信号的峰值电压来计算。
增益的计算公式为：差分增益 = 输出峰值电压 / 输入峰值电压。
根据实验数据，我们可以得到差分放大器的增益值。
2. 共模抑制比共模抑制比的计算需要用到差分增益和共模增益的值。
根据实验数据，我们可以计算出共模抑制比的数值，并进行比较分析。
通过对实验结果的分析，我们可以得出差分放大器具有较高的增益和较好的共模抑制能力。
差分电路放大电路实验报告
差分电路放大电路实验报告差分电路放大电路实验报告引言：差分放大电路是电子工程中常用的一种电路，它具有放大信号、抵消噪声等优点。
本实验旨在通过搭建差分电路放大电路，探究其工作原理和性能表现。
一、实验目的通过差分电路放大电路的实验，达到以下目的：1. 掌握差分放大电路的基本原理；2. 了解差分放大电路的性能指标；3. 实际搭建差分放大电路，观察其放大效果。
二、实验原理差分放大电路由两个输入端和一个输出端组成，其中输入端的信号被分别送入两个放大器中，再将两个放大器的输出信号相减得到差分输出信号。
差分放大电路的工作原理基于放大器的放大特性，通过差分输入信号的放大，可以得到更高的输出信号。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料：电源、电阻、电容、运放等；2. 按照电路图搭建差分放大电路，注意连接的正确性和稳定性；3. 调整电源电压，使其符合放大电路的工作要求；4. 输入不同的信号，观察输出信号的变化，并记录数据；5. 对比不同输入信号的放大效果，分析差分放大电路的性能。
四、实验结果与分析通过实验，我们得到了一系列的实验数据，并进行了分析。
在不同的输入信号下，差分放大电路的输出信号均有所放大，而且在抵消噪声方面表现出色。
这验证了差分放大电路的工作原理和性能。
五、实验总结差分放大电路是电子工程中常用的一种电路，它具有放大信号、抵消噪声等优点。
通过本次实验，我们对差分放大电路的原理和性能有了更深入的了解。
在实际应用中，差分放大电路可以用于信号放大、噪声抑制等方面，具有广泛的应用前景。
六、实验心得通过本次实验，我对差分放大电路有了更加深入的认识。
在搭建电路的过程中，我学会了正确连接电路元件，保证电路的稳定性。
在观察实验结果时，我发现不同的输入信号对输出信号的影响，这让我对差分放大电路的性能有了更加直观的认识。
通过实验，我不仅提高了实验操作能力，还加深了对电子工程的理解。
七、参考文献[1] 电子电路设计与仿真实验教程. 邓志东, 陈乃渊. 电子工业出版社, 2009.[2] 电子电路实验与设计教程. 刘同英, 刘红刚. 电子工业出版社, 2016.[3] 电子电路基础与实验. 赵文瑞, 姚文涛. 电子工业出版社, 2018.注：本实验报告仅供参考，实际操作请遵循实验室安全规定。
差分放大电路实验报告
差分放大电路实验报告差分放大电路实验报告引言：差分放大电路是电子工程中常见的一种电路，它具有放大信号、抑制噪声等优点，因此在信号处理、通信系统等领域得到了广泛的应用。
本实验旨在通过搭建差分放大电路并进行实际测量，验证其性能和特点。
一、实验器材和原理本实验所需器材包括函数发生器、示波器、电阻、电容、运放等。
差分放大电路由两个输入端和一个输出端组成，输入端通过电阻与电源相连，输出端与负反馈电阻相连。
差分放大电路的原理是：当两个输入端的电压不同时，输出端会产生一个差分电压，其放大倍数由负反馈电阻决定。
二、实验步骤1. 按照电路图连接实验电路，注意正确接线和电阻、电容的数值。
2. 将函数发生器的输出接入电路的输入端，设置合适的频率和幅度。
3. 使用示波器测量电路的输入电压和输出电压，并记录数据。
4. 逐渐改变函数发生器的频率和幅度，观察电路的响应情况，并记录数据。
三、实验结果及分析在实验中，我们分别测量了电路的输入电压和输出电压，并记录了数据。
