电子管差分放大电路设计及优势解析
差分放大电路的作用差分放大电路特点
差分放大电路的作用与特点差分放大电路的作用差分放大电路广泛应用于模拟电路、数模混合电路、高速和高精度信号处理以及信号调理等领域。
差分放大电路起到的作用有以下两个方面：1. 差分信号转换为单端信号差分放大电路能够将差分输入信号转化为单端输出信号，以满足不同应用场合的要求。
在电路设计中，常会有多种差分信号或单端信号存在于电路中，因此需要利用差分放大电路将差分信号转换为单端信号。
在传输差分信号的信号线上，使用差分放大电路进行差分信号转换，甚至可以增加传输距离。
2. 放大差分信号幅度在信号调理的过程中，常常需要对输入信号进行放大处理。
差分放大电路作为一种放大器，可以放大不同幅度的差分信号，并输出到下一级电路中。
差分放大电路不仅可以增加信号幅度，而且可以提高信号的抗干扰能力，提高整个系统的稳定性。
差分放大电路的特点差分放大电路不仅能够将差分信号转换为单端信号，还有以下几个特点：1. 抗共模干扰能力强差分放大电路是通过比较两个输入信号的差异来放大信号的。
由于两个输入信号是对称的，并且两个输入信号的共模分量一般在差分放大电路中被抵消，因此差分放大电路对共模信号具有较强的抑制能力。
即使输入信号存在一定的共模干扰，通过差分放大电路处理后，输出信号也能够保持较好的正常工作。
2. 带宽宽、稳定性好差分放大电路的带宽较宽，稳定性较好。
由于差分放大电路中采用了两个互补的信号进行放大，使得差分放大电路具有相对较大的增益带宽乘积（GBP）。
同时，由于差分输入信号在差分放大器内部被抵消，使得差分放大电路具有较好的稳定性。
因此，差分放大电路被广泛应用于高速通信、高精度测量等领域。
3. 集成度高随着集成电路技术的发展，差分放大电路也逐渐实现了微型化和集成化。
差分放大电路已经被应用于单片微处理器、微控制器、数据采集卡、移动通信终端等电子产品中。
差分放大电路的集成度越高，电路复杂度越低，生产成本也越低，同时为电子产品的实现提供了更多可能性。
差分放大电路特点
差分放大电路特点差分放大电路是一种常用的放大电路，其特点是可以将输入信号的差分部分放大，而抑制共模部分。
差分放大电路在通信系统、音频放大器和仪器测量等领域有广泛的应用。
差分放大电路的特点主要包括以下几个方面：1. 增益高：差分放大电路的增益通常比单端放大电路高，能够更好地放大输入信号。
这是因为差分放大电路中采用了差分放大器，通过对输入信号进行差分放大，使得输出信号的幅度得到增强。
2. 抗干扰能力强：差分放大电路能够有效地抑制来自共模信号的干扰。
共模信号是指同时作用于差分信号两个输入端的信号，如电源噪声、接地干扰等。
通过差分放大器的结构，共模信号在输入端会被抵消掉，从而减小了对输出信号的影响，提高了抗干扰能力。
3. 输出信号平衡：差分放大电路输出信号的平衡性较好。
平衡性是指在差分输出端的两个信号幅度和相位相等，差分放大电路能够保持这种平衡状态。
这样可以避免差分信号的失真，提高信号的传输质量。
4. 输入阻抗高：差分放大电路的输入阻抗较高，可以有效地减少输入信号源的负载效应。
这是因为差分放大电路采用了差分放大器的结构，输入信号通过差分输入电阻进入放大器，从而减小了对输入信号源的负载，提高了输入阻抗。
5. 输出阻抗低：差分放大电路的输出阻抗较低，可以有效地驱动负载电阻。
这是因为差分放大电路采用了差分放大器的结构，输出信号经过差分输出电阻输出，从而减小了对负载电阻的影响，提高了输出阻抗。
6. 可以实现共模反馈：差分放大电路可以通过引入共模反馈电路，实现对共模信号的抑制。
共模反馈电路通过对差分放大电路输出信号的共模部分进行反馈调节，使得输出信号的共模部分减小，进一步提高了差分放大电路的抗干扰能力和信号质量。
总结起来，差分放大电路具有增益高、抗干扰能力强、输出信号平衡、输入阻抗高、输出阻抗低等特点。
这些特点使得差分放大电路在信号放大和抗干扰方面具有优势，在实际应用中得到了广泛的应用。
通过差分放大电路的设计和优化，可以提高信号的传输质量和系统的性能。
差分放大电路介绍
输出电阻：分析差分放大电路的输出电阻，包括差分输出电阻和共模输出电阻。
3
增益：分析差分放大电路的增益，包括差分增益和共模增益。
4
差分放大电路的动态分析
01
差分放大电路的输入输出关系
03
差分放大电路的稳定性分析
02
差分放大电路的频率响应
04
差分放大电路的噪声分析
3
差分放大电路的设计与优化
差分放大电路的设计原则
电源保护：通过差分放大电路实现电源的过压、欠压、过流等保护功能
电源转换：通过差分放大电路实现电源的转换，如DC-DC、AC-DC等
电流检测：通过差分放大电路检测电流，实现电源的稳定输出
差分放大电路在其他领域的应用
01
