差分放大电路
差分放大电路的基本原理差分放大电路如何抑制共模电压
差分放大电路的基本原理差分放大电路如何抑制共模电压1.输入部分：通常由两个输入端口组成，一个是非反相输入端（+IN），另一个是反相输入端（-IN）。
2.应用区分电阻：为了使差分放大器能够对输入端口进行差分放大，通常在输入端口和电源之间添加输入电阻。
3.放大元件：可以是晶体管、运算放大器等，通过对输入电压的放大来实现差分放大。
4.输出部分：输出信号可以通过晶体管或共射放大器来实现。
差分放大电路的抑制共模电压的能力来自于差分输入模式和共模输入模式的行为差异。
差分输入模式是指输入信号分别应用在非反相输入端和反相输入端，并且相对于地或电源有相等反向的电压。
共模输入模式是指输入信号同时应用在非反相输入端和反相输入端，相对于地或电源具有相同方向的电压。
差分放大器的输入特性使得它对差分模式具有高放大增益，同时对共模模式具有低放大增益。
这意味着差分放大器在放大差分信号时能够保持高增益，而在放大共模信号时能够减小增益，从而抑制共模电压。
差分放大电路通过采用差分对称结构和共模反馈电路等方法来实现共模电压抑制。
差分对称结构使得输入的共模电压在整个差分放大电路中被均匀分布，而共模反馈电路通过在差分放大电路的输出端口引入反馈电路，把输出共模电压信号反馈给输入端口，并加以补偿和减小。
最常见的共模电压抑制方法是通过差分对称结构、共模反馈电路和差分电阻等手段来实现。
例如，在差分对称结构中，差分对称放大器的两个输入端通过相等阻值的电阻连接到地，以实现输入共模电压的均匀分布和共模抑制。
另外，还可以通过共模反馈来抑制共模电压。
共模反馈是指在差分放大器的输出端口引入一个串联电阻和一个共模反馈电阻，在共模信号模式下，将输出共模电压信号反馈到输入端口并进行减小。
这样，共模电压的放大倍数就大大降低，实现了共模电压的抑制。
总的来说，差分放大电路通过差分对称结构和共模反馈电路等方法来抑制共模电压，提高信号的抗干扰能力和恢复能力。
差分放大电路是一种常见且有效的电路结构，在许多应用领域中都有着重要的应用。
《差分放大电路》课件
电源稳定性测 试：测量差分 放大电路的电 源稳定性，确 保其符合设计
要求
差分放大电路的调试与测试实例
测试目的：验证差分放大电路的性 能和稳定性
测试项目：输入信号、输出信号、 增益、相位、噪声等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
测试方法：使用示波器、信号发生 器等仪器进行测试
测试结果分析：根据测试结果，分 析电路的性能和稳定性，找出存在 的问题并解决。
应用案例1：在 数字音频处理 中的应用，提
高音质
应用案例2：在 数字图像处理 中的应用，提 高图像清晰度
应用案例3：在 数字通信中的 应用，提高通
信质量
应用案例4：在 数字信号处理 中的其他应用， 如信号滤波、
信号放大等
差分放大电路在其他领域中的应用案例
音频信号处理：用于音频信号的放大和滤 波
医疗设备：用于医疗设备的信号放大和滤 波
添加标题
添加标题
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添加标题
差分放大电路的主要特点是具有较 高的共模抑制比和较低的噪声。
差分放大电路的基本结构包括输入 级、中间级和输出级。
差分放大电路的特点
输入信号为 差模信号
具有较高的 共模抑制比
输出信号为 差模信号
具有较高的 增益和带宽
差分放大电路的应用
信号处理：用于处理模拟信号，如 音频、视频等
稳定性优化：通过优化电路参数，提高电路的稳定性，如调整反馈系数、调整电路参数等。
差分放大电路的设计方法
差分放大电路的设计原则
输入阻抗匹配：确保输 入信号不受干扰
输出阻抗匹配：保证输 出信号的稳定性
共模抑制比：提高电路 的抗干扰能力
带宽：满足信号处理需 求
差分运放放大电路公式
差分运放放大电路公式差分运放（Differential Amplifier）是一种常用的放大电路，其主要功能是将输入信号进行放大和差分运算。
差分运放放大电路的公式是指用来描述其输入输出关系的数学表达式，它是电路设计和分析的基础。
差分运放放大电路的公式可以用以下方式表示：Vout = Ad*(V2 - V1) + Vcm其中，Vout 表示输出电压，Ad 表示差分增益，V2 和 V1 分别表示差分输入信号的电压，Vcm 表示共模电压。
差分运放放大电路的公式可以分为两部分来理解，一部分是差分输入信号的放大，另一部分是对共模信号的处理。
差分运放放大电路对差分输入信号进行放大。
差分输入信号是指两个输入信号之间的差值，即 V2 - V1。
通过差分放大器的放大作用，这个差值可以被放大为输出电压的一部分。
差分增益 Ad 表示了差分放大器的放大倍数，它可以决定放大器对差分输入信号的放大程度。
差分运放放大电路还对共模信号进行处理。
共模信号是指两个输入信号的平均值，即 (V2 + V1)/2。
