模拟电子线路实验直流差动放大电路一、实验目的1、了解差分直流放大器的组成、调零方法以及如何构成不同的 输入输出方式。2、验证放大器对差模输入和共模输入的作用。3、测量单端输入、单端输出情况下放大器的放大倍数。4、掌握差分放大电路的设计方法和基本测试方法。二、实验仪器1、模拟电路实验箱2、示波器3、万用表4、毫伏表5、信号发生器三、预习要求1、计算图6.1的静态工作点（设rbe=3k,0=100 ）及电压放大倍 数。2、在图 6.1 基础上画出单端输入和共模输入的电路。差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路，由典型的工作点稳定电路演变而来。为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路，以牺牲一个晶体管放大倍数为代价获取了低温飘的效果。它还具有良好的低频特性，可以放大变 化缓慢的信号，由于不存在电容，可以不失真的放大各类非正弦 信号如方波、三角波等等。差分放大电路有四种接法：双端输入 单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单 端输出。由于差分电路分析一般基于理想化(不考虑元件参数不对 称)，因而很难作出完全分析。为了进一步抑制温飘，提高共模 抑制比，实验所用电路使用V3组成的恒流源电路来代替一般电 路中的Re，它的等效电阻极大，从而在低电压下实现了很高的温 e漂抑制和共模抑制比。为了达到参数对称，因而提供了 RP1来进 行调节，称之为调零电位器。实际分析时，如认为恒流源内阻无 穷大，那么共模放大倍数AC=0。分析其双端输入双端输出差模 交流等效电路，分析时认为参数完全对称： 设p =P = P, r = r = r ,R/ = R =1 2be1be 2be 2Au=2Ai(r+ (1 +p)R/),Au=-2pAi-(RidB1 beodB1c差模放大倍数a =AUod =-Pd A uidRcr + (1 +p) R / beRL?= 2 A = 2 A , R = 2 Rd 1d 2 Oc同理分析双端输入单端输出有：A 一 1 pRJIRl, R = Rd 2 r + (1 + p )R /O cbe单端输入时：其 A 、 R 由输出端是单端或是双端决定，与输入 dO端无关。其输出必须考虑共模放大倍数：u = A Au + A -AU-O d i c 2五、实验内容实验电路如图6.1 所示，在模拟电路实验箱上按图6.1 用插 接线连接实验电路，接线完毕，检查无误后，接上12V直流电 源(在模拟电路实验箱的右上角)。图& 1淫分放大电路原埋图1 、测量静态工作点。(1) 调零。将输入端 ui1 、ui2 短路并接地，接通直流电源，调节 电位器Rp1使双端输出电压Uo=0。(为了精确，当Uo接近于 零时，要用万用表的小电压量程测量)。(2) 测量静态工作点。测量VI、V2、V3各极对地电压填入表6.1 中。表 6.1对地电压Vc1Vc2Vc3VbiVb2Vb3Ve1Ve2Ve3测量 值（V）6.226.22-0.6900-7.86-0.59-0.59-8.532、双端输入。（1）加差模信号。调模拟电路实验箱上的直流电压源一路为 +0.05V，另一路为-0.05V,分别加到Ui1和Ui2上，测出Vc1、Vc2、Uo并填入表6.2中，并由测量数据算出单端和双端输出的 电压放大倍数。特别提示：先将放大器输入端接入，再将OUT1 及OUT2分别调至+0.05V和-0.05V。（2 ）加共模信号。将ui1和ui2短接，调模拟电路实验箱上的 直流电压源一路为+0.05V，另一路为-0.05V，分别加到Ui1或 Ui2上，即两输入端加上极性相同大小相等的共模信号，测出两 组不同的Vc1、Vc2、Uo并填入表6.2中，并由测量数据算出单 端和双端输出的电压放大倍数，进一步算出共模抑制比CMRR =Ad 。A（计算公式：Adi = Vc1-VCQ1Ui表 6.2测量及计算差模输入共模输入共模抑制比测量值(V)计算值测量值(V)计算值计算值值VcV0AdAdAdVcVcV0Ac输入Vc2Ac2AAC双K kcmr信号Vj1双12双12双16.6.0.00.+0.05V3.8.5-4.-23.23462725280.40.4116.591968.4.86.6.0.0-0.-0.05V6262516-0.4-0.2233Ui加2 =VC2-VCQ2Ao = UlUiAc1 = vci-VCQ1Ac2=yc2-Vcq2Ac二 Uo 双 )UiUiUi3、单端输入。(1)在图 6.1 中，将 Ui2 接地，组成单端输入差分放大器，从 Ui1输入直流信号土0.05V，测量单端及双端输出，填表6.3记录 电压值。由测量数据算出单端输入时的单端和双端输出的电压放 大倍数，并与双端输入时的单端和双端输出的电压放大倍数进行 比较。(2)在图6.1中，将Ui2接地，从Ui1加入正弦交流信号幅值 V=50mV ,仁1000Hz，分别测量、记录单端及双端输出电压，填 表 6.3。计算单端和双端差模放大倍数。(注意：在输入交流信号 时，用示波器监视Vc1、Vc2波形，若有失真现象时，可减小输 入电压值，使Vc1、Vc2都不失真为止）注意事项：为使测量结果准确，每改变一次工作状态都要核 对一下其零点。即在没加信号时，看Uo是否为零，如不为零则 应加以调整。表 6.3测量仪计算值输入信号电压值双端放大倍数AVVc1Vc2Vo直流+ 0.05V5.087.43-2.32-46.4直流0.05V7.435.072.35-47正弦信号（50mV、1KHz）1.05 V（反相）1.05V（同相）2.12 V（反相）-42.4五、实验报告要求1、根据实测数据计算图 6.1 电路的静态工作点，与预习计算结 果相比较。2、整理实验数据，计算各种接法的放大倍数,并与理论计算值相 比较。3、计算实验步骤2中的Ac和CMRR值。4、总结差分放大电路的性能和特点。六、思考题1、直流差动放大器对差模信号和共模信号的放大倍数有何不 同？2、如何组成单端输入、单端输出电路?放大倍数与双端输入、双 端输出有何不同?3、电路中的Rp起什么作用？理论分析设0=150，由此估算静态工作点和放大倍数：V - VV 二 CC DD - R + V=-7.84(V)，V = V 0.7 = 8.54(V)3BR + R 2 DD3 E3 B12V - VV 二 V 二 0(V ),V 二 V =0.7(V), I 沁 I 二 3edd 二 1.15(mA)1B2 B1E2E3C3EReI = I 沁 I = I =仃 二 0.577(mA),V 二 V 二 V I R = 6.23(V)1C2C1E2 E21C2CCC1CCV = V I Rpi = 0.794(V), r 沁 300 + (1 +0 )6mV 沁 7.1K03C1E1E2beIE双端输入时(差模信号)r +(1+ 0)R/beA=47 ， A = A = d = 23.5d1 d 224 AuA = odd AuidRc=0双端输入（共模信号）,Ree为三极管V3的c、Ac1 = Ac2 =-0Rcq RcrRp2Reebe + 1+0 (R+Ree )e 极间的等效电阻。