实验二差动放大器

实验二 差动放大器
一、实验目的
1、 学习差动放大器静态工作点的测量。

2、 测定差动放大器在不同输入和输出连接方式下的差模和共模电压放大数。

3、 了解差动放大器对共模信号的抑制作用。

二、实验原理
图1
当两个输入信号u i1、u i2大小和极性都相同时，称为共模信号，记为u ic ，即u i1=u i2=u ic 。

当u i1与u i2大小相同但极性相反时，即u i1= -u i2时，称为差模信号，记为u id 。

将两特性相同的基本放大器按如图1所示的电路组合在一起便形成了差动放大器。

w R 为调零电位器，信号从1i U 和2i U 两端输入，在V 1和V 2两管集电极输出0U ，两个电阻R 4、R 5为均压电阻。

将F 、D 接通，构成典型的差动放大器，调节电位器w R 可以弥补电路两边的不对称，用来调节V 1和V 2两管的初始工作状态，使输入信号i U 为零时，双端电压0U 也为零。

E R 为两管共用发射极电阻，对差模信号无负反馈作用，不影响差模电压放大倍数，但对其共模信号有较强的负反馈作用，即对共模信号有抑制作用。

w R 与负电源EE U 配合，使两管V 1和V 2获得合适的静态工作点。

将F 和V 3的集电极（C 点）接通，构成具有恒流源的差动放大器。

它用晶体管恒流源代替了发射极电阻，可进一步提高差动放大器的共模抑制能力。

差动放大器当输入差模信号时，差模电压放大倍数A d 的大小与输出方式有关，而与输入方式无关。

1、差动输入，双端输出
输入信号i U 从1i U 、2i U 两端输入，F 接D ，则i i U U 211=
，i i U U 2
1
2-=其差模放大倍数为： 2
)1(0
d W
be b c
i
R
r R R U U A ββ+++-≈=
（1）
A d 等于单管时的放大倍数。

2、单端输入，双端输出
i U 加在1i U 、2i U 两端，2i U 接地，F 接D ，则电路为单端输入，双端输出，其差模放大倍数同（1）式。

3、不管何种输入方式，当输出为单端输出时有关系式、
2
)1(2
1
0d1W
be b c
i R
r R R U U A ββ+++=∆∆=
（2）
A d1等于单管放大倍数的2
1。

4、共模抑制比
1i U 、2i U 两点相联，共模信号加到1i U 与地之间，F 接D ，若为双端输出，则在理想情况下，A C =0。

若为单端输出，则共模倍数c
c
R R A 2C -
= 共模抑制比c
d
log
20A A CMRR =，欲使CMRR 大，就要求A d 大，A c 小；欲要A c 小，就要求R e 阻值大。

当图1中F 接V 3的集电极时，由于V 的恒流的作用，等效的R e 极大，显然CMRR 就很大。

三、实验设备
DG-1型综合实验系统，晶体管单管放大器模块，函数信号发生器，20M 双踪示波器，数字电子万用表 四、实验内容和步骤
1、 典型差动放大器： 1）、静态工作点测量
a.调节放大器零点：F 接D ，1i U 、2i U 两端相连接地，接通直流稳压电源，然后调节w R 电位器，使放大器双端输出电压U O =0。

b.静态工作点测量：测量各电极点位及电阻两端电压，记入表1中。

2）、电压放大倍数的测量
*a.将函数发生器输出的频率为1kHz 的正弦信号加在1i U 、2i U 两点之间，用示波器监视输出波形，在输出无明显失真的情况下，用电子管毫伏表测量1C U 、2C U 、O U 、RC U 、1i U 和2i U ，并计算差动输入，双端输出时的放大倍数，将数据记录在表2中。

b.将1kHz 的正弦信号加在1i U 、2i U 两点之间，且把2i U 端接地，此时电路为单端输入，在输出为无明显失真的情况下，测量1C U 、2C U 、O U 、RC U 、1i U 和2i U ，将数据记录在表2中。

2、具有恒流源的差动放大器
F接C构成具有恒流源的差动放大器，输入端之间加入1kHz的正弦交流信号后，重复（1—2）的要求，记入表3中。

表3
五、实验总结
1、整理实验中所测得的实验数据，将实验值与理论值比较，分析差异原因。

2、总结静态工作点对放大器性能的影响。