由于差分运放器是差分放大器，它会对共模信号进行抑制或滤除。
然而，在实际的电路中，共模信号往往无法完全消除，会在输出端产生一个与共模信号相关的偏置电压。
这个偏置电压就是公式中的 Vcm。
差分运放放大电路的公式是非常重要的，它可以帮助我们理解电路的工作原理，并进行电路的设计和分析。
在实际的应用中，我们可以根据具体的需求选择合适的差分增益和共模电压，来实现不同的功能和性能。
需要注意的是，在实际的电路设计中，差分运放放大电路的公式通常只是一个理想化的模型，实际电路中会存在各种非线性和失真因素，需要进行更加复杂的分析和计算。
此外，差分运放放大电路还需要配合其他电路组成完整的系统，如输入滤波电路、输出级等。
差分运放放大电路的公式是电路设计和分析的基础，它描述了电路的输入输出关系。
通过理解和运用这个公式，我们可以更好地设计和优化电路，实现各种不同的功能和性能要求。
基本差分放大电路详解
基本差分放大电路详解：
差分放大电路是一种电子电路，通过对两个相同型号的管子的共模输入信号进行放大，实现差分信号的放大。
这种电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如通信、测量、计算机等。
差分放大电路由两个完全对称的共射放大电路组成，每个管子的参数完全一样，温度特性也完全相同。
这两个管子的集电极分别接在一起，并通过公共电阻Ree 进行供电。
这样做的目的是使两个管子的工作点相同，从而减小了零点漂移的影响。
差分放大电路的特点包括：
1.抑制零点漂移：由于电路的对称性，差分放大电路可以有效地抑制零点漂移，提高
了电路的稳定性。
2.差模信号放大：差分放大电路主要对差模信号进行放大，这种信号是由两个输入端
输入大小相等、极性相反的信号组成的。
3.抑制共模信号：差分放大电路对共模信号有抑制作用，共模信号是指大小相等、极
性相同的两个信号。
差分放大电路在直接耦合电路和测量电路的输入端中有着广泛的应用。
由于其具有对称性，可以有效地稳定静态工作点，同时具有抑制共模信号的作用。
在实践中，为了获得更好的性能，可以采用适当的负反馈和温度补偿措施。
差分放大电路公式(一)
差分放大电路公式(一)差分放大电路公式1. 差动增益公式•差动放大器的增益定义为差模输入电压与差模输出电压的比值：Ad = (Vout+ - Vout-) / (Vin+ - Vin-)•其中，Vin+和Vin-分别表示正输入与负输入的电压，Vout+和Vout-分别表示正输出与负输出的电压。
2. 共模增益公式•共模放大器的增益定义为共模输入电压与共模输出电压的比值：Ac = (Vout+ + Vout-) / (Vin+ + Vin-)•其中，Vin+和Vin-分别表示正输入与负输入的电压，Vout+和Vout-分别表示正输出与负输出的电压。
3. 差模增益与共模增益比值公式•增益差值定义为差动增益与共模增益的比值：CMRR = Ad / Ac•其中，CMRR表示共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio）。
4. 差模输入电阻公式•差模输入电阻定义为差模输入电压与差模输入电流的比值：Rin = (Vin+ - Vin-) / Iin•其中，Vin+和Vin-分别表示正输入与负输入的电压，Iin表示差模输入电流。
5. 差模输出电阻公式•差模输出电阻定义为差模输出电压变化与差模输出电流变化的比值：Rout = dVout / dIout•其中，dVout表示差模输出电压变化，dIout表示差模输出电流变化。
举例说明假设我们有一个差分放大电路，如下图所示：R1 R2Vin+ -----/\/\/\/\------|---- RL| |Vin- -----/\/\/\/\------ VoutR3 R4其中，R1、R2、R3、R4为电阻，Vin+和Vin-为正输入与负输入的电压，Vout为输出电压。
我们可以根据上述公式计算出该差分放大电路的性能指标：1.差动增益（Ad）：根据差分放大电路公式，我们可以测量Vin+和Vin-的变化，并记录Vout+和Vout-的变化，然后计算出Ad的值。
差分放大电路等效电路
差分放大电路等效电路1. 引言嘿，朋友们！今天咱们来聊聊一个电路里的“小精灵”——差分放大电路。
说起这个名字，听起来是不是挺高大上的？但其实，它就像生活中那些默默无闻却极为重要的角色，比如说保姆大妈或者一杯热腾腾的咖啡。
差分放大电路，简单来说，就是把两个信号“比一比”，放大那个有用的部分，把噪音扔到一边，简直就像我们在喧闹的酒吧里寻找那个熟悉的声音，最后终于找到了！今天我们就来拆解一下这个电路，看看它是怎么工作的。
2. 差分放大电路的基本概念2.1 什么是差分放大电路？差分放大电路，顾名思义，就是一个能够接受两个输入信号（一般叫做正输入和负输入）并放大它们之间差异的电路。
想象一下，两个好友在争论谁的做法更好，差分放大电路就是那位公正的裁判，站在一旁仔细听、认真评估。