医疗设备：用于心电图、脑电图等生物信号的放大和处理
03
工业控制：用于传感器信号的放大和处理，实现精确控制
差分放大电路的优化方法
提高共模抑制比：通过调整电路参数，提高差分放大电路对共模信号的抑制能力。
01
02
03
04
降低噪声：通过优化电路布局和元器件选择，降低电路噪声，提高信号信噪比。
提高带宽：通过调整电路参数，提高差分放大电路的带宽，以满足高速信号处理的需求。
降低功耗：通过优化电路设计，降低差分放大电路的功耗，提高电路的能效比。
02
放大级：差分放大电路的核心部分，负责将输入信号进行放大
03
反馈网络：差分放大电路的反馈部分，用于稳定电路的增益和频率响应
04
输出级：差分放大电路的输出端，通常输出放大后的信号
差分放大电路的静态分析
静态工作点：确定差分放大电路的静态工作点，包括输入电压、输出电压、电流等参数。
差分放大电路仿真分析
差分放大电路仿真分析差分放大电路是集成运算放大器的主要单元电路之一，它具有很强的抑制零点漂移的能力。
作为集成运算放大器的输入级，差分放大电路几乎完全决定着集成运算放大器的差模输入特性、共模抑制特性、输入失调特性和噪声特性。
差分放大电路经由两个参数完全相同的晶体管组成，电路结构对称。
电路具有两个输入端和两个输出端，因此差分放大电路具有四种形式：单端输入单端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出以及双端输入双端输出。
实验内容：一、理想差分放大电路1、绘制电路图启动Capture CIS程序，新建工程，利用Capture CIS绘图软件，绘制如下的电路原理图。
双击正弦电压源VS+的图标，在弹出的窗口中设置AC为10mV，DC为0V，VOFF为0，V AMPL为10m，VFREQ1kHz。
VS-的设置除AC为-10mV 外，其余均与VS+同。
2、直流工作点分析选择Spice | New Simulation Profile功能选项或单击按钮，打开New Simulation对话框，在Name文本框中输入Bias，单击Create按钮，弹出Simulation Settings-Bias对话框，设置如下：保存设置，启动PSpice A/D仿真程序，调出PSpice A/D窗口，可以在PSpice A/D窗口中选择View | OutPut Filse功能菜单选项，查看输出文件。
在Capture CIS窗口中，单击I 、V按钮，此时电路图中显示电路的静态工作电压与电流值，如下图：3、双端输入是的基本特性上面的电路是双端输入的形式，可以利用上面的电路来分析双端输入时的电路特性。
将分析类型设为交流扫描分析AC Sweep。
选择PSpice | New SimulationProfile功能选项或单击按钮，打开New Simulation对话框，在Name文本框中输入AC，单击Create按钮，弹出Simulation Settings-AC对话框，设置如下：启动PSpice A/D仿真程序，显示空的PSpice A/D窗口，选择Trace | Add Trace命令，在Add Trace窗口中设置如下图，即观察单端输出时的电压增益：V(OUT1)/ (V(VS+:+)-V(Vs-:+))。
差分放大电路的作用和特点 差分放大电路抑制零漂的原理分析
差分放大电路的作用和特点差分放大电路抑制零漂的原理分析要想掌握差分放大电路，首先就要知道什么是差分放大电路以及它的作用。
差分放大电路是（模拟）集成（运算放大器）输入级所采用的的电路形式，差分放大电路是由对称的两个基本放大电路，通过射极公共（电阻）（耦合）构成的，对称的意思就是说两个三极管的特性都是一致的，电路参数一致，同时具有两个输入（信号）。
它的作用是能够有效稳定静态工作点，同时具有抑制共模信号，放大差模信号等显著特点，广泛应用于直接耦合电路和测量电路输入端。
差模放大电路特点电路两边对称两个管子公用发射机电阻Re具有两个信号输入端信号既可以双端输出，也可以单端输出共模信号：大小幅度相等极性相同的输入信号差模信号：大小幅度相等极性相反的输入信号差分放大电路具有抑制零漂移稳定静态工作点，和抑制共模信号等作用，接下来一一分析。
首先我们的电路的工作环境温度并不是一成不变的，也就是说是时刻变化着的，还有直流（电源）的波动，（元器件）老化，特性发生变化都会引起零漂和静态工作点变化。
通常在阻容耦合放大电路中，前一级的输出的变化的漂移电压都落在耦合（电容）上，不会传入下一级放大电路。
但在直接耦合放大电路中，这种漂移电压和有用的信号一起送到下一级被放大，导致电路不能正常工作，所以要采取措施，抑制温度漂移，虽然耦合电容可以隔离上一级温漂电压，但是很多时候我们要接受处理的是很多微弱的、变化缓慢的弱信号，这类信号不足以驱动负载，必须经过放大。
