直流差动放大电路
第13讲--差动放大电路课件
+ T1 RC1 uBE1
－ iE1
RS2 －
+ uod －
+
+
uo1
uo2
－
－
RE iE
iC2
iB2 T2
RC2
+
uBE2 －
iE2
❖ 由三极管e极电流与e极电压指数关系，电流方程：
iC1
iE1＝I ES
exp( u BE1 UT
)
iE iE1 iE2 iC1 iC2
iC 2
iE2＝I ES
2024/10/10
电子电路基础
第十三讲 差动放大电路 （1）
1
主要内容
7.1 基本电路及特征分析 7.2 双端输入、单端输出差动放大电路旳特征 7.3 单端输入、双端输出差动放大电路旳特征 7.4 单端输入、单端输出差动放大电路旳特征 7.5 有源偏置差动放大电路
2
零点漂移
❖ 放大电路无输入时，还有缓慢变化旳电压 输出旳现象为零点漂移
(2)先求rbe,再用前述公式
rbe
rbb
UT ICQ
134 100 26 1.1
2.5(k)
ASD
RC1 //( RL / 2)
RS1 rbe1
100 5 // 5 71
1 2.5
VCC
iC1
iC2
RC1
RL
RC2
Ri 2(RS1 rbe1)
2 (1 2.5) 7(k)
❖ 增大发射极电阻RE旳阻值，线性范围增大
uo1, uo2
uo2
uodm
uo1
RE 小
RE 大
uid
0
电压传输特性
差分放大电路：零漂、组成、直流分析
算到输入端的等效输入漂移电压值。
抑制零漂（温漂）的措施
• 引入直流负反馈：Q点的漂移，故引入Re稳定Q点。
• 用热敏元件进行温度补偿：二极管——图2.4.6。
• 采用差分式放大电路：利用特性相同的管子，使它
们 的温漂相互抵消。
1.2 差分式放大电路的组成及其直流分析
放大倍数大为减小。在实际电路中，均满
足Re>RC ，故|Ac(单)|<0.5，即差动放大器
对共模信号不是放大而是抑制。共模负反
馈电阻Re越大，则抑制作用越强。
1.4 差分放大电路对差模信号的放大作用
uI1=uId1，uI2=uId2 ，
而uId1= - uId2
ib1= -ib2 ie1= -ie2 uc1= -uc2
恒流源电路的简化画法及电路调零措施
差动放大器的传输特性
差分放大电路的电压传输特性
本章小结
•
•
•
•
•
•
•
•
（1）零漂——温漂——静漂
（2）差分电路的静态分析
（3）对共模信号的抑制：Re=2Re
理想对称
（4）对差模信号的放大：没Re
（5）共模抑制比KCMR
（6）四种接法时的计算
（7）改进型差分放大电路
输出电压为： uO=Aduid+Acuic
Ac=0时： uO=Aduid
差动放大电路的输出与两个
输入电压的差值成正比，与
输入电压本身的大小无关
例
题
单端输入差放电路的分析
Ui1=Ui Ui2=0
处理方法：按任意信号处理
Uic1=Uic2=(Ui+0)/2= Ui/2
直流差动放大电路实验报告问题讨论
直流差动放大电路实验报告背景直流差动放大电路是一种常见的放大电路，广泛应用于信号放大和电子设备中。
它通过比较两个输入信号的差异，来放大输出信号。
直流差动放大器具有较高的增益、较低的噪声和较好的抗干扰能力，在信号传输和测量中起着重要的作用。
本实验旨在通过搭建直流差动放大电路，并对其性能进行分析，验证理论知识，培养实际操作能力。
实验设备1.双电源直流电压稳定器2.直流信号发生器3.双导轨运算放大器（如LM324）4.虚拟地实验步骤1.搭建直流差动放大电路，如图所示。
其中 Ve1 和 Ve2 分别为两个输入信号，Vout 为输出信号，R1 和 R2 分别为两个输入电阻。
2.将 Ve1 和 Ve2 分别接入直流信号发生器，并调节为期望的输出波形和幅度。
3.连接双导轨运算放大器的正负电源，确保电源的稳定性和适当的电压。
4.连接输出信号 Vout 至示波器，以观察输出波形。
5.开启电源，等待电路稳定。
6.调节输入电压 Ve1 和 Ve2，观察输出信号 Vout 的变化。
7.记录输出信号 Vout 的幅度和相位，绘制输入输出特性曲线。
