差动放大电路
差动放大电路与集成运算放大器
优缺点的比较
差动放大电路
差动放大电路具有结构简单、性能稳定 、噪声抑制能力强等优点，适用于对信 号质量要求较高的场合。但相对于集成 运算放大器，其增益较低，且对元件参 数对称性要求较高。
VS
集成运算放大器
集成运算放大器具有高精度、低噪声、低 失真等特点，适用于需要进行复杂运算和 处理的场合。但其电路结构较为复杂，且 对电源电压和温度稳定性要求较高。
差动放大电路的性能指标
• 差动放大电路的性能指标包括电压增益、输入电阻、输出电阻、 共模抑制比等。电压增益是指差动放大电路对差分信号的放大 倍数；输入电阻是指差动放大电路对输入信号的阻碍作用；输 出电阻是指差动放大电路的输出端的内阻；共模抑制比是指差 动放大电路对共模信号的抑制能力。
03 集成运算放大器
响应的重要参数。
04 差动放大电路与集成运算 放大器的两个输入信号进行差分输入，通过电路的对称性，将差分信号放大并转换为单端信号输出 的电路。其工作原理主要基于晶体管的共射输入输出特性，通过调整电路参数，实现差分信号的放大。
集成运算放大器
集成运算放大器是一种将多个晶体管、电阻、电容等元件集成在一块芯片上的模拟电路，具有高放大倍数、高输 入电阻、低输出电阻等特点。其工作原理基于负反馈和开环增益，通过反馈网络对输入信号进行比例放大，实现 信号的运算功能。
差动放大电路与集成运算放大器
目录
• 引言 • 差动放大电路 • 集成运算放大器 • 差动放大电路与集成运算放大器的比较 • 差动放大电路与集成运算放大器的应用实
例 • 结论
01 引言
主题简介
差动放大电路
差动放大电路是一种将差分信号转换 为单端信号的电路，具有抑制共模干 扰、提高信号动态范围等优点。
差动放大电路
设ui1>0,
则ui2<0
IC2<0, VC2>0
IC1>0, VC1<0; uo=VC1VC2 设VC!=-1V,
VC2=1V
则uo=-2V
(3)比较输入
ui1与ui2是任意
则设ui1为给定信号,ui2为反馈信号 uo=Au(ui1-ui2)
为了便于分析与处理,可以将这种即非共模、又 非差模的信号,分解为共模分量和差模分量。 ui1 uod1
RB
uod2
ui
ui1
RE
T2 T2
RB
ui2
-EE
当T1管输入信号电压ui且极性如图所示,T1的集电流 增大,其增大量为IC(正值),流过RE的电流也增大,因 而发射极电位升高,使T2基—射极电压减小UBE2,T2的 集电极电流也就减小,其减小量为IC2(负值)。IC1和 IC2的相对大小,取决于RE的大小,RE大,T1的输入信号 耦合(传送)到T2管的作用也强。
VE=RE(IC1+IC2)
是一有限值
当RE足够大时, IC1+IC20对信号讲,RE电路可 认为是开路的,如图所示。 rbe rbe RB R
B
ui
ui11/2ui
ui2-1/2ui
在单端输入的差动放大电路中,只要共模反馈电阻RE 足够大时,两管所取得的信号就可以认为是一对差模 从这一点来看,单端输入和双端输入是一样的 信号。
EE 2 R
E
U CE U CC R C I C U CC
EER C 2R E
3. 动态分析: 1) 双端输入——双端输出
RC
RB
T1
uo
T2 RE
差动放大电路的主要特点
差动放大电路的主要特点差动放大电路是一种常见的电子电路，它具有许多独特的特点和应用。
差动放大电路的主要特点包括：高放大倍数、高共模抑制比、低失调、低噪声、高输入阻抗和高带宽等。
差动放大电路具有高放大倍数的特点。
差动放大电路通过对输入信号进行差分放大，从而实现对输入信号的放大。
由于差分放大的方式，差动放大电路能够放大微弱的输入信号，使其达到较大的输出信号，从而提高了信号的可靠性和稳定性。
差动放大电路具有高共模抑制比的特点。
共模信号是指同时作用于差动放大电路的两个输入端的信号，而差动信号是指作用于两个输入端的信号的差值。
差动放大电路能够抑制共模信号的干扰，使得差动信号能够得到更好的放大，从而提高了信号的质量和准确性。
差动放大电路具有低失调的特点。
失调是指差动放大电路输出的差动信号与输入信号之间的误差。