它能放大有用的信号，抑制那些干扰和噪声，就像把那些不和谐的声音统统滤掉，给你一个清晰的答案。
2.2 结构与组成部分差分放大电路的构成其实也不复杂，主要由运算放大器（OpAmp）和一些电阻器组成。
运算放大器就像是电路的“超级英雄”，能进行各种运算，反正就是厉害得不行。
而电阻器则是它的好伙伴，帮助调节信号的强度和方向。
就像在一场足球比赛中，前锋负责进攻，后卫负责防守，双方相辅相成，才能赢得比赛！3. 等效电路的意义3.1 什么是等效电路？当我们提到“等效电路”，其实就是把复杂的电路“简化”一下，让我们能更轻松地理解它的工作原理。
就好比一部复杂的电影，导演为了让观众更明白故事情节，可能会在某些地方用旁白来解释。
在差分放大电路中，等效电路的作用就是把运算放大器和电阻器等效成一个简单的模型，让我们看到它们是怎么互动的。
3.2 等效电路的组成在等效电路中，运算放大器的输入端会通过电阻连接到两个输入信号，而输出端则会通过反馈电阻和输出负载相连。
整个过程看似简单，但实际上这背后可是蕴藏了深厚的电路理论哦！通过这个等效电路，我们能够快速判断电路的增益、输入阻抗等重要参数，省时省力，真是一举两得！4. 差分放大电路的应用4.1 日常生活中的应用差分放大电路可不止是实验室里的“高冷”学问，它其实在我们日常生活中无处不在。
差分放大电路
03 差分放大电路的分类
电压反馈型差分放大电路
电压反馈型差分放大电路通过电 压负反馈来减小输出电压的幅度，
从而减小了电路的增益。
电压反馈型差分放大电路通常具 有较低的输入阻抗和较高的输出 阻抗，适用于电流驱动能力较弱
的电路。
电压反馈型差分放大电路的优点 是稳定性好，噪声低，适用于信
号源内阻较高的应用场景。
电流反馈型差分放大电路
1
电流反馈型差分放大电路通过电流负反馈来减小 输出电流的幅度，从而减小了电路的增益。
2
电流反馈型差分放大电路通常具有较高的输入阻 抗和较低的输出阻抗，适用于电流驱动能力较强 的电路。
3
电流反馈型差分放大电路的优点是带宽较宽，响 应速度较快，适用于信号源内阻较低的应用场景。
缓冲和驱动
差分放大电路可以作为缓冲器和 驱动器，用于驱动后级电路或传 输线路，提高信号的驱动能力和 传输稳定性。
比较器
差分放大电路可以作为比较器， 用于比较两个电压或电流的大小 关系，常用于触发器、寄存器等 数字逻辑电路中。
在传感器信号处理中的应用
温度传感器信号处理
差分放大电路可以用于放大温度传感器的输 出信号，将微弱的温度变化转换为电信号， 便于后续处理和测量。
差分放大电路的特点
高增益
抑制共模干扰
差分放大电路具有很高的增益，通常在 100dB以上，因此能够将微弱的差分信号 放大到足够大的幅度。
由于差分放大电路只对两个输入信号的差 值进行放大，因此它能够有效地抑制共模 干扰，提高信号的信噪比。
宽频带
晶体管差分放大电路
晶体管差分放大电路1. 前言晶体管是一种应用非常广泛的电子元件，它被广泛用于各种电子器件中。
例如，它可以作为开关来控制电流的流动，或者作为放大器来放大信号。
在本文中，我们将关注晶体管的一个重要应用——差分放大电路。
2. 差分放大电路的基本概念差分放大电路是一种基本的放大电路，它通常由两个晶体管组成。
这两个晶体管可以看作是一个晶体管对的形式，一个晶体管对相对于另一个晶体管对是反向的。
在差分放大电路中，晶体管对会受到输入电压的影响，从而输出一个放大后的电压。
3. 差分放大电路的工作原理差分放大电路的工作原理可以分为两个部分：差分输入电路和共射放大电路。
在差分输入电路中，输入信号被应用到晶体管对的基极上。
由于它是一个以反向有源负载为特点的放大器，因此输出电流会从一个晶体管到另一个晶体管，从而产生放大后的输出电路。
共射放大电路通常是用来产生输出信号的一个节点。
在这种放大器中，晶体管对位于电路的输入段，而晶体管的反向有源负载则位于电路的输出段。
这种放大器的输出信号是晶体管对的输出电流的一个函数。
一般情况下，差分输入电路中的电流会被放大，从而产生一个较大的电流信号。
由于输出电流被流通到共射放大器中，因此它被分为两部分，分别流向上面的电路电阻和下面的电路电阻。
该电路电阻是通过调整不同电流管的电阻来实现的。
4. 差分放大电路的应用差分放大器广泛应用于电子电路和通信电路中。
在电子电路中，它通常用作一种前置放大器或通用放大器，以增加电路输入信号的幅度。
在通信电路中，它通常用于放大电路接收器中的不同信号，以便更好地识别信号。
此外，差分放大器还被发现可以用于控制系统中的某些应用中，例如调节系统参数等，从而提高系统的稳定性并降低系统成本。
5. 结论总的来说，差分放大电路是一种重要的电子元件，在广泛的领域中得到了广泛的应用。
电子工程师们利用差分放大电路的特性，设计出很多不同用途的电子电路和通信电路，从而实现了很多不同的功能和应用。
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Rc