又不能通过耦合电容传递，所以必须通过直接耦合放大电路，那么直接耦合典型电路：就是差分放大电路。
通常克服温漂的方法是引入直流负反馈，或者温度补偿。
接下来谈谈直接耦合电路中，差分放大电路如何抑制零漂电压稳定工作点，和抑制共模信号，并放大差分信号的。
抑制零漂的原理下面以电路双端输出为例:首先T1和T2特性相同，电路两边对称，在输入电压Vi1=Vi2=0V 当温度T一定时，流过T1的电极（电流）与流过T2集电极的电流一致即（ic）1=ic2，那么T1和T2上两个集电极电阻的压降是相等的所以Uo1=Uo2那么输出电压Uo就等于零即Uo1-Uo2=Uo=0所以这个电路可以抑制零漂的。
差分放大电路
03 差分放大电路的分类
电压反馈型差分放大电路
电压反馈型差分放大电路通过电 压负反馈来减小输出电压的幅度，
从而减小了电路的增益。
电压反馈型差分放大电路通常具 有较低的输入阻抗和较高的输出 阻抗，适用于电流驱动能力较弱
的电路。
电压反馈型差分放大电路的优点 是稳定性好，噪声低，适用于信
号源内阻较高的应用场景。
电流反馈型差分放大电路
1
电流反馈型差分放大电路通过电流负反馈来减小 输出电流的幅度，从而减小了电路的增益。
2
电流反馈型差分放大电路通常具有较高的输入阻 抗和较低的输出阻抗，适用于电流驱动能力较强 的电路。
3
电流反馈型差分放大电路的优点是带宽较宽，响 应速度较快，适用于信号源内阻较低的应用场景。
缓冲和驱动
差分放大电路可以作为缓冲器和 驱动器，用于驱动后级电路或传 输线路，提高信号的驱动能力和 传输稳定性。
比较器
差分放大电路可以作为比较器， 用于比较两个电压或电流的大小 关系，常用于触发器、寄存器等 数字逻辑电路中。
在传感器信号处理中的应用
温度传感器信号处理
差分放大电路可以用于放大温度传感器的输 出信号，将微弱的温度变化转换为电信号， 便于后续处理和测量。
差分放大电路的特点
高增益
抑制共模干扰
差分放大电路具有很高的增益，通常在 100dB以上，因此能够将微弱的差分信号 放大到足够大的幅度。
由于差分放大电路只对两个输入信号的差 值进行放大，因此它能够有效地抑制共模 干扰，提高信号的信噪比。
宽频带
差分放大电路设计的原理
差分放大电路设计的原理《差分放大电路设计的原理》最近在研究差分放大电路设计，发现了一些很有趣的原理，今天就来跟大家聊聊。
你有没有注意过，我们的耳朵能够很好地分辨声音的方向呢？这其实跟差分放大电路有那么点相似之处哦。
假如你站在一个相对安静的地方，左边有个小铃铛响，你的左边耳朵先听到，而且声音会比右边耳朵听到的大一点，大脑就根据这两个耳朵接收到声音的“差异”，判断出声音是来自左边的。
差分放大电路呢，就像是大脑一样，处理两个输入信号的“差异”。
差分放大电路的核心呀，就是把两个输入信号做减法。
打个比方，就好比两个人比赛跑步，我们不是看他们各自跑了多远，而是看他们之间的距离差。
比如说一个人跑了10米，另一个跑了12米，那他们之间的“差分”就是2米。
差分放大电路中的两个输入信号，就像是这两个跑步的人，电路关心的是这两个信号的差别。
这就要说到差分放大电路的结构了。
它一般由两个参数基本一致的三极管或者其他放大元件组成。
假设我们把输入信号1接到第一个放大元件，输入信号2接到第二个放大元件，理想情况下，因为这两个元件参数一样，如果两个输入信号完全相同，那在这个电路的输出那里，是没有信号输出的，就好像两个跑步的人跑得一样快，那我们看不到他们之间的差距，也就没有什么特别的结果。
有意思的是，当这两个输入信号有差别时，这个电路就能把这个差别放大输出。
比如说在一些测量仪器中，它能去除共模噪声的干扰。
什么是共模噪声呢？就像我们在一个嘈杂的环境里，周围有很多背景噪音，这些噪音对每个输入点的干扰是差不多的，就像是两个耳朵都听到的额外的嗡嗡声。
差分放大电路因为只对输入信号的差进行放大，所以可以把这个相同的噪音“抵消”掉，只放大有用的信号差异，就像我们大脑能够过滤掉一些无关的背景噪音去判断声音方向一样。
实用价值可大啦。
在一些通信设备中，能提高信号传输的质量。
比如说你的手机接收信号的时候，差分放大电路可以去除掉那些相同的干扰信号，让你通话更清晰。
差分放大电路汇总课件
05
差分放大电路的优化设计
采用斩波技术改善性能
斩波技术概述
斩波技术是一种用于改善差分放 大电路性能的策略。通过周期性 地开关输入或输出信号，斩波器 可以消除信号中的直流分量，从
而提高电路的性能。
斩波电路设计
斩波电路通常由一个开关和一个 存储元件组成。开关用于在斩波 周期内切换信号的通路，而存储 元件则用于存储电荷，以实现斩
放大倍数和频率响应
差分放大电路的放大倍数等于两个放 大器增益的乘积，通常在100到 1000倍之间。
