差动放大电路设计
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+ VCC
RC1 IC1 C
RL
D IC2 RC2
A A′ 1 Rb1
VC1
+ V od - VC2
3
T1
4
T2
R b2
RP R1
I0
IR
Vid
T3
T4 R
R2 B
B′ 2
Re3 - VEE
Re4
e2
3
图2.3
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当某些环境因素或干扰存在 时,会引起电路参数变化。 例如当温度升高时,三极 管VBE会下降,β会增加, 使两管的集电极电流增加 了△ICQ1= △ ICQ2 = △ICQ,使两管集电极对地 电位也产生了一个增量 △VCQ1和△VCQ2,且数值 相等。此时输出电压的变 化量
△ V0=△VCQ1 - △VCQ2=0,
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图2.3
I0 URE3/R E3 (UR4 0.7)/RE3 UR4 VEE R 4/(R3 R 4 )
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三 主要性能及其测试方法
1. 传输特性 2.差模特性 3. 共模特性
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I C (mA)
VC1 VC2 Vic
0
(2.6)
如果恒流源电流恒定不变,则△VC1=△VC2≈0,则 AVc≈0。说明差分放大器双端输出时,对零点漂移等 共模干扰信号有很强的抑制能力。
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常用共模抑制比KCMR来表征差分放大器对共模信号的抑 制能力,即
或者Leabharlann KCMR Avd Avc
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3. 共模特性
当差分放大器的两个输入端输入一对共模信号(大小相等、极性
相 则同:的一对信号,如漂移电压、电源波动产生的干扰等)△Vic时,
(1)双端输出时,由于同时从两管的集电极输出,如果
电路完全对称,则输出电压上△VC1≈ △ VC2,共模电
压增益为
Avc
Voc Vid
过各级放大使末级输出电压偏离零值而上下摆动,
这种现象称为零点漂移。
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二 实验原理
+Vcc
Rb1
Rc
Rc
R b2
RL
Rs
Vi1 R Vid
Rs T1 T2
RW Re1 Re2
RE
Vi2 R
-VEE
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1.差动式直流放大电路 图2.2
典型差动式直流放大电路如图2.2所示。它是一种特殊 的直接耦合放大电路,要求电路两边的元器件完全对 称,即两管型号相同、特性相同、各对应电阻值相等。
1. 传输特性
传输特性是指差动放大器在 差模信号输入时,输出电流
IC2
IO
IC1
Q
IO
2
-150 -100 -50 0 50 100 150
Vid(mV)
IC随输入电压的变化规律,
图2.4
传输特性曲线如图2.4所示。
由传输特性可以看出:传输特性直观地反映了差 分放大器的电路对称性及工作状态,可用 来设置差动放大器的静态工作点及调整与 观测电路的对称性。
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2.差模特性
差模电压增益AVd的测量方法是:输入差 模信号为Vid,设差分放大器为单端输入—双 端输出接法。用双踪示波器分别观测VCl及 VC2,它们应是一对大小相等、极性相反的不 失真正弦波。用晶体毫伏表或示波器分别测 量VC1、VC2的值,则差模电压增益为:
Avd
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2.带恒流源的差动放大器
为了改善差动式直流 放大电路的零点漂移,利 用了负反馈能稳定工作点 的原理,在两管公共发射 极回路接入了稳流电阻RE 和负电源VEE,RE愈大, 稳定性愈好。但由于负电 源不可能用得很低,因而 限制了RE阻值的增大。为 了解决这一矛盾,实际应 用中常用晶体管恒流源来 代替RE,形成了具有恒流 源的差动放大器,电路如 图2.3具有恒流源的差动放 大器,应用十分广泛。
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实验二 差动放大电路设计
实验目的
实验原理
主要性能及其测试方法
设计举例
电路安装与调试
实验内容与要求
实验研究与思考题
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一 实验目的
1.掌握差动放大器的主要特性及其测 试方法;
2.学习带恒流源式差动放大器的设计方 法和调试方法 ;
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二 实验原理
1.直流放大电路的特点 2.差动式直流放大电路 3.输入输出信号的连接方式
如果电路K的对CM 称R性不好,A A或vv恒dc 流源不恒定,则
VC1、VC2为—对大小相等极性相反的正弦波,用交流 毫伏表测量VC1、VC2,则共模电压增益为(单端输入 时)
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Av' c
VC1 VC 2 Vid
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由于该电路级间是直接耦合,不采用隔直元件
(如电容或变压器),便带来了新的问题。首先,
由于电路的各级直流工作点不是互相独立的,便产
生级间电平如何配置才能保证有合适的工作点和足
够的动态范围的问题。其次是当直流放大电路输入
端不加信号时,由于温度、电源电压的变化或其他
干扰而引起的各级工作点电位的缓慢变化,都会经
(2.11)
KCMR 201g
Avd Avc
dB
(2.12)
KCMR愈大,说明差分放大器对共模信号的 抑制力愈强,放大器的性能愈好。
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共模抑制比KCMR的测量方法如下:当差模电压增 益AVd的测量完成后,将放大器的①端与②端相连接, 输入Vic=500mV,fi=l000Hz的共模信号。如果电路 的对称性很好,恒流源恒定不变,则VC1与VC2的值近 似为零,示波器观测VCl与VC2的波形近似于一条水平 直线。共模放大倍数AVC≈0,则共模抑制比KCMR为:
VC1 VC 2 Vid
(2.4)
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如果是单端输出,则
Avd
VC1 Vid
VC 2 Vid
(2.5)
如果VC1与VC2不相等,说明放大器的参数不完全对称。 若VC1与VC2相差较大,应重新调整静态工作点,使电路性能 尽可能对称。
差模输入电阻Rid与差模输出电阻Rod的测量方法与基本 设计实验一的单管放大器输入电阻Rid及输出电阻Rod的测量 方法相同。
4.静态工作点的计算
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二 实验原理
+返VCC回
Rb
RC1
R C2
I
R b1 V1
+
Vi
-
+
V2
V0
Re2
-
直流放大电路的特点
图2.1
在生产实践中,常需要对一些变化缓慢的信号进行放
大,此时就不能用阻容耦合放大电路了。为此,若要
传送直流信号,就必须采用直接耦合。图2.1所示的电
路就是一种简单的直流放大电路。