实验结果通过实验，我们观察到以下结果：1.在输入信号差异较小时，输出信号几乎不变，增益较高。
2.当输入信号差异较大时，输出信号会有明显的变化。
3.输出信号的相位和输入信号之间存在一定的差异。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1.直流差动放大电路可以放大输入信号的差异，并输出放大后的信号。
2.输入信号差异越大，输出信号的变化越明显。
3.该电路适用于需要对输入信号进行放大、差异比较的应用场景。
分析直流差动放大电路的原理是通过在两个输入信号 Ve1 和 Ve2 上加上相同的放大倍数进行放大，使得两个输入信号的差异被放大。
这样可以实现对差异信号的放大和传输。
在实验中，我们使用了双导轨运算放大器作为放大电路，该放大器具有输入电阻高、开环增益大、抗干扰能力强等特点，适合用于直流差动放大电路。
第三章 差动放大电路及集成运算放大器 第一节差动放大电路
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.1.1 差动放大电路的基本结构 差动放大电路如图３-１所示。
图3-2中可以算出差模输入电阻为: Rid＝２(ｒbe+Rb) 输出电阻为： Rο＝２RC
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.3 共模输入信号与共模抑制比ＫCMR
在差动放大器两输入端同时输入一对极性相同、幅度相 同的信号称为共模输入方式。定义共模信号uic为两个输入信 号的算术平均值，即：
uic
ui1
差动放大电路及集成运算放大器
因此，其差模电压放大倍数为：
Aud
uo uid
Rc
Rb rbe
上式说明，该电压放大倍数与单管共射放大电路的电压
放大倍数相等。
这里我们用两套电路的元件实现的电压放大倍数和一套 电路相同。但该电路具有很好的超低频性能和很强的抑制零 点漂移的能力，这个问题下面还要详细讨论。
uo uo1 uo2 2uo1
差动放大电路及集成运算放大器
由图3-2可以计算出VT1、VT2的输出电压分别为：
VT1的输出电压：
uo1
Rcuid
2(Rb rbe )
VT2的输出电压：
uo 2
Rcuid
2(Rb rbe )
则差动放大电路的双端输出电压为：
uo
uo1
uo2
RCuid
Rb rbe
在一些超低频及直流放大电路中，级间耦合必须采用直 接耦合方式。直接耦合电路既能放大交流信号又能放大直流 信号，具有相当好的低频特性，所以又常称为直流放大器。 但由于其内部各级电路的静态工作点相互影响,给电路设计 和调整带来诸多不便。
差动放大电路----直流信号
IB=
UCE=
表1
电气与自动化工程学院
2) 测量差模电压放大倍数
电工电子实验中心
差动放大电路的输入信号可以用交流信号
和直流信号，本课件只介绍直流信号的使
用。
正负12V电源接好 后，小信号源就有 输出信号了，小信 号源必须接入线路 后测量
小信号源
电气与自动化工程学院
电工电子实验中心
差模双端输入信号接法
50mV -50mV
电气与自动化工程学院
电工电子实验中心
典型差动电路双端输入——单端输出、双端输出数据表
输入差模信号
测量值 Vo1 Vo2 VoD
计算值 AvD1 AvD2 AvD
VsD=+0.1V
VsD=-0.1V
电气与自动化工程学院
电工电子实验中心
差模单端输入信号接法
0.1V
电气与自动化工程学院
输入共模信号
测量值 VoC1 VoC2 VoC
计算值 AvC1 AvC2 AvC
VsC=+0.1V
VsC=-0.1V
电气与自动化工程学院
具有恒流源的差动放大器
电工电子实验中心
开关S向 右拨，重 新调零后 加信号完 成相应表 格
S
电气与自动化工程学院
五、实验注意事项
1、仪器、仪表的正确使用 2、所有仪器要共地
电工电子实验中心
典型差动电路单端输入——单端输出、双端输出数据表
输入差模信号
测量值
计算值
