电子技术实验电子技术实验差动放大电路差动放大电路抑制温度漂移的方法：抑制温度漂移的方法：在在电路中引入直流路中引入直流负反反馈；采用温度采用温度补偿的方法；的方法；采用特性相同的三极管，使它采用特性相同的三极管，使它们的温漂互相抵消，构成的温漂互相抵消，构成“差差动放大放大电路路”。差。差动放大放大电路是模路是模拟集成运算放大集成运算放大器器输入入级所采用的所采用的电路形式。路形式。实验原理实验原理差差动放大放大电路的主要技路的主要技术指指标:差模差模电压增益增益Aud共模共模电压增益增益Auc共模抑制比共模抑制比KCMRR典型差典型差动放大放大电路路:差差动动放大器由两个元件参数相同的基本共射放大放大器由两个元件参数相同的基本共射放大电电路路组组成。成。当两个当两个输输入端施加大小相等极性相同（共模）的信号入端施加大小相等极性相同（共模）的信号时时，由，由于于电电路的路的对对称性称性T1、T2所所产产生的生的电电流流变变化相等，化相等，IB1= IB2、 IC1= IC2；因此集；因此集电极上的点位的极上的点位的变化也相等，即化也相等，即VC1= VC2 。这说明差明差动电路路对共模信号有抑制作用。共模信号有抑制作用。当当两个两个输输入端施加大小相等极性相反（差模）的信号入端施加大小相等极性相反（差模）的信号时时， Vi1= -Vi2 ，又由于参数，又由于参数对称，称，T1、T2管所管所产生的生的电流流变化化大小相等大小相等变化方向相反，化方向相反， IB1= IB2、 IC1= IC2；因；因此集此集电极上的极上的电位的位的变化也是大小相等化也是大小相等变化方向相反，即化方向相反，即VC1=- VC2 ，这样得到的得到的输出出电压Vo=2VC1 。实验原理实验原理差模信号差模信号Vid：是指在两个是指在两个输入端加幅度相等，极性相反的信号，即两个入端加幅度相等，极性相反的信号，即两个输入信号之差；入信号之差；共模信号共模信号Vic：是指在两个是指在两个输入端加幅度相等，极性相同的信号，即两个入端加幅度相等，极性相同的信号，即两个输入信号的算入信号的算术平均平均值。例如温漂信号就属共模信号，它。例如温漂信号就属共模信号，它对差差分放大分放大电路中两个路中两个输入端的的影响相同。入端的的影响相同。实验原理实验原理如果如果输入信号极性相同，幅度也相同，入信号极性相同，幅度也相同，则是是纯共模信共模信号。如果极性相同，但幅度不等，号。如果极性相同，但幅度不等，则可以可以认为既包含既包含共模信号，又包含差模信号，共模信号，又包含差模信号，应分开加以分开加以计算。算。差模差模电压增益增益Aud：指差指差动放大放大电路路对差模差模输入信号的放大倍数。入信号的放大倍数。差差模模电压增增益越大，放大益越大，放大电路的性能越好。路的性能越好。实验原理实验原理共模共模电压增益增益Auc：指差指差动放大放大电路共模路共模输入信号的放大倍数。入信号的放大倍数。共模共模电压增益增益越小，放大越小，放大电路的性能越好。路的性能越好。共模抑制比共模抑制比KCMR：指差模指差模电压放大倍数与共模放大倍数之比，它表明差放大倍数与共模放大倍数之比，它表明差动放放大大电路路对共模信号的抑制能力。共模信号的抑制能力。或：或：改改进型的差型的差动电路：恒流源差路：恒流源差动放大放大电路路实验原理实验原理为了提高共模抑制比了提高共模抑制比应加大加大Re 。但。但Re加大后，加大后，为保保证工作工作点不点不变，必，必须提高提高负电源，源，这是不是不经济的。可用恒流源的。可用恒流源T3来来代替代替Re 。恒流源。恒流源动态电阻大，可提高共模抑制比。同阻大，可提高共模抑制比。同时恒流恒流源的管源的管压降只有几伏，可不必提高降只有几伏，可不必提高负电源之源之值。我。我们的的实验电路就是路就是这样的的电路。路。晶体管工作在放大晶体管工作在放大区区时，集，集电极极电流流几乎几乎仅取决于基极取决于基极电流而与管流而与管压降无降无关，当基极关，当基极电流是流是一个不一个不变的直流的直流电流流时，集，集电极极电流流就是一个恒定就是一个恒定电流。