差动放大电路通过采用精确的电子元件和精细的电路设计，能够减小失调的产生，从而提高了差动放大电路的精度和稳定性。
差动放大电路还具有低噪声的特点。
噪声是指在电路中由于电子元件的随机运动而产生的不稳定信号。
差动放大电路通过优化电路结构和选择低噪声的元件，能够减小噪声的产生，从而提高了信号的纯净度和可靠性。
差动放大电路具有高输入阻抗的特点。
输入阻抗是指电路对输入信号的阻力。
差动放大电路通过采用高阻抗的元件和合理的电路设计，能够提高电路对输入信号的接受能力，从而减小输入信号的损耗和失真，提高了信号的传输效率和稳定性。
差动放大电路具有高带宽的特点。
带宽是指电路能够传输信号的频率范围。
差动放大电路通过采用高频率响应的元件和合理的电路布局，能够提高电路对高频信号的接受和传输能力，从而实现高频信号的准确放大，提高了信号的传输速度和准确性。
差动放大电路具有高放大倍数、高共模抑制比、低失调、低噪声、高输入阻抗和高带宽等特点。
这些特点使得差动放大电路在各种电子设备和通信系统中得到广泛的应用。
差动放大电路可以实现对微弱信号的放大，提高信号的质量和准确性；可以抑制共模信号的干扰，提高信号的可靠性和稳定性；可以减小失调和噪声的产生，提高信号的纯净度和可靠性；可以提高电路对输入信号的接受能力，减小信号的损耗和失真；可以提高电路对高频信号的传输能力，实现高频信号的准确放大。
差动放大电路
uic = (ui1+ ui2 ) / 2
ui1 = 1.01 = 1.00 + 0.01 (V) ui2 = 0.99 = 1.00 – 0.01 (V) = 1.01 – 0.99 = 0.02 (V) u = u + 1 u
i1 = ic + 2 id
3 差动放大电路的计算
RC RC
uo ui1
例1
RC
(1)求差模输入电压 uid 、共模输入电压 uic ) +VCC (2) 若 Aud = – 50、 Auc = – 0.05 ) 、
RC
uo 求输出电压 uo，及 KCMR 1.01 V uC2 0.99 V uC1 [解](1) 可将任意输入信号分解为 ui2 ) ui1 V V2 1 共模信号和差模信号之和 共模信号 差模信号 R
(1)求静态工作点； )求静态工作点； +V RC +6CC V 7.5 k ui2 V2 IREF
Hale Waihona Puke K CMRAud = Auc
实际中还常用对数的形式表示共模抑制比， 实际中还常用对数的形式表示共模抑制比，即 常用对数的形式表示共模抑制比
Aud K CMR (dB ) = 20 lg Auc
值越大， 若Auc＝0，则KCMR→∞，这是理想情况。这个值越大，表 ， ，这是理想情况。这个值越大 示电路对共模信号的抑制能力越好 抑制能力越好。 示电路对共模信号的抑制能力越好。一般差动放大电路的 KCMR约为 约为60dB，较好的可达 ，较好的可达120dB。 。
EE
VEE
uid = u i1 – u i2
= 1 (V) ui2 = uic 1 uid 2 uod = Auduid = – 50 × 0.02 = – 1 (V) (2) ) uoc = Aucuic = – 0.05 × 1 = – 0.05 (V) uo = Auduid + Aucuic = –1.05 (V) 50 Aud = 20 lg K CMR (dB ) = 20 lg = 60 (dB) 0.05 Auc
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。
差动放大电路(
§5、1差动放大电路(第三页)这一页我们来学习另一种差动放大电路和差动放大电路的四种接法一：恒流源差动放大电路我们知道长尾式差动电路，由于接入Re，提高了共模信号的抑制能力，且Re越大，抑制能力越强，但Re增大，使得Re上的直流压降增大，要使管子能正常工作，必须提高UEE的值，这样做是很不划算的。
因此我们用恒流源代替Re，它的电路图如右图所示：恒流源差动放大电路的指标运算，与长尾式完全一样，只需用ro3代替Re即可二：差动放大电路的四种接法差动放大电路有两个输入端和两个输出端，因此信号的输入、输出方式有四种情况。
