运放差分放大电路原理知识介绍

差分放大电路

（1）对共模信号的抑制作用 差分放大电路如图所示。 特点：左右电路完全对称。

原理：温度变化时，两集电极电流增量相等，即C2C1I I ∆=∆，使集电极电压变化量相等，CQ2CQ1V V ∆=∆，则输出电压变化量0C2C1O =∆-∆=∆V V V ，电路有效地抑制了零点漂移。若电源电压升高时，仍有0C2C1O =∆-∆=∆V V V ，因此，该电路能有效抑制零漂。

共模信号：大小相等，极性相同的输入信号称为共模信号。 共模输入：输入共模信号的输入方式称为共模输入。 （2）对差模信号的放大作用 基本差分放大电路如图。

差模信号：大小相等，极性相反的信号称为差模信号。 差模输入：输入差模信号的输入方式称为差模输入。 在图中，

I 2I 1I 21

v v v =-=， =-=C2

1C v v I 2

1

v A v 放大器双端输出电压

o v = I v I v I v C2C1)2

1(2

1v A v A v A v v =--=-

差分放大电路的电压放大倍数为

be

c I I I O v

d r R A v v A v v A V v β-====

可见它的放大倍数与单级放大电路相同。

（3）共模抑制比

共模抑制比CMR K ：差模放大倍数d v A 与共模放大倍数c v A 的比值称为共模抑制比。

c

d

CMR v v A A K =

缺点：第一，要做到电路完全对称是十分困难的。第二，若需要单端输出，输出端的零点漂移仍能存在，因而该电路抑制零漂的优点就荡然无存了。 改进电路如图（b ）所示。在两管发射极接入稳流电阻e R 。使其即有高的差模放

大

倍数，又保持了对共模信号或零漂强抑制能力的优点。

在实际电路中，一般都采用正负两个电源供电，如图所示（c）所示。

差分放大电路

一. 实验目的:

1．掌握差分放大电路的基本概念；

2．了解零漂差生的原理与抑制零漂的方法；

3．掌握差分放大电路的基本测试方法。

二. 实验原理:

1.由运放构成的高阻抗差分放大电路

图为高输入阻抗差分放大器,应用十分广泛.从仪器测量放大器,到特种测量放大器,几乎都能见到其踪迹。

A1

A2

A3

RS1510

Rs2510

R3

10K

R4

10K

R510K

R6

10K R151K

Rp 1K

R251K

Vi1

Vi2

Vo

从图中可以看到A1、A2两个同相运放电路构成输入级，在与差分放大器A3串联组成三运放差分防大电路。电路中有关电阻保持严格对称,具有以下几个优点: (1)A1和A2提高了差模信号与共模信号之比,即提高了信噪比;

(2)在保证有关电阻严格对称的条件下,各电阻阻值的误差对该电路的共模抑制比K CMRR 没有影响;

(3)电路对共模信号几乎没有放大作用,共模电压增益接近零。 因为电路中R1=R2、 R3=R4、 R5=R6 ，故可导出两级差模总增益为：

3

5P 1p i2i1o

vd R R R 2R R u u u A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=-=

通常，第一级增益要尽量高，第二级增益一般为1~2倍，这里第一级选择100倍，第二级为1倍。则取R3=R4=R5=R6=10K Ω,要求匹配性好，一般用金属膜精密电阻，阻值可在10K Ω~几百K Ω间选择。则 A vd =(R P +2R 1)/R P

先定R P ，通常在1K Ω~10K Ω内，这里取R P ＝1K Ω，则可由上式求得R 1=99R P /2=49.5K Ω 取标称值51K Ω。通常R S1和R S2不要超过R P /2，这里选R S1＝ R S2＝510，用于保护运放输入级。 A1和A2应选用低温飘、高K CMRR 的运放，性能一致性要好。 三. 实验内容

1． 搭接电路 2． 静态调试

要求运放各管脚在零输入时，电位正常，与估算值基本吻合。

3．动态调试

根据电路给定的参数，进行高阻抗差分放大电路的输出测量。可分为差模、共模方式输入，自拟实验测试表格，将测试结果记录在表格中。

1实验数据测量

改变输入信号，测量高阻抗差分放大电路的输出。输入数据表格如下：

输出信号(v)

输入信号(v)

V i1＝0 V i1＝0.01 V i1＝-0.01 V i1＝0.01 V i1＝0.03

V i1＝

-0.01

V i1＝0.03 V i2＝0

V i2＝

-0.01

V i2＝0.01 V i2＝0.01

V i2＝

-0.01

V i2＝

0.03

V i2＝0.03

V OdA1 1.032 -1.027 2.071 -2.046

V OdA2-1.027 1.032 2.046 2.071

V OdA3-2.056 2.061 4.115 4.119

V OcA1 2.249mv 12.249mv 32.248 mv V OcA2 2.249mv 12.249mv 32.248 mv V OcA3 2.044mv 2.044mv 2.043mv K CMRR

输出信号(v)

输入信号(v)

V i1＝0.01V，F=1KHz V

i2＝0.01V，F=1KHz,相