RL 2
rbe (1 )R /
RP1 2
2 Ad1 2 Ad 2 , RO
2Rc
同理分析双端输入单端输出有：Ad
1
2
rbe
Rc RL
(1 )R/
, RO
Rc
2020/2/29
6
三、实验原理
CUS
T
图5－1 差动放大电路图Leabharlann 2020/2/297
四、实验内容
长春理工大学 电工电子实验教学中心
差分放大电路
低频电子线路实验室 2012年10月10日
目录
2020/2/29
➢ 实验目的 ➢ 实验仪器 ➢ 实验原理 ➢ 实验内容 ➢ 思考题 ➢ 实验报告要求
CUS T
2
一、实验目的
CUS
T ➢ 1.熟悉差动放大电路工作原理;
➢ 2.掌握差动放大电路各指标的基本测试方法 。
T
1.根据实测数据计算图5-1电路的静态工作点，与预习计算
结果相比较。
2.整理实验数据，计算各种接法的Ad，并与理论计算值相比 较。
3.完成各表格中的数据处理。
4.总结差放电路的性能和特点。
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13
土10mV，分别接到Vi1和Vi2端，按表5－2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。
表5－2 电压放大倍数测量
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9
四、实验内容
CUS
3.单端输入的差放电路
T
在图5－1中将b2接地，组成单端输入差动放大器，从b1端输入交流信 号Vi= 20mV，测量单端及双端输出，填表5－3记录电压值。计算单端输
CUS
1.调零，测量静态工作点
T
（1）使将双输端入输端出短电路压并V接0=地0。，接通直流电源，调节电位器RPl (2)测量静态工作点 测量V1、V2、V3各极对地电压填入表5－1中 。
表5－1 静态工作点测量
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8
四、实验内容
CUS
2.测量差模电压放大倍数
T
将信号源接一个变压器得出两个大小相等、方向相反的差模信号Vid=
，
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，电路，图如5－1， 设
1 2
则：差模放大倍数
, rbe1 rbe2 rbe , R / R //
Ad
uod uid
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5
三、实验原理
CUS
T
➢ 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
Ad 出共模抑制比CMRR= Ac 。
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五、思考题
CUS
T
1.调零时，应该用万用表还是毫伏表来测量差分放大器 的输出电压。
2.为什么不能用毫伏表直接测量差分放大器的双端输出 电压V0d，而必须由测量Vod1和Vod2，再经计算得到？
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六、实验报告要求
CUS
入 时的单端及双端输出的电压放大倍数。并与双端输入时的单端及双端差模
电压放大倍数进行比较。
表5－3 单端输入电压放大倍数测量
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四、实验内容
4.测量共模电压放大倍数量
CUS T
将输入端b1、b2短接，在接点处与地之间施加f=1KHz，约等于 10mV的正弦信号。在输出不失真的情况下，分别测出共模输出电压、， 填 入表5－2由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。进一步算
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二、实验仪器
➢ 数字万用表 ➢ 示波器 ➢ 函数信号发生器 ➢ 交流毫伏表 ➢ TPE-ADII电子技术学习机
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CUS T
4
三、实验原理
CUS
T
➢ 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。凡双端输出，差模电压放大倍数与单管放大倍数一样，而单端输 出时，差模电压放大倍数为双端输出的一半，另外，若电路参数完全对称， 则双端输出时的共模放大倍数Ac = 0，其实测的共模抑制比KCMR将是一 个较大的数值，KCMR愈大，说明电路抑制共模信号的能力愈强。