频率响应是指电路对不同频率信号的 放大能力。差分放大电路具有较宽的 频带，适用于高速电子设备。
02
差分放大电路的类型
直接耦合型
直接耦合型差分放大电路是最基本的差分放大电路，它通过直接将两个 晶体管的发射极连接在一起实现差分放大。这种类型的电路通常用于低 频信号的放大。
计算机辅助分析法
计算机辅助分析法是一种高效的分析方法，用于分析复杂差分放大电路的性能。该方法通过使用计算机软件对差分放大电路 进行建模和仿真，可以快速得到电路的性能指标和动态响应。
在计算机辅助分析法中，通常使用SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）等电路仿真软件对差 分放大电路进行建模和仿真。通过在软件中输入电路元件的参数和连接方式，可以模拟电路的运行过程并得到各项性能指标 。这种方法适用于复杂差分放大电路的分析，具有高效、准确的特点。
多级差分放大电路概述
多级差分放大电路是一种用于扩展差分放大电路带宽的策 略。通过将多个差分放大级联在一起，可以显著提高差分 放大电路的带宽。
多级差分放大电路设计
多级差分放大电路的设计重点在于各级之间的匹配和信号 的隔离。为了实现良好的匹配和隔离效果，通常需要采用 一些特殊的电路元件和设计技巧。
差分放大电路
其大小是双端输出时的一半。
（2）差模输入电阻
。
与双端输出时相同，为 Rid 2rbe
（3）差模输出电阻
Rod=RC。
(4) 共模电压放大倍数 双端输入，单端输出的差分放大电路，因为ic1和ic2同时 增大或同时减小，因此在Re上得到的是两倍的ie1，ve=2ie1Re， 这相当于其交流通路中每个三极管的发射极接2Re电阻。此时 的交流通路如图3-5所示。 该电路的共模电压放大倍数为：
差分放大电路的四种连接方式： （1）双端输入双端输出； （2）双端输入单端输出； （3）单端输入双端输出； （4）单端输入单端输出。
2. 差模信号和共模信号 差模信号
uid = ui1 ui2
差模信号相当于两个输入 端信号中不同的部分
共模信号相当于两个输入 1 共模信号 u ic = (u i1 u i2 ) 端信号中相同的部分 2 两输入端中的共模信号大 有 u = u u id i1 ic 2 小相等，相位相同；差模信号 u id u i2 = u ic 大小相等，相位相反。 2 【例3-1】如图3-2所示电路，ui1=5mV，ui2=1mV，求uid 和uic。 解：uid=5-1=4mV，uic=0.5(5+1)=3mV。 也就是说，两个输入信号可看作是 ui1=5mV→3mV+2mV ui2=1mV→-3mV+2mV
K CMR Avd Avc
差模电压放大倍数越大，共模电压放大倍数越小，共模抑制能 力越强，放大电路的性能越优良，因此KCMR值越大越好。共模 抑制比常用分贝数表示。
3.2.3 具有恒流源的差动放大电路
在差分放大电路中，要提高对共模信号的抑制能力，应加 大射极电阻Re，但在加大Re的同时，为了保证放大电路有合适 的静态工作点，VEE也要相应增大，这显然是不可取的。为了解 决这个矛盾，采用恒流源代替Re，组成恒流源差分放大电路。
电子管差分放大电路设计及优势解析
差分放大电路是为解决直流放大器的工作点漂移而出现的。
由于集成电路中晶体管的一致性好, 且大电容不易制造, 差分电路已成为模拟集成电路中放大电路的主要形式。
电子管差分放大器与晶体管差分放大器原理差不多, 但在音频领域内实际应用并不多。
其基本电路如上图所示。
当两个电子管的特性一致时, 两管的屏流相等, 两个输出端的电压幅值相等, 相位相反。
由于阴极电阻R5的作用, 在电子管的栅极输入信号时, 一个管子屏流的增加必然导致另一个管子屏流的减少, 并且增加量与减少量相等, 而输出电压则是二者之差, 这正是差分电路名称的由来。
但当电子管的工作点选择不当时, 仍可能出现一个管子的增加量不等于另一个管子减小量的情况, 即放大器出现了失真。
当双端输出时, 失真被抵销一大部分, 而单端输出时, 失真并不能被抵销, 与单管放大器（工作点相同）差不多。
电子管差分放大电路对管子的配对要求也比较高, 两管一致性越好, 电路性能越好。
此外还与阴极电阻R5有关, R5越大, 电路性能越好。
但阴极电阻大, 相应要求负电源电压高。
例如《电子报》2006年24期《电子管差分放大电路》一文阴极电阻高达68kΩ, 若每管屏流为1mA, 则负电源应达－134V）（栅负压－2V）功耗也增加。
为此, 也可采用在阴极电路接入恒流源的方法, 如下图所示, 但又增加了电路的复杂性, 恒流源除可采用晶体管, 也可采用恒流二极管或电子管, 此时, 阴极负电压只需10～20V。