通过数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 输入电压与输出电压之间存在一定的线性关系，即差分放大电路具有线性放大的特性。
2. 随着输入电压的增加，输出电压也相应增加，但增长的速率逐渐减小，说明差分放大电路具有饱和特性。
3. 在一定频率范围内，输入电压和输出电压之间的相位差保持不变，说明差分放大电路具有相位不变性。
四、实验总结通过本次实验，我们对差分放大电路的原理和性能有了更深入的了解。
差分放大电路在实际应用中具有很高的实用性，可以用于信号放大、噪声抑制等方面。
在今后的学习和工作中，我们将进一步探索差分放大电路的应用，并不断提高自己的实验技能和理论水平。
结语：差分放大电路是一种重要的电子电路，在信号处理和通信系统中具有广泛的应用。
通过本次实验，我们不仅加深了对差分放大电路的理解，还提高了实验操作和数据分析的能力。
希望今后能够将所学知识应用于实际工程中，为科学技术的发展做出自己的贡献。
差分放大电路实验报告
差分放大电路实验报告一、实验目的1.了解差分放大电路的基本原理和特点；2.掌握差分放大电路的设计和调试方法；3.熟悉差分放大电路的频率特性；4.学习使用示波器进行电路信号的观测和测量。
二、实验器材1.差分放大电路实验箱；2.示波器；3.信号源；4.直流电压源。
三、实验原理差分放大电路是众多电子设备中常见的一类电路，采用了差分输入方式可以有效降低共模干扰，提高了电路的抗干扰能力。
它由两个共模输入信号为零的晶体管组成，通过二极管连接的虚地点对共模信号进行抑制，只放大差模信号。
差模信号指的是两个输入信号的差值，共模信号指的是两个输入信号的平均值。
在差分放大电路中，晶体管的放大倍数由输入电流决定，输入电流越大，放大倍数越大。
同时，将两个输入信号松耦合，可以大幅度减小共模信号的放大倍数，从而达到抑制共模干扰的目的。
四、实验步骤1.搭建差分放大电路，接入示波器和信号源；2.分别接入正向输入信号和负向输入信号，将其调节至理想值；3.调节直流电压源和输入电阻，使差分放大电路的工作点稳定；4.调节输入信号频率，记录输出信号幅度和相位的变化情况；5.结束实验，关闭相关设备。
五、实验结果与分析通过实验，我们可以得到差分放大电路的输入输出特性曲线。
根据实验数据，我们可以计算出差分传输增益、共模抑制比和输出相位等。
实验结果显示，差分放大电路能够很好地放大差模信号，同时将共模信号压制得很低。
由于输入阻抗大，输入信号能够有效地传入差分放大电路中，而输出阻抗小，可以将信号有效地传递到下一个级联电路中。
此外，差分放大电路的相位可以随输入信号的频率变化而变化，相位差可达到180度。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了差分放大电路的基本原理和特点，掌握了差分放大电路的设计和调试方法。
实验结果表明，差分放大电路能够有效地抑制共模干扰，提高电路的抗干扰能力。
在实际应用中，差分放大电路被广泛应用于增加电路增益、提高系统灵敏度、减小噪声等方面。
实验三 差分放大电路
Au1
2[RB1
(RC // RL ) rbe (1 )RW
/
2]
Ro Ro1 RC
5）恒流源放大电路静态分析
U AB
RB 2 RB1 RB2
( VCC
VEE
)
IE3
U AB U BE3 RE
IC3
UCE1 UCE 2 VCC IC RC UBE I B1RB
I E1
IE2
表3
长尾差放 Aud 恒流源差放 Aud 输入、输出信号波形双
估算值
3 端口输出 测量值
-24 -25.36
-24 -25.36
估算值
4 端口输出 测量值
24 25.36
24 25.36
5、通过 3、4 问求出放大电路双端输出、单端输出电压放大倍数的比值，分析该比值和什么 参数有关系。 该比值和 RC 与 RL 有关，当 RC=RL 时单端输出差模放大倍数和双端输出差模放大倍数比值为 4:3；当负载为空载时比值为 2:1.