流。在差分放大在差分放大电电路的路的实际应实际应用中，根据所放大信号的不同，用中，根据所放大信号的不同，常采用以下四种常采用以下四种连连接接:双端双端输输入、双端入、双端输输出（双出（双双）：双）：双端双端输输入、入、单单端端输输出（双出（双单单）：）：单单端端输输入、双端入、双端输输出（出（单单双）：双）：单单端端输输入、入、单单端端输输出（出（单单单单）：）：实验原理实验原理实验电路实验电路静静态分析分析当当输输入信号入信号为为零零时时：由于由于IB3 IB3和和 IB3： VB3=(R2/（R1+R2)*(12-(-12)-12=7.84V；而硅三极管的而硅三极管的VBE0.7，则则： VE3 =0.7=-8.54V；IC3IE3=VE3/RE3=(-8.54+12)/3K=1.15mA; 由此可以看出：因由此可以看出：因为为VB3的的电压电压相相对对不不变变，理论计算理论计算9/20/2024静静态分析分析当当输输入信号入信号为为零零时时：由于没有由于没有输输入信号，所以：入信号，所以：VB1=VB2=0V; VE1=VE2=0-0.7=-0.7V;VC3=VE1-0.5*IC3P由于由于IC3 IE3， IE1 IE2 0.5 IE3，所以，所以： IE1=IE2E3mA;VC1=VC2=VCC-IE1*RC理论计算理论计算9/20/2024动态分析分析1.双端双端输入、双端入、双端输出出:有两个有两个输出端出端-集集电极极C1和集和集电极极C2。差模差模电压增益增益共模共模电压增益增益共模抑制比：共模抑制比：输入阻抗：入阻抗：输出阻抗：出阻抗：理论计算理论计算动态分析分析2.双端双端输入、入、单端端输出：信号出：信号仅从集从集电极极 C1或或C2 对地地输出。出。差模差模电压增益：增益：共模共模电压增益：增益：共模抑制比：共模抑制比：输入阻抗：入阻抗：输出阻抗：出阻抗：理论计算理论计算动态分析分析3.单端端输入、双端入、双端输出出差模差模电压增益：增益：共模共模电压增益：增益：共模抑制比：共模抑制比：输入阻抗入阻抗输出阻抗：出阻抗：理论计算理论计算动态分析分析4.单端端输入、入、单端端输出出差模差模电压增益：增益：共模共模电压增益：增益：共模抑制比：共模抑制比：输入阻抗：入阻抗：输出阻抗：出阻抗：理论计算理论计算1.测量静量静态工作点：工作点：连接接电路：将路：将输入端短路接地，接通直流入端短路接地，接通直流电源；源；连接接图(见下下页)；调节电位器使双端位器使双端输出出电压为0V，也就是使，也就是使VC1=VC2；测量静量静态工作点；工作点；实验操作实验操作对地电压对地电压VC1VC2VC3VB1VB2VB3VE1VE2VE3理论计算值理论计算值/V测量值测量值/V连接电路连接电路2.测量差模放大倍数：量差模放大倍数：在一个在一个输入端接入入端接入电压信号，在另一信号，在另一输入端接入入端接入电压信号；信号；连接接图(见下下页)；用万用表用万用表测量量输出端出端电压：实验操作实验操作测量值测量值计算值计算值估算值估算值输入信号输入信号VC1VC2Vo双双AVD1AVD2AV双双AVD1AVD2AVD双双Vi1=0.1VVi2=-0.1V注：注： AVD1=（VO1-VO1Q）/（Vi1-Vi2）；）；VO1Q为为V1集电极静态电压；集电极静态电压； AVD2=（VO2-VO2Q）/（Vi1-Vi2）；）； VO2Q为为V2集电极静态电压；集电极静态电压；注意：注意：由于由于2R1、2R4比较小，因此比较小，因此输入电压只要输入电压只要在界限后重新在界限后重新测量。测量。连接电路连接电路3.