在采用阴极电阻的情况下, 电阻大小可用下式计算:R5＝｜VS｜＋｜VG｜／2I式中VS为阴极负电压, VG为栅负压, I为单管屏极电流。
当｜VS｜｜VG｜时, 可按R5＝VS2／2I选取电阻。
当电阻接入电路后, 其直流负反馈作用可自动提供适宜的栅负压稳定工作点（工作点可能与原选值略有差异, 但不影响正常工作）。
较之单管放大器, 电子管差分放大器有如下优点:1.省去了阴极旁路电路, 电路频响可至OHz, 成为直流放大器, 但高端频响不变。
差分放大电路差分放大电路的工作原理差分放大电路的
差分放大电路差分放大电路的工作原理差分放大电路的3.3差分放大电路 3.3.1差分放大电路的工作原理一、差分放大电路的组成及静态分析1、电路组成:差分放大器是由对称的两个基本放大电路通过射极公共电阻耦合构成的。
“对称”的含义是两个三极管的特性一致，电路参数对应相等。
2、电路特性:(1)差动放大电路对零漂在内的共模信号有抑制作用;(2)差动放大电路对差模信号有放大作用;(3)共模负反馈电阻Re的作用:?稳定静态工作点。
?对差模信号无影响。
?对共模信号有负反馈作用:Re越大对共模信号的抑制作用越强;也可能使电路的放大能力变差。
图1(a)电路 (b)直流通路3、静态分析V,U+IR EEBEQ1EEVU,EEBEQ1I ,EREVU,EEBEQII ,,CQCQ122REU,V,IR; U,V,IRCQ1CCCQ1C CQ2CCCQ2Cu,U -U,0oCQ1CQ2二、差分放大电路的动态分析1、差模输入与差模特性u ,–u i1i2u,u –u,2uidi1i2 i1u称为差模输入电压。
idi,–ic2c1i,I+i i,I+i,I-iC1CQ1c1 C2CQ2c2CQ1c1u,V –i R,U+ uC1CCC1CCQ1o1u,V –i R,U+ uC2CCC2CCQ2o2u,u –u,2uodC1C2o1图2差分放大电路差模信号输入(a)差模信号输入 (b)差模信号交流通路uod A,,Audud1uidR,,CA ,udrbe当图(a)所示电路中，两集电极之间接有负载电阻R时， L/ R,R//(R/2)LCL /R26mV26mV,,/Lrr(1)200(1),，，,,,，，,A ,bebbudI(mA)I(mA)rEQEQbeR= 2r ; R? 2R idbeOC例1、电路如图1所示，已知V,V,12V，R=20KΩ，R=10KΩ，R=20K CCEEECLΩ，V、V的β=β=80，U=U=0.7V，r’=200Ω。
基于差分对管的差分放大电路设计
基于差分对管的差分放大电路设计引言差分放大电路是一种常用的电路结构，广泛应用于模拟信号处理、通信系统、功率放大器等领域。
差分对管是差分放大电路的核心部件，其设计和优化对整个电路性能具有重要影响。
本文将详细介绍基于差分对管的差分放大电路的设计原理、特点以及一些优化技术。
差分放大电路概述差分放大电路是一种基于两个互补输入信号进行放大的电路结构。
它通过比较两个输入信号之间的差异，并将这种差异转化为输出信号，从而实现放大功能。
在实际应用中，常常使用晶体管作为差分对管来实现这一功能。
差分对管设计原理差分对管由两个互补工作的晶体管组成，一个被称为P型晶体管，另一个被称为N型晶体管。
它们通过共源极或共射极连接到共同的负载上。
当输入信号施加在P型和N型晶体管上时，它们会产生相反方向的输出信号。
工作原理差分对管的工作原理基于晶体管的放大特性。
当输入信号施加在晶体管的栅极上时，由于栅极和源极之间存在电势差，会引起电流流动。
这个电流会通过负载电阻，从而产生输出信号。
差分放大增益差分放大电路的增益是衡量其性能的重要指标之一。
增益可以通过测量输出信号和输入信号之间的比值来计算。
差分放大电路的增益通常由以下公式给出：A=V out V in其中，V out是输出信号的幅度，V in是输入信号的幅度。
差分对管设计优化为了提高差分放大电路的性能，需要进行一些优化设计。
偏置电流偏置电流是指通过晶体管流过的恒定直流电流。
它对差分放大电路的工作状态和线性度有重要影响。
适当选择偏置电流可以使得差分对管在线性范围内工作，并获得较高的增益。
负载设计负载是指连接到输出端口的负载元件。
合适选择负载可以使得差分对管的输出电流和输出电压满足要求。
常见的负载设计包括电阻、电容等。
温度补偿温度变化会影响晶体管的工作状态，从而影响差分放大电路的性能。
为了保持稳定的工作性能，可以采用温度补偿技术来抵消温度变化带来的影响。
噪声控制噪声是差分放大电路中不可避免的问题。
差分运算放大电路分析
差分运算放大电路分析
差分运算放大电路是电路中最常用的放大电路，其原理为：事先将
输入信号的相反相的两个分量进行放大，而后再通过网络将其组合起来，从而形成需要的输出信号。