R i d 2R i1
R o 2R o1
长尾电路双端输出电压放大倍数估算
3）静态时与双端输出相同。 4）动态分析： 共模放大倍数：
AC
uo ui
RB1 rbe
RC || RL (1 )(2RE
RW
/ 2)
RB1
RC || RL rbe (1 )(2RE )
差模放大倍数：
Ad
1 2
典型电路
恒流源电路
IE
[U EE U BE ] RE
I C1
IC2
IE 2
（认为 UB1=UB2≈0）
IC3
IE3
[R2 (UCC U EE (R1 R2 ) U BE
紫金学院-差分放大电路实验报告
一．实验目的1．熟悉差分放大电路的结构。
2.了解差分放大电路抑制零点漂移的原理。
3.掌握差分放大电路静态工作点的估算方法及仿真分析方法。
4.掌握差分放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的估算方法及仿真分析方法。
5.了解差分放大电路的大信号特性。
6.理解差分放大电路提高共模抑制比的方法。
二、实验原理1.单端输出差模电压放大倍数可正可负，当信号从3端口输出时，1端口称为同相输入端，2端口称为反相输入端；当信号从4端口输出时，1端口称为同相输入端，2端口称为反相输入端。
2.单端输出差模电压放大倍数与双端输出差模放大倍数的比值与负载大小有关系，当RL=RC时比值为4：3，当负载为空载时比值为2:1。
3.共模电压放大倍数为负值。
4.恒流源差分放大电路抑制共模信号的能力远大于长尾差分放大电路。
5.对于长尾差分放大电路而言，增大RE的值能提高抑制共模信如图为长尾差放（J1开关拨到右边即为恒流源差放）当信号由3端口输出时，估算电路的电压放大倍数示波器观察到的1、3端口波形如图。
仿真分析差模放大倍数：长尾差放的输出电压和输入电压：恒流源差放的输出电压和输入电压：2）:如图为长尾差放（J1开关拨到右边即为恒流源差放），当信号由4端口输出时，估算电路的电压放大倍数示波器观察到的1、3端口波输入端1加上ib另一端2加上-i在Re上压降Vre=Re*(1+β)*ib+Re*(1+β)*(-ib)=0,Vb=Vbe+Vre=Vbe+0=Vbe即没有使Vbe减小，（Vb=常数）5．共模电压放大倍数总是负值吗？为什么？不是。
所谓的共模信号是指两个差动放大管ＶＴ１和VT2的基极接入幅度相同、极性相同的信号。
共模电压放大倍数就是接入的信号是电压信号的放大倍数。
共模信号对两个管子的作用是同相的，若两个电压信号均为正，将引起两个管子电流同量增加，而两个管子集电极电压将同量减少，故从两个管子集电极输出的共模电压为零。
所以，共模电压放大倍数为零。
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差分放大电路仿真分析
差分放大电路是集成运算放大器的主要单元电路之一，它具有很强的抑制零点漂移的能力。
作为集成运算放大器的输入级，差分放大电路几乎完全决定着集成运算放大器的差模输入特性、共模抑制特性、输入失调特性和噪声特性。
差分放大电路经由两个参数完全相同的晶体管组成，电路结构对称。
电路具有两个输入端和两个输出端，因此差分放大电路具有四种形式：单端输入单端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出以及双端输入双端输出。
实验内容：
一、理想差分放大电路
1、绘制电路图
启动Capture CIS程序，新建工程，利用Capture CIS绘图软件，绘制如下的电路原理图。
双击正弦电压源VS+的图标，在弹出的窗口中设置AC为10mV，DC为0V，VOFF 为0，VAMPL为10m，VFREQ1kHz。
VS-的设置除AC为-10mV外，其余均与VS+同。
2、直流工作点分析
选择Spice | New Simulation Profile功能选项或单击按钮，打开New
Simulation对话框，在Name文本框中输入Bias，单击 Create按钮，弹出Simulation Settings-Bias对话框，设置如下：
保存设置，启动PSpice A/D仿真程序，调出PSpice A/D窗口，可以在PSpice A/D窗口中选择View | OutPut Filse功能菜单选项，查看输出文件。
在Capture CIS窗口中，单击
作电压与电流值，如下图：
3、双端输入是的基本特性
上面的电路是双端输入的形式，可以利用上面的电路来分析双端输入时的电路特性。
将分析类型设为交流扫描分析AC Sweep。
选择PSpice | New Simulation
Profile功能选项或单击按钮，打开New Simulation对话框，在Name文本
框中输入AC，单击 Create按钮，弹出Simulation Settings-AC对话框，设置如下：
启动PSpice A/D仿真程序，显示空的PSpice A/D窗口，选择Trace | Add Trace命令，在Add Trace窗口中设置如下图，即观察单端输出时的电压增益：V(OUT1)/ (V(VS+:+)-V(Vs-:+))。