（1）双端输入、双端输出它的电路的接法如图（1）所示：差模电压的放大倍数为：共模电压的放大倍数为：共模抑制比为：CMRR→∞(2)双端输入、单端输出它的电路接法如图(2)所示:差模电压的放大倍数为:共模电压的放大倍数为:共模抑制比为:(3)单端输入、双端输出它的电路接法如图（3）所示：这种放大电路忽略共模信号的放大作用时，它就等效为双端输入的情况。
双端输入的结论均适用单端输入、双端输出。
(4)单端输入、双端输出它的电路的接法如图（4）所示：它等效于双端输入、单端输出。
这种接法的特点是：它比单管基本放大电路的抑制零漂的能力强，还可根据不同的输出端，得到同相或反相关系。
三：总结由以上我们可以看出：差动放大电路电压放大倍数仅与输出形式有关，只要是双端输出，它的差模电压放大倍数与单管基本的放大电路相同；如为单端输出，它的差模电压放大倍数是单管基本电压放大倍数的一半，输入电阻都相同。
下一节返回§5、2集成运算放大器集成运放是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合放大电路一：集成运放的组成它有四部分组成：1、偏置电路；2、输入级：为了抑制零漂，采用差动放大电路3、中间级：为了提高放大倍数，一般采用有源负载的共射放大电路。
4、输出级：为了提高电路驱动负载的能力，一般采用互补对称输出级电路二：集成运放的性能指标（扼要介绍）1、开环差模电压放大倍数 Aod它是指集成运放在无外加反馈回路的情况下的差模电压的放大倍数。
差动放大电路
voc1 voc2
T2
RB
vic
vee REE –VEE
iee
双电源长尾式差放电路分析
RL 共模分析的处理: 共模分析的处理:
RL等效为开路线
REE对共模信号作用: 模信号作用:
vic ↑
ic1 ic2 ↑
iee
vee ↑ 问题： 问题：负载影 响共模放大倍 数吗？ 数吗？
Avd =
Avc =
RC RL + + vi1 T1 vo
RC
β ( RC //
rbe
RL ) 2 = 48
T2 vi2
+
RC 10 = = 0.22 2 REE 2 * 22.6
KCMR = 217
REE VEE
4、vo1, vo 2 , vo
vo = vo1 vo 2 = 960sin ωt (mV )
差分放大器两输出端的电压分别为 1 1 vo1 = voc + vod = Avcvic + Avd vid 2 2 1 1 vo2 = voc vod = Avcvic Avd vid 2 2 差分放大器双端输出电压为
vo = vo1 vo2 =vod = Avd vid = Avd (vi1 vi 2 )
双电源长尾式差放电路
单端输出
vod 1 Avd 1 = vid
Avd 2 vod 2 = vid
差模电 压增益
双端输出
RL 2
RL β ( RC // ) vod 1 2 = = 2vid 1 2rbe RL β ( RC // ) vod 2 2 = = 2vid 2 2rbe
差动放大电路与功率放大电路
差动放大电路与功率放大电路1. 差动放大电路简介差动放大电路是一种常见的放大电路，常用于信号放大和差分信号的增强。
差动放大电路通常由两个输入端口和一个输出端口组成，在输入端口上接入两个相同但相位相反的信号，通过放大电路增强这两个信号，并输出差分信号。
差动放大电路具有以下几个特点：•具有很高的共模抑制比。
因为在差动放大电路中，共模信号会被差动放大器进行抑制，只有差分信号能够被放大。
这使得差动放大电路在抵抗噪声和干扰方面有很好的表现。
•具有高增益。
差动放大电路能够对输入信号进行放大，从而增加信号的幅度。
这对于需要放大信号的应用非常重要。
2. 差动放大电路的结构和原理差动放大电路可以由多种电子元件实现，其中最常见的是使用差动放大器。
差动放大器一般由两个晶体管、两个电阻和一个负反馈网络组成。
其基本结构如下：差动放大电路结构示意图：差动放大电路的工作原理如下：•两个输入端口分别接入相同但相位相反的信号，这样可以在两个输入端口形成差分信号。