此类放大电路具有放大性能稳定且信
号失真小的特点，几乎能够满足各种电路要求，也可以说，差分放大
电路是任何电路设计中必不可少的一块拼图。
主要特性：
·输入干扰电压低：通过交流信号的差分放大可以消除小的输入干扰电压，从而极大地改善可靠性。
·低失真：由于放大比较平均，具有良好的稳定性和高性能，因此可以
抑制失真。
·宽带宽：由于不需要考虑共模反馈，可以有较宽的带宽。
·可靠性高：由于可以消除较小的干扰并具有稳定性，因此差分放大电
路具有较高的可靠性。
·极高的噪声功率比：一般是10dB以上，大大优于标准单端放大电路。
模拟集成电路——差分放大电路
差分放大电路的优势：共模抑制比高，可以抑制输入端的噪声。
①差分放大电路的基本结构图1 差分放大电路的基本结构只要差分放大电路是左右对称的，那么M1和M2管的源端在差分信号比较小的情况下可以看作交流地。
左侧双入双出的电路和右侧双入单出的电路的增益相同，虽然右侧电路实现了单端输出，但是电路不对称了，对共模信号和输入端噪声的抑制作用下降。
问题一：输入信号的共模输入范围。
NMOS管作为放大管时，要保证尾管和放大管都处于饱和状态，由此确定了最小的共模信号为Vgs+Vov=2Vov+VTH。
PMOS管作为放大管时，同理，可以确定最大的共模信号为VDD-(Vgs+Vov)=VDD-(2Vov+VTH)。
所以要根据信号的共模信号范围选择合适的结构，可以通过在输入信号之前增加一个CD实现电平转换，或者使用差分对管的结构实现“轨到轨”。
问题二：动态响应。
差分放大电路左右两侧支路同时满足以下几个方程。
I_{1}+I_{2}=I_{ss}\Delta I_{ds}=I_{1}-I_{2} v_{id}=\DeltaV_{gs}=\sqrt{2I_{1}/k_{1}}-\sqrt{2I_{2}/k_{2}}I_{1}=(I_{ss}+\DeltaI_{ss})/2I_{2}=(I_{ss}-\Delta I_{ss})/2由此可以解得\Delta I_{ds}=I_{1}-I_{2}=v_{id}\sqrt{kI_{ss}}\sqrt{1-\frac{kv_{id}^{2}}{4I _{ss}}}\approxv_{id}g_{m}(1-\frac{kv_{id}^{2}}{8I _{ss}})包含非线性项。
问题三：动态范围。
图2 转移特性曲线当差分信号较大时，其中一个管子就会处于截止状态，此时左右两个支路的电流相差Iss，这种临界状态的差分信号被称为动态范围。
v_{id,max}=\pm\sqrt{2I_{ss}/k}=\sqrt{2}\Delta问题四：线性范围。
差分放大器版图设计
一.绪论1.1差分放大器的概述差分放大器(Differential amplifier),是能把两个输入电压的差值加以放大的电路,也称差动放大器。
这是一种零点漂移很小的直接耦合放大器,常用于直流放大。
它可以是平衡(术语“平衡”意味着差分)输入和输出,也可以是单端(非平衡)输入和输出,常用来实现平衡与不平衡电路的相互转换,是各种集成电路的一种基本单元。
由两个参数特性相同的晶体管用直接耦合方式构成的放大器。
若两个输入端上分别输入大小相同且相位相同的信号时,输出为零,从而克服零点漂移。
适于作直流放大器。
差分放大器是一种将两个输入端电压的差以一固定增益放大的电子放大器,有时简称为“差放”。
差分放大器通常被用作功率放大器(简称“功放”)和发射极耦合逻辑电路(ECL, Emitter Coupled Logic) 的输入级。
差分放大器是普通的单端输入放大器的一种推广,只要将差放的一个输入端接地,即可得到单端输入的放大器。
很多系统在差分放大器的一个输入端输入信号,另一个输入端输入反馈信号,从而实现负反馈。
常用于电机或者伺服电机控制,以及信号放大。
在离散电子学中,实现差分放大器的一个常用手段是差动放大,见于多数运算放大器集成电路中的差分电路。
差分放大器可以用晶体三极管(晶体管)或电子管作为它的有源器件。
输出电压u0=u01-u02,是晶体管T1和T2集电极输出电压u01和u02之差。
当T1和T2的输入电压幅度相等但极性相反,即us1=-us2 时,差分放大器的增益Kd(称差模增益)和单管放大器的增益相等,即Kd≈Rc/re,式中Rc=Rc1=Rc2,re是晶体管的射极电阻。
通常re很小,因而Kd较大。
当us1=us2 ,即两输入电压的幅度与极性均相等时,放大器的输出u0应等于零,增益也等于零。
实际放大电路不可能完全对称,因而这时还有一定的增益。
这种增益称为共模增益,记为Kc。
在实际应用中,温度变化和电源电压不稳等因素对放大作用的影响,等效于每个晶体管的输入端产生了一个漂移电压。
差分放大滤波电路
