實(shí)驗(yàn)三 差分放大電路

1、EDA（一）模擬部分電子線路仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱： 差分放大電路 姓 名： 殷琦 學(xué) 號(hào)： 150320150 班 級(jí)： 15自動(dòng)化 一班 時(shí) 間： 2016.12.4 南京理工大學(xué)紫金學(xué)院計(jì)算機(jī)系一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉差分放大電路的結(jié)構(gòu)。2. 了解差分放大電路抑制零點(diǎn)漂移的原理。3. 掌握差分放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法及仿真分析方法。4. 掌握差分放大電路電壓放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻的估算方法及仿真分析方法。5. 了解差分放大電路的大信號(hào)特性。6. 理解差分放大電路提高共模抑制比的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1.單端輸出差模電壓放大倍數(shù)可正可負(fù)，當(dāng)信號(hào)從3端口輸出時(shí)，1端口稱為同相輸入端，2端口

2、稱為反相輸入端；當(dāng)信號(hào)從4端口輸出時(shí)，1端口稱為同相輸入端，2端口稱為反相輸入端。 2.單端輸出差模電壓放大倍數(shù)與雙端輸出差模放大倍數(shù)的比值與負(fù)載大小有關(guān)系，當(dāng)RL=RC時(shí)比值為4：3，當(dāng)負(fù)載為空載時(shí)比值為2:1。 3.共模電壓放大倍數(shù)為負(fù)值。 4.長(zhǎng)尾電路雙端輸出： 單端輸出： 3端輸出： 4端輸出：三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括搭建的電路圖，必要的文字說明，對(duì)結(jié)果的分析等。差分放大電路如圖所示，三極管型號(hào)為2N3439，=501）按要求連接電路。 2）仿真分析長(zhǎng)尾差分放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，計(jì)算三極管的，將結(jié)果填入表1UCE1/VUCE2/VIB1/AIB2/AIC1

3、/mAIC2/mAIC3/mA12長(zhǎng)尾差放6.9026.90213.16613.1660.5160.51642.62042.620恒流源差放7.0937.09312.72412.7240.5420.5421.1142.58842.588表13） 差放單端輸入、雙端輸出。估算電路的電壓放大倍數(shù)，寫出估算過程；令電路的輸入信號(hào)峰值10mv，頻率1KHz，利用示波器觀察1端口輸入信號(hào)波形、3端口及4端口輸出信號(hào)波形，仿真分析長(zhǎng)尾和恒流源差放的差模放大倍數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入填入表2，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析。 電壓放大倍數(shù)估算過程： 表2長(zhǎng)尾差放Aud恒流源差放Aud估算值單端輸出-38.643-40.156雙

4、端輸出-51.524-53.541測(cè)量值單端輸出-25.912-25.194雙端輸出-38.500-37.4674）差放單端輸入、單端輸出，令信號(hào)由1端口輸入，輸入信號(hào)峰值為10mv，1KHz。 1.信號(hào)由3端口輸出，估算電路的電壓放大倍數(shù)；利用示波觀察1端口信號(hào)波形、3端口輸出波形，仿真分析長(zhǎng)尾和恒流源差放的差模放大倍數(shù)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表3。 2.信號(hào)由4端口輸出，估算電路的電壓放大倍數(shù)；利用示波觀察1端口信號(hào)波形、4端口輸出波形，仿真分析長(zhǎng)尾和恒流源差放的差模放大倍數(shù)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表3。 3端輸出： 4端輸出：表3長(zhǎng)尾差放Aud恒流源差放Aud輸入、輸出信號(hào)波形雙3端

5、口輸出估算值-38.643-40.156測(cè)量值-25.912-25.1944端口輸出估算值38.64340.156測(cè)量值25.68125.193表4uom/V輸出信號(hào)波形估算值1.8705）令輸入信號(hào)為共模信號(hào)，峰值10mv，頻率1KHZ，仿真分析單端輸出、雙端輸出情況下，長(zhǎng)尾和恒流源差放的共模放大倍數(shù)，將相關(guān)參數(shù)填入表5，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。表5單端輸入雙端輸出單端輸入單端輸出長(zhǎng)尾差放Auc-5.19×10(-10)Auc-0.242恒流源差放Auc-5.45×10(-10)Auc-0.005四思考題最少回答4個(gè)思考題1.為什么差分放大電路可以抑制共模信號(hào)？ 共

6、模信號(hào)是無用信號(hào)，差模信號(hào)可以抑制零點(diǎn)漂移，因?yàn)椴罘址糯笃髦袃晒芟嗤虼遂o態(tài)工作點(diǎn)的零漂相同相當(dāng)于兩輸入端加上共模信號(hào)，共模信號(hào)ib在Re上壓降=2*ib*(1+)*Re,若設(shè)ib>0，共模信號(hào)Icm在Re上壓降Vre=2*ib*Re反饋到輸入端Vb=Vbe+Vre，（Vb=常數(shù)）使Vbe減小,因此使iB減??；對(duì)差模信號(hào)，相當(dāng)輸入端1加上ib，輸入端2加上ib,在Re上壓降。Vre=Re*(1+)*ib+Re*(1+)*(-ib)=0,Vb=Vbe+Vre=Vbe+0=Vbe即沒有使Vbe減小，（Vb=常數(shù)）2共模電壓放大倍數(shù)總是負(fù)值嗎？為什么？ 不是。所謂的共模信號(hào)是指兩個(gè)差動(dòng)放大管和VT2的基極接入幅度相同、極性相同的信號(hào)。共模電壓放大倍數(shù)就是接入的信號(hào)是電壓信號(hào)的放大倍數(shù)。共模信號(hào)對(duì)兩個(gè)管子的作用是同相的，若兩個(gè)電壓信號(hào)均為正，將引起兩個(gè)管子電流同量增加，而兩個(gè)管子集電極電壓將同量減少，故從兩個(gè)管子集電極輸出的共模電壓為零。所以，共模電壓放大倍數(shù)為零。當(dāng)差動(dòng)放大電路對(duì)稱時(shí)，對(duì)共模信號(hào)無放大作用，即完全抑制了共模信號(hào)。 3 如何增加差模輸入電壓的線性動(dòng)態(tài)范圍？  抑制零點(diǎn)漂移 4差分放大