再次弹出Add Trace窗口，设置仿真输出变量为双端电压增益，表达式为：(V(OUT1)-V(OUT2))/(V(VS+:+)-V(Vs-:+))，结果如下图。
利用光标工具Cusor测得单端输出时的差模电压增益正好是双端输出时的一半。
由于差分放大电路的两边完全对称，所以两个输出端输出的是幅度相同，相位相差180度的信号。
图中可以测得两条曲线的上行截止频率相同。
对于双端输入的共模特性分析如下：
对电路图中信号源VS-的AC属性改为10mV，其它与信号源VS+一样，这样就相当于在两个输入端上加了相同的信号。
分析类型仍然为交流扫描分析。
启动PSpice A/D仿真程序，显示空的PSpice A/D窗口，选择Trace | Add Trace命令，在Add Trace窗口中设置如下图，即观察单端输出时的电压增益：V(OUT1)/ V(VS+:+)。
再次弹出Add Trace窗口，设置仿真输出变量为双端电压增益，表达式为：
(V(OUT1)-V(OUT2))/V(VS+:+)，结果如下图。
双端输出的共模电压增益为零。
在中低频段单端输出时的共模电压增益也很
小。
随着频率的增加，共模电压增益会急剧增加，增加到一定程度后不会再有剧烈的增减，但无论如何这个小于1。
4、单端输入时的基本特性
在差分放大电路中如果输入信号是通过在两个输入端加上大小相等、相位相反的信号，则称为双端输入，如果输入信号是从一端接入，而另一端输入信号为零，则称为单端输入。
修改电路图，双击电源VS-，将其AC、VOFF、VAMPL及FREQ属性均该为零。
选择PSpice | Markers | Voltage Level 功能选项或单击按钮分别在
OUT1和OUT2各放置一个电压探针，再选择PSpice | Markers | Voltage Differential功能选项，观察两个节点之间的电压差，将正端放置在OUT1，负端放置在OUT2，结果如下图：
分析类型选择交流扫描分析AC Sweep。
分析设置与前面的双端输入时分析差模电压增益时一样。
启动PSpice A/D仿真程序，输出曲线如下图：
图中可以看到三条曲线，使用工具Cusor 测得输出端OUT1和OUT2的输出电压均为503.286mV，双端输出电压正好是单端输出电压的两倍。
观察各种输出方式中各输出端输出的瞬态波形和相位关系。
选择PSpice | New Simulation Profile功能选项或单击按钮，打开New Simulation对话框，在Name文本框中输入Tran，单击Create按钮，弹出Simulation
Settings-Tran对话框，设置如下：
防止探针同上，启动PSpice A/D仿真程序，输出曲线如下图：
图中可以看出输出端OUT1和OUT2的输出也是幅度大小形同、相位相反的正弦波，而且在直流输出时具有直流偏移，这个直流偏移是由两个晶体管Q1和Q2的的静态电压偏置电压引起的。
而在双端输出时，直流偏移为零，这是由于两端(OUT1、OUT2)的直流偏移相反，互相抵消的缘故。
通过上述分析可知，无论是单端输入方式还是双端输入方式，只要输出方式一致，放大倍数就相等，而且单端输出时的放大倍数是双端输出时的一半。
二、非理想对称的差分放大电路
在实际的差分放大电路中往往很难实现电路的完全对称，由于配对晶体管参数失配和集电极负载电阻Rc的失配而使差分放大电路的性能变差，主要表现为：当输入加差模信号时输出会产生共模分量，当输入加共模信号分量时输出会产生差模分量。
如果下一级也是差分放大电路，这种差模输入—共模输出的转换将对整个放大电路的性能产生不利影响。
修改前面的电路，将R1的大小改为5k，将集电极电阻Rc2调整为2.5k。
选中晶体管Q2，选择Edit | PSpice Model 功能菜单，修改元件的Bf为200，Ise 为20F，Rb为20，并保存。
先输入差模信号，即修改RS2的AC为-10mV，其余项与RS1相同。
在OUT1与OUT2端分别放置一个电压探针，进行交流小信号分析。
启动PSpice
A/D仿真程序，输出曲线如下图：
使用贯标工具Cursor可测得在中低频正向输出端电压和反相端电压，两者相位相反。
差模输入—共模输出这种输出模式对多级差分放大电路对的影响不大。
下面讨论共模输入—差模输出的电路特性。
修改输入信号源VS+和VS-的AC 项都为1V，进行交流小信号分析设置。
设置与前面理想差分放大电路中的双端
输入的分析相同。
输出的共模信号在经过下一级差分放大电路时经过强烈的抑制作用使其迅速衰减，而输出的差模信号时下一级差分放大电路的输入信号，会被放大传送到输出端，这点影响很大。
通过分析表明，对于非理想对称的差分放大电路，在差模输入—共模输出和
共模输入—差模输出两种情况下，共模输入—差模输出由于共模输入产生的差模
实用文档
信号本身就是干扰信号，这个差模信号经过下一级会被放大，对真正的差模信号会形成干扰，因而干扰十分严重；而差模输入产生的共模信号比差模信号小很多，而且经过下一级差分放大电路的共模抑制作用，它的影响将非常小。