差分放大滤波电路【原创版】目录1.差分放大电路的定义和作用2.差分放大电路的原理3.差分放大电路的应用4.差分放大电路的优点和缺点5.差分放大电路的设计要点正文一、差分放大电路的定义和作用差分放大电路，又称为差分放大器，是一种模拟电路，用于将两个输入信号的差值放大到可观测的程度。
在电路设计中，差分放大电路被广泛应用于信号处理、放大和滤波等领域，主要作用是放大输入信号的差分，抑制共模输入信号，提高电路的抗干扰性能。
二、差分放大电路的原理差分放大电路的原理基于运算放大器的开环增益和反馈电阻。
运算放大器有两个输入端，分别为非反相输入端（-）和反相输入端（+），输出端为公共输出端。
当输入端的电压相同时，输出端电压为零；当输入端的电压不同时，输出端产生相应的电压信号。
差分放大电路的反馈电阻分为两部分：一部分连接到非反相输入端，另一部分连接到反相输入端。
当输入信号发生变化时，反馈电阻使输出电压保持稳定。
通过调整反馈电阻的大小，可以改变差分放大电路的放大倍数和频率响应。
三、差分放大电路的应用差分放大电路广泛应用于各种电子设备中，如音频放大器、通信系统、模拟计算机等。
在实际应用中，差分放大电路可以有效地抑制噪声、降低失真、提高信号传输的质量。
四、差分放大电路的优点和缺点差分放大电路的优点主要有以下几点：1.抑制共模输入信号，提高电路的抗干扰性能；2.输出电压与输入电压的差分成正比，信号放大倍数较高；3.电路稳定性好，频率响应宽。
差分放大电路的缺点主要有以下几点：1.温度漂移影响较大，可能导致电路参数不稳定；2.设计难度较高，需要考虑诸多因素，如运算放大器的选择、反馈电阻的设计等。
电子管差分放大功放的制作与调试
电子报/2007年/4月/1日/第022版音响发烧电子管差分放大功放的制作与调试江西刘中时笔者是焊机爱好者，从上世纪50年代组装矿石收音机开始，从未间断过。
1997年开始组装电子管功放，试装了好几种电路，总觉得音质不是很理想，经过不断挑选、改进和装试，总结出的线路图。
本人觉得按此图制作的电子管功放音色甜润，音质醇厚，底韵十足，零件经济，调试容易，极易成功，供焊机爱好者参考。
电路由“差分放大”+“电压推动”+“末级功率放大”组成。
整机为全对称放大电路，该机信噪比高，失真小，灵敏度和增益都比较高，力度感强，弹性好，功放末级未使用现在常用的三极管和超线性接法，而是传统式接法，为的是保持输出功率充沛，同时为负反馈调整留有足够的空间。
一、元件选择1.电阻除了标注了功率的以外，均选用2W的金属膜电阻。
栅漏电阻、屏极负载电阻、阴极电阻在选购时用数字三用表测量其阻值，要求每声道对称且误差尽可能小，最好相等。
本人使用的是“大红袍”电阻。
2.耦合电容器选择CBB型，耐压630V，每声道对称且两只电容器容量误差尽可能小。
3.电源变压器自制或购置。
本人是自制的，额定功率≥250W。
4.输出变压器自制或购置。
本人选用的是“无线电”杂志广告栏目里的永年县金声牌50W推挽输出牛。
输入阻抗6.5kΩ，输出阻抗4Ω-8Ω-16Ω，耐压1kV，价格经济，使用效果不俗。
二、安装为了制作方便，设计制作了印刷电路板，读者可仿制，也可采用搭棚焊接。
该印板可整块固定在底盘上，也可按虚线居中断开分开固定，以适合不同布局的安装需要。
除了印刷电路板上焊接的零件外，整流滤波部分的元器件可以靠近变压器固定后搭棚焊接。
接地线采用接地母线与机壳一点接地方式。
信号输入线使用外表有绝缘层的屏蔽线，屏蔽线一端接地，另一端空着并处理好，不得产生短路。
负反馈引线暂不焊接，留调试时再焊接。
三、调试1.将W2阻值调整至1／2处。
2.对照图纸，认真复查每个零件、接头是否有错焊、漏焊和虚焊的情况。
差分放大电路的优点（共4篇）
差分放大电路的优点（共4篇）以下是网友分享的关于差分放大电路的优点的资料4篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
差分放大电路的原理篇11．电路组成差动放大电路的基本形式如图2 -49所示，由两个BJT管组成，通常采用集成差分对管，电路结构对称。
理想情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相同，因而静态工作点也相同。
信号电压ui1和ui2由两个管子的基极输入，输出电压甜。
由两管的集电极输出。
要求理想情况下，两管特性一致，电路为对称结构。
2．零点漂移的抑制不管是温度还是其他原因引起的漂移，只要是寻起两管同向的漂移，都可以给予抑制。
3．电路输入信号的三种类型(1)共模输入信号共模输入信号指的是：两个大小相等，极性相同的输入信号，即uil=ui2。