差分信号可以通过晶体管进行放大。
•信号经过晶体管放大后，输出端口将输出放大后的差分信号。
在差动放大电路中，负反馈网络起到了平衡差分信号、提升共模抑制比以及调整放大倍数的作用。
负反馈网络一般由电阻和电容组成，并与晶体管的集电极或基极相连。
3. 功率放大电路简介功率放大电路是一种专门用于放大低功率信号至高功率信号的电路。
功率放大电路常用于音频放大、射频放大等应用中。
与差动放大电路不同，功率放大电路主要注重放大高功率信号，并且在电路设计上对功率放大的稳定性和效率有更高的要求。
4. 功率放大电路的结构和原理功率放大电路也可以由多种电子元件实现，常见的有晶体管功率放大电路和集成功率放大电路。
其中晶体管功率放大电路是最常见的一种，它根据不同的输入信号形式可以分为A、B、AB、C类等不同类型。
晶体管功率放大电路的基本结构如下：晶体管功率放大电路结构示意图：晶体管功率放大电路的工作原理如下：•输入信号经过预放大电路进行初步放大，然后输入到功放电路中。
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差动放大电路1.差动放大电路原理图（差模双端输入，双端输出）
2.输出波形
2.1 原理图
2.2输出波形
2.3输出电压
85.06
od VD id
V A V ∙
∙
∙
=
=
=
3．直流静态工作点
3.1输入特性曲线
3.1.1原理图
3.1.2
131.5931.6552be dx r k dy μ=
==Ω
3.2输出特性曲线 3.2.1原理图
3.2.2
167.814.7491ce dx r k dy μ=
==Ω
3.3直流β
201.60661246.728
841.44077CQ BQ
I A
I nA
μβ=
=
=
4.交流差模信号双端输入双端输出的误差分析
1(//)
246.728(67.8//13)
85.2
31.59ce VD be
r R k k A r k βΩΩ=-
=-
=Ω理论
85.285.06
100%0.16%
85.2E -=
⨯=
5.直流信号输入
5.1
5.1.1原理图
1.689
=
=84.450.02VD A --
5.2
1 5.456 6.301
42.25
0.02VD A -=
=-
5.3
0VC A =
5.4
1 6.299 6.301
0.2
0.01VC A -=
=-
6.直流信号双端输入的误差分析
6.1
1(//)
246.728(67.8//13)
85.2
31.59ce VD be
r R k k A r k βΩΩ=-
=-
=Ω理论
85.284.45
100%0.88%
85.2E -=
⨯=
6.2
11(//)
=42.6
2ce VD be
r R A r β-
=-理论
42.642.25
0.82%
42.6E -=
=
6.3
理论上，共模输入时应该等于0，但实际中由于双管不可能完全相同，故会
有微小值，但远远小于，所以。
6.4
3137.48526.6776o ce dx r r k dy A μ==
==Ω
1246.72813
0.344
(1)31.59(1246.728)37.485C VC be ce R A r r ββ⨯=-
=-=-++++⨯理论
0.3440.2
42%
0.344E -=
=
6.5误差分析
上述的几个值中，的理论值与实验值的误差都很小，而的误差较大，达到了
42%，但这与其本身的值较小有关，导致其测不准。
另外，我们应该还要注意到，在差模信号输入时，仿真中测量点3（三极管1、2的射极相接端）的电位并不是严格的交流地，还存在有微小的电位（如此实验中为454.6），但这对实验结果产生的影响可忽略不计。
对于输入直流差模信号，亦是如此。
要区分的是，这点处的无输入直流电位并不等于0。
7.实验总结
通过此次差放电路的仿真实验，我对差放电路与电流源电路的相关知识有了更深
入的理解。
虽然在其中遇到了一些问题，但是通过查阅书本，与其他同学讨论以及询问老师等方式，都一一解决，而以前未注意到的一些细节（如在末尾提到的交流地的问题，以前一直到只认为是接地），也在仿真中得以学习。