测量共模放大倍数：量共模放大倍数：将两将两输入端短路接到直流信号源；入端短路接到直流信号源；连接接图(见下下页)；用万用表用万用表测量量输出端出端电压：实验操作实验操作测量值测量值计算值计算值共模抑制共模抑制比比输入信号输入信号VC1VC2Vo双双AVC1AVC2AVC双双KCMRVi1= Vi2= 0.1VVi1= Vi2= -0.1V注：注： AVC1=（VO1-VO1Q）/Vi1；VO1Q为为V1集电极静态电压；集电极静态电压； AVC2=（VO2-VO2Q）/Vi2； VO2Q为为V2集电极静态电压；集电极静态电压； KCMR= AVD双双/AVC双双， AVD双双为差模放大倍数，用以上测量数据。为差模放大倍数，用以上测量数据。注意：注意：由于由于2R1，比，比较小，因此输较小，因此输入电压只要在入电压只要在接线后重新测接线后重新测量。量。连接电路连接电路4.单端端输入入电路的路的测量：量：在一个在一个输入端接入入端接入电压信号，另一端接地；用万用表信号，另一端接地；用万用表测量量测量量输出出电压；在一个在一个输入端接入入端接入电压信号，另一端接地；用万用表信号，另一端接地；用万用表测量量输出端出端电压：在一个在一个输入端接入峰峰入端接入峰峰值为50毫伏，毫伏，频率率为1KHZ的的正弦波交流信号，另一端接地；用示波器正弦波交流信号，另一端接地；用示波器测量量输出端出端电压波形。波形。实验操作实验操作对地电压对地电压VC1VC2Vo双双AVD1AVD2AV双双Vi=0.1VVi=-0.1VVpp=50mV f=1khz注：注： AVD1=（VO1-VO1Q）/Vi1；VO1Q为为V1集电极静态电压；集电极静态电压； AVD2=（VO2-VO2Q）/Vi1； VO2Q为为V2集电极静态电压；集电极静态电压； 在输入交流信号时，测量在输入交流信号时，测量VC1和和VC2之间电压应用示波器的之间电压应用示波器的CH1-CH2；注意：由于注意：由于2R1、2R4比比较小，因小，因此此输入入电压要在要在接接线后重新后重新测量、量、调整。整。连接电路连接电路单端端输入直流信号入直流信号连接电路连接电路信信号号发生生器器单端端输入交流信号入交流信号为使两个管工作在使两个管工作在对称的状称的状态，应调节RP 使使VC1和和VC2之之间的的电压为0V；为尽量尽量满足足这个要求，个要求，应用万用表的直流用万用表的直流200mV档档测量，使量，使这个个电压在十几毫伏以内，而不在十几毫伏以内，而不应用用较大的量程大的量程测量。量。由于由于实验箱上操作的空箱上操作的空间较小，完成上述操作后小，完成上述操作后应尽量避尽量避免触碰免触碰RP ，以免影响，以免影响测量数据的准确性效果；量数据的准确性效果；在接入直流信号在接入直流信号时，应先粗先粗调直流信号源，使其直流信号源，使其输出出为所所需要的数需要的数值，接到，接到电路后路后应进行行细调，也就是，也就是说保保证输入入到放大到放大电路的路的输入信号是我入信号是我们所需要的数所需要的数值。在在进行行电压增益增益计算算时，切，切记输出出电压为的当前的当前测量量值减减去静去静态值才是由才是由输入引起的入引起的变化。也就是化。也就是AVD1=(VO1-VO1Q)/VId注意事项注意事项什么是温度漂移？什么是零点漂移？引起它的主要原因有那什么是温度漂移？什么是零点漂移？引起它的主要原因有那些因素？其中最根本的是什么？抑制零点漂移的方法有哪些些因素？其中最根本的是什么？抑制零点漂移的方法有哪些？什么是差模信号？什么是共模信号？什么是差模信号？什么是共模信号？什么是差模增益？什么是共模增益？什么是共模抑制比？什么是差模增益？什么是共模增益？什么是共模抑制比？差差动放大放大电路路结构有什么特点？构有什么特点？简述差述差动放大放大电路的功能；路的功能；差差动放大放大电路的四种接法是什么？分析四种接法的差路的四种接法是什么？分析四种接法的差动放大放大电路中，路中，输入入电阻、阻、输出出电阻、差模放大倍数的阻、差模放大倍数的变化；化；调节差差动放大器平衡状放大器平衡状态时，使，使Uo1Uo2应该用什么表用什么表测量？怎量？怎样测量才准确？量才准确？输入入为交流信号交流信号时，如何，如何测量双端量双端输出出Uo？思考题思考题