2021年差动放大电路实验报告

试验五差动放大电路
(本试验数据与数据处理由果冻提供,仅供参考,请勿传阅.谢谢~)
一、试验目
1、加深对差动放大器性能及特点了解
2、学习差动放大器关键性能指标测试方法
二、试验原理
R P用来调整T1、 T2管静态工作点, V i＝0时, V O＝0。

R E为两管共用发射极电阻, 它对差模信号无负反馈作用, 不影响差模电压放大倍数, 但对共模信号有较强负反馈作用,能够有效抑制零漂。

差分放大器试验电路图
三、试验设备与器件
1、±12V直流电源
2、函数信号发生器
3、双踪示波器
4、交流毫伏表
5、直流电压表
6、晶体三极管3DG6×3, T1、 T2管特征参数一致, 或9011×3,电阻器、电容器若干。

四、试验内容
1、经典差动放大器性能测试
开关K拨向左边组成经典差动放大器。

1) 测量静态工作点
①调整放大器零点
信号源不接入。

将放大器输入端A 、 B 与地短接, 接通±12V 直流电源, 用直流电压表测量输出电压V O , 调整调零电位器R P , 使V O ＝0。

②测量静态工作点 再记下下表。

2) 测量差模电压放大倍数(须调整直流电压源Ui1=0.1V ,Ui2=-0.1V) 3) 测量共模电压放大倍数
理论计算: (r be =3K .β=100. Rp=330Ω)
静态工作点:
E3
BE
EE CC 2
1
2
E3
C3R V )V (V R R R I I -++≈≈=1.153mA I c Q =I c 3/2=0.577mA, I b Q =I c /β=0.577/100=5.77ｕA U CEQ =V cc-I c R c+U BEQ =12-0.577*10+0.7=6.93V
双端输出:(注:通常放大倍数A 下标d 表示差模,下标c 表示共模,注意分辨)
P
be B C i
O
d β)R (12
1
r R βR △V △V A +++-
===-33.71
A c 双 =0.
单端输出:
d i C1d1A 21△V △V A ==
=-16.86, d i C2d2A 2
1
△V △V A -===16.86
(参考答案中Re=10K ,而Re 等效为恒流源电阻, 理想状态下无穷大,所以上式结果应为0.读者自己改一下)
实测计算:(注:本试验相对误差不做数据处理要求,下面给出仅供参考比对数据)
静态工作点:
Ic 1Q =(Vcc-Uc1)/Rc1=(12-6.29)/10mA=0.571mA Ic 2Q =0.569mA Ib 1Q = Ic Q/β=0.571/100mA=5.71uA Ib 2Q =5.69uA U C1E1Q =U C1-U E1=6.29-(-0.61)=6.90V
U C2E2Q =6.92V
差模放大倍数:(Ui=Ui1-Ui2=+0.2V) (注:放大倍数在实测计算时,正负值因数据而异~!)
Ad1=(Uc1差模-Uc1)/(Ui-0)=(10.08-6.29)/(0.2-0)=18.95
Ad2=(Uc2差模-Uc2)/(Ui-0)=-18.80 Ad 双=Uo 双/Ui=7.46/0.2=37.3
相对误差计算 (||Ad 理|-|Ad 实||)/|Ad 理|
r d1=|16.86-18.95|/16.86=12.4% r d2=|16.86-18.80|/16.86=10.9% r d 双=10.6%
共模放大倍数:(Ui=+0.1V)
Ac1=(Uc1共模-Uc1)/Ui=(6.29-6.29)/0.1=0 Ac2=(Uc2共模-Uc2)/Ui=(6.31-6.31)/0.1=0
Ac 双=Uc 双/Ui=-0.02/0.1=-0.2 (Ui=-0.1V 时同理) 共模抑制比:
CMRR=|Ad 双/Ac 双|=|37.3/(-0.2)|=186.5
4.单端输入(注:上面试验中差模与共模接法均为双端输入,详见最终分析)
5.0-=-≈++++-=
==E
C E P be B C
i
C1
C2C12R R )
2R R 2
1
β)((1r R βR △V △V A A
（正弦信号Uc1＝Uc2） Ui=+0.1V 时
Ac1=(4.76-6.29)/0.1=-15.3 Ac2=(7.84-6.31)/0.1=15.3 Ao=(-3.70/0.1)=-37.0 Ui=-0.1时
Ac1=(8.13-6.29)/(-0.1)=-18.4 Ac2=(4.47-6.31)/(-0.1)=18.4 Ao=3.64/(-0.1)=-36.4
正弦信号时(注:部分同学输入电压可能为500mV,处理时请注意)
Ac1=(0.32-6.29)/0.05=-119.4 Ac2=(0.32-6.31)/0.05=-119.8
分析部分:(注:只供了解,不做汇报要求)
Vi 、 Vo 、 Vc1和Vc2相位关系
其中Vi 、 Vc1同相, Vi 、 Vc2反相, Vc1、 Vc2反相。

Re 作用: Re 作为T1和T2管共用发射极电阻, 对差模信号并无负反馈, 但对共模有较强负反馈, 能够有效抑制共模信号, 即能够有效抑制零漂, 稳定工作点。

电压值 放大倍数
Uc1
Uc2 Uo 直流+0.1V 4.76 7.84 -3.70 直流-0.1V 8.13 4.47 3.64 正弦信号 (50mV.1KHz) 0.32
0.32
\
恒流源(书上P165-166有介绍): 恒流源作为负载时交流电阻很大, 所以当用恒流源替换Re时, 能够使差模电压增益由输出端决定, 而和输入端无关。

从数据中能够看到, 用恒流源作负载时, 抑制共模信号能力大大提升了。

输入差模信号时Ui1=+0.1V , Ui2=-0.1V 输入共模信号时Ui1=Ui2=+0.1V或-0.1V
因为Ui1与Ui2都有信号输入,所以差模信号与共模信号属于双端输入
(输出方法则如图所表示,只测一端电压Uoi为单端输出,测两端电压Uo则为双端输出)
单端输入时(注:Ui2此时接地)
接直流电压源Ui1=+0.1V或-0.1V 而Ui2=0
接交流电压源Ui1=50mV或500mV 而Ui2=0
即Ui1与Ui2只有一端输入信号,所以称为单端输入
(如有错漏与不了解处,致电683983 ,方便修正)。