在共模信号作用下，对于理想的完全对称的差分放大电路来说，很显然引起的集电极电位变化相同，△Uc1=△Uc2，根据uo=uc1-uc2，可得uo=0，所以差动放大器对共模信号没有放大作用。
而零漂信号分别折合到两个BJT管输入端的温漂电压，正好相当于加了一对共模信号，所以差分电路抑制共模信号能力的大小，也即是它对零漂抑制的能力。
(2)差模输入信号差模输入信号指的是：两个大小相等，极性相反的输入信号，即ui1=-ui2．TZ差动放大器对差模信号放大的过程是：当ui2>0时，ui2信号使T2管集电极电流减小，从而使△uc2>0;这样，两个管集电极电位一增一减异向等量变化，则有△uc1=-△uc2=-△uc。
根据uo=UCl-UC2，可得uo=-2△uc。
因ua》uil，｜uo｜=2｜ucl｜，可见，在差模输入信号的作用下，差分放大电路两管集电极之间的输出电压为两管各自输出电压变化量的两倍；所以差动放大器对差模信号有较大的放大能力，这也是差动放大器“差动”一词的含义。
由上面的讨论可知，差动信号是有差别的信号，有差别的信号通常是有用的、需要进一步放大的信号；共模信号是没有差别的信号，没有差别的信号通常可归并为需要抑制的温漂信号。
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差分放大电路是为解决直流放大器的工作点漂移而出现的。
由于集成电路中晶体管的一致性好，且大电容不易制造，差分电路已成为模拟集成电路中放大电路的主要形式。
电子管差分放大器与晶体管差分放大器原理差不多，但在音频领域内实际应用并不多。
其基本电路如上图所示。
当两个电子管的特性一致时，两管的屏流相等，两个输出端的电压幅值相等，相位相反。
由于阴极电阻R5的作用，在电子管的栅极输入信号时，一个管子屏流的增加必然导致另一个管子屏流的减少，并且增加量与减少量相等，而输出电压则是二者之差，这正是差分电路名称的由来。
但当电子管的工作点选择不当时，仍可能出现一个管子的增加量不等于另一个管子减小量的情况，即放大器出现了失真。
当双端输出时，失真被抵销一大部分，而单端输出时，失真并不能被抵销，与单管放大器（工作点相同）差不多。
电子管差分放大电路对管子的配对要求也比较高，两管一致性越好，电路性能越好。
此外还与阴极电阻R5有关，R5越大，电路性能越好。
但阴极电阻大，相应要求负电源电压高。
例如《电子报》2006年24期《电子管差分放大电路》一文阴极电阻高达68kΩ，若每管屏流为1mA，则负电源应达－134V）（栅负压－2V）功耗也增加。
为此，也可采用在阴极电路接入恒流源的方法，如下图所示，但又增加了电路的复杂性，恒流源除可采用晶体管，也可采用恒流二极管或电子管，此时，阴极负电压只需10～20V。
在采用阴极电阻的情况下，电阻大小可用下式计算：
R5＝｜VS｜＋｜VG｜／2I式中VS为阴极负电压，VG为栅负压，I为单管屏极电流。
当｜VS｜｜VG｜时，可按R5＝VS2／2I选取电阻。
当电阻接入电路后，其直流负反馈作用可自动提供适宜的栅负压稳定工作点（工作点可能与原选值略有差异，但不影响正常工作）。
较之单管放大器，电子管差分放大器有如下优点：
1.省去了阴极旁路电路，电路频响可至OHz，成为直流放大器，但高端频响不变。
2.具有高的共模抑制能力，对共模干扰、噪声及电源电压变化不敏感。
3.工作点十分稳定，阴极负电压越高，工作点越稳定。
4.输入、输出均可选择单端、双端任意搭配，十分灵活。
如可实现单端输入，双端输出，且输出大小相等、相位相反的电压。
但同时也存在固有缺陷：
1.多用了一倍的电子管及元件，且选管配对要求高。
2.必须另设一组单独的较高质量阴极负电源。
若负电源质量不高，反而引入干扰和噪声。
3.单端输入、单端输出时的尖真与单管放大器差不多，而其放大倍数减少一半。
通常，音频放大器并不需要放大直流信号，其输入、输出端大都为电容耦合，工作点轻微变动并不影响交流放大。
同时，工作中的共模干扰也很少，加之又存在上述三个固有缺陷，决定了电子管差分放大电路在音频领域中应用并不很多。
特别是一般前级放大器，根本没有必要采用差分放大器。
当然，音响发烧进行试验及追求完美另当别论。
电子管差分放大器在音频电路中应用主要有两个方面：一是作为平衡输入的前级放大器，以配合线路平衡传输时要求的双端输入及对共模干扰的抑制。
二是作为末级推挽功放的倒相推动级，由于差分放大器双端输出的是相位相反的音频信号，故可通过电容耦合直接推动末级推挽功率电子管，较之常见的分负载倒相或变压器倒相有更好的性能。
另外，电路上图、下图中的电位器是在两管特性不太一致时调平衡之用，以保证输入为零时双端输出为零。
用于交流放大时，两管屏流的轻微不平衡不影响正常工作，此电位器可省去。
也可在每个管子的阴极串一小电阻再接阴极电阻上，以提供适量的本级负反馈。