上海工程技术大学课程设计
上海工程技术大学
课程设计名称：差动放大电路设计
专业班级：自动化、0212103
学生姓名：曹娇娇
学号： 021210331
指导教师：张莉萍李洪芹
差动电路的设计与仿真
一、实验目的
1、加深对差动放大器性能及特点的理解。

2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法。

3、熟悉Multisim软件的使用，包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的使用和掌握常用电路分析法。

4、能够运用Multisim 软件对模拟电路进行设计和性能分析，掌握设计的基本方法和步骤。

5、熟练掌握有关差动放大电路有关知识，并应用相关知识来分析电路，深刻体会使用差动放大电路的作用，做到理论实际相结合，加深对知识的理解。

二、实验要求
1、设计一个带设计恒流源（有三极管构成）的差动放大电路，测试电路每隔三机关的静态工作点值
2、给电路输入直流信号，在信号双输入端状态下分别测试电路的个工作点值。

3、连接好电路对其做出直流分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、直流扫描分析、电路传递函数分析，从而研究三极管差放电路的小信号工作特性。

三、差动放大电路实验图设计原理
如下所示：
R1用来调节Q1、Q2管的静态工作点。

差动放大电路是是典型的直流放大电路基本形式，由两个互为发射极耦合的共射电路组成，电路参数完全对称，是运算放大器的前级电路，期中具有恒流源的差动放大电路，应用十分广泛，特别是在模拟电路中，常作为输入级或中间放大级。

具有抑制零点漂移作用，是放大直流信号和缓慢变化信号的电路。

差动放大电路按输入和输出的方式分为：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。

差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。

特别是大量的应用于集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。

差动放大电路的静态工作点主要由恒流源决定，故一般先设定I0，I0越小，恒流源越恒定，漂移越小，放大器的输入阻抗越高。

但也不能太小，一般为几毫安左右。

射级电阻不能太大，否则负反馈太强，使得放大器增益很小，一般取100Ω左右的电位器，以便调整电路的对称性，
对于恒流源电路，静态工作点和元件参数计算如下。

基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成，该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。

设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的。

差动放大电路的基本形式对电路的要求是：两个电路的参数完全对称两个管子的温度特性也完全对称。

它的工作原理是：当输入信号Ui=0时，则两管的电流相等，两管的集点极电位也相等，所以输出电压Uo=UC1-UC2=0。

温度上升时，两管电流均增加，则集电极电位均下降，由于它们处于同一温度环境，因此两管的电流和电压变化量均相等，其输出电压仍然为零。

四、仿真分析：
调节放大器零点
在测量差放电路各性能参量之前，一定要先调零。

信号源Ⅵ不接人。

将放大电路输入端A、B与地短接，接通±12 V的直流电源，用万用表的直流电压档测量输出电压Ucl、Uc2，调节晶体管射极电位器Rw ，使万用表的指示数相同，即调整电路使左右完全对称，此时Uo=0，凋零工作完毕。

1、直流工作电分析(DC Operating Point Anlaysis):
单击Simulate→Analysis→DC Operating Point...选项，将弹出DC Operating Point Analysis对话框进入直流工作点分析状态，如下图。

2、交流分析
3、瞬态分析(Transient Analysis)：
单击Simulate→Analysis→Transient Analysis...选项,将弹出Transient Analysis对话框,进入瞬态分析状态，如下图
4、傅里叶分析（Fourier Analysis）:
单击Simulate→Analysis→Fourier Analysis...选项,将弹出Fourier Analysis对话框，进入傅里叶分析状态，如下图。

5、传递函数分析（Transfer Function Analysis）:
单击Simulate→Analysis→Transfer Function...选项,将弹出Transfer Function Analysis对话框，进入传递函数分析状态。

6、温度分析
五、实验总结：
通过单端输入双端输出差动放大电路的设计实验我更加清楚了静态工作点的计算以及电路的特点，能够更好的掌握差动放大电路的差模特性和共模特性，较好的掌握Multisim软件的使用方法，分析步骤。

应用Multisiml0软件对差动放大电路进行仿真分析，结果表明仿真与理论分析和计算结果基本一致，应用Muhisim10进行虚拟电子技术实验可以十分方便快捷地获取实验数据，突破了传统实验中硬件设备条件的限制，大大提高了实验的深度和广度。

参考文献:
【1】黄志玮.《基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》. 电子工业出版社.
【2】童诗白，华成英。

《模拟电子技术基础》北京：高等教育出版社.2001。