运放差分放大电路原理知识介绍
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差分放大电路
(1)对共模信号的抑制作用 差分放大电路如图所示。 特点:左右电路完全对称。
原理:温度变化时,两集电极电流增量相等,即C2C1I I ∆=∆,使集电极电压变化量相等,CQ2CQ1V V ∆=∆,则输出电压变化量0C2C1O =∆-∆=∆V V V ,电路有效地抑制了零点漂移。若电源电压升高时,仍有0C2C1O =∆-∆=∆V V V ,因此,该电路能有效抑制零漂。
共模信号:大小相等,极性相同的输入信号称为共模信号。 共模输入:输入共模信号的输入方式称为共模输入。 (2)对差模信号的放大作用 基本差分放大电路如图。
差模信号:大小相等,极性相反的信号称为差模信号。 差模输入:输入差模信号的输入方式称为差模输入。 在图中,
I 2I 1I 21
v v v =-=, =-=C2
1C v v I 2
1
v A v 放大器双端输出电压
o v = I v I v I v C2C1)2
1(2
1v A v A v A v v =--=-
差分放大电路的电压放大倍数为
be
c I I I O v
d r R A v v A v v A V v β-====
可见它的放大倍数与单级放大电路相同。
(3)共模抑制比
共模抑制比CMR K :差模放大倍数d v A 与共模放大倍数c v A 的比值称为共模抑制比。
c
d
CMR v v A A K =
缺点:第一,要做到电路完全对称是十分困难的。第二,若需要单端输出,输出端的零点漂移仍能存在,因而该电路抑制零漂的优点就荡然无存了。 改进电路如图(b )所示。在两管发射极接入稳流电阻e R 。使其即有高的差模
放大
倍数,又保持了对共模信号或零漂强抑制能力的优点。
在实际电路中,一般都采用正负两个电源供电,如图所示(c)所示。
差分放大电路
一. 实验目的:
1.掌握差分放大电路的基本概念;
2.了解零漂差生的原理与抑制零漂的方法;
3.掌握差分放大电路的基本测试方法。
二. 实验原理:
1.由运放构成的高阻抗差分放大电路
图为高输入阻抗差分放大器,应用十分广泛.从仪器测量放大器,到特种测量放大器,几乎都能见到其踪迹。
从图中可以看到A1、A2两个同相运放电路构成输入级,在与差分放大器A3串联组成三运放差分防大电路。电路中有关电阻保持严格对称,具有以下几个优点: (1)A1和A2提高了差模信号与共模信号之比,即提高了信噪比;
(2)在保证有关电阻严格对称的条件下,各电阻阻值的误差对该电路的共模抑制比K CMRR 没有影响;
(3)电路对共模信号几乎没有放大作用,共模电压增益接近零。 因为电路中R1=R2、 R3=R4、 R5=R6 ,故可导出两级差模总增益为:
3
5P 1p i2i1o
vd R R R 2R R u u u A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=-= 通常,第一级增益要尽量高,第二级增益一般为1~2倍,这里第一级选择100倍,第二级为1倍。则取R3=R4=R5=R6=10K Ω,要求匹配性好,一般用金属膜精密电阻,阻值可在10K Ω~几百K Ω间选择。则 A vd =(R P +2R 1)/R P
先定R P ,通常在1K Ω~10K Ω内,这里取R P =1K Ω,则可由上式求得R 1=99R P /2=49.5K Ω 取标称值51K Ω。通常R S1和R S2不要超过R P /2,这里选R S1= R S2=510,用于保护运放输入级。 A1和A2应选用低温飘、高K CMRR 的运放,性能一致性要好。 三. 实验内容
4. 搭接电路
5.静态调试
要求运放各管脚在零输入时,电位正常,与估算值基本吻合。
6.动态调试
根据电路给定的参数,进行高阻抗差分放大电路的输出测量。可分为差模、共模方式输入,自拟实验测试表格,将测试结果记录在表格中。
1实验数据测量
改变输入信号,测量高阻抗差分放大电路的输出。输入数据表格如下:
输出
信号
(v)
输入信号(v) V i1=0.01V,F=1KHz
正弦信号
V i2=0.01V,F=1KHz,相
位与V i1相反
正弦信号
四.实验仪器及主要器件1.仪器
示波器
低频信号发生器
直流稳压电源
2.元器件
集成运放OP07 3只
电阻若干