Vo1 Vo2 VoD AvD1 AvD2 AvD
VsD= Vs1=+ 0.1V
VsD= Vs1=-0.1V
电气与自动化工程学院
电工电子实验中心
实验三 直流差动放大电路
实验三直流差动放大电路一、实验目的l.熟悉差动放大电路工作原理。
2.掌握差动放大电路的基本测试方法。
二、实验仪器1.双踪示波器2.信号发生器3.数字万用表三、实验原理差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路，由典型的工作点稳定电路演变而来。
为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路，以牺牲一个晶体管放大倍数为代价获取了低温飘的效果。
它还具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，由于不存在电容，可以不失真的放大各类非正弦信号如方波、三角波等等。
差分放大电路有四种接法：双端输入单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。
由于差分电路分析一般基于理想化（不考虑元件参数不对称），因而很难作出完全分析。
为了进一步抑制温飘，提高共模抑制比，实验所用电路使用V3组成的恒流源电路来代替一般电路中的Re,它的等效电阻极大，从而在低电压下实现了很高的温漂抑制和共模抑制比。
为了达到参数对称，因而提供了RP1来进行调节，称之为调零电位器。
实际分析时，如认为恒流源内阻无穷大，那么共模放大倍数AC=0。
分析其双端输入双端输出差模交流等效电路，分析时认为参数完全对称：设，因此有如下公式：，差模放大倍数，同理分析双端输入单端输出有单端输入时：其由输出端是单端或是双端决定，与输入端无关，其输出必须考虑共模放大倍数无论何种输入输出方式输入电阻不变：。
四、实验内容及步骤实验电路如图所示+12V图1.1差动放大原理图1.测量静态工作点，(1)调零将输入端b1、b2短接到地，接通电压，调节电位器Rpi,使双端输出电压V0双=Vc1-Vc2=0(2)测量静态工作点测量V1、V2、V3各极对地电压填入表1中表12.测量差模电压放大倍数。
用实验箱上的直流电压源，在输入端加入直流电压信号Vid=土0.1V 按表2要求测量并记录，由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。
注意：先将DC信号源OUTl和OUT2分别接入Vi1,和Vi2端，然后调节DC信号源，使其输出为+0.1V和-0.1V。
差动放大电路(
§5、1差动放大电路(第三页)这一页我们来学习另一种差动放大电路和差动放大电路的四种接法一：恒流源差动放大电路我们知道长尾式差动电路，由于接入Re，提高了共模信号的抑制能力，且Re越大，抑制能力越强，但Re增大，使得Re上的直流压降增大，要使管子能正常工作，必须提高UEE的值，这样做是很不划算的。
因此我们用恒流源代替Re，它的电路图如右图所示：恒流源差动放大电路的指标运算，与长尾式完全一样，只需用ro3代替Re即可二：差动放大电路的四种接法差动放大电路有两个输入端和两个输出端，因此信号的输入、输出方式有四种情况。
（1）双端输入、双端输出它的电路的接法如图（1）所示：差模电压的放大倍数为：共模电压的放大倍数为：共模抑制比为：CMRR→∞(2)双端输入、单端输出它的电路接法如图(2)所示:差模电压的放大倍数为:共模电压的放大倍数为:共模抑制比为:(3)单端输入、双端输出它的电路接法如图（3）所示：这种放大电路忽略共模信号的放大作用时，它就等效为双端输入的情况。
双端输入的结论均适用单端输入、双端输出。
(4)单端输入、双端输出它的电路的接法如图（4）所示：它等效于双端输入、单端输出。
这种接法的特点是：它比单管基本放大电路的抑制零漂的能力强，还可根据不同的输出端，得到同相或反相关系。
三：总结由以上我们可以看出：差动放大电路电压放大倍数仅与输出形式有关，只要是双端输出，它的差模电压放大倍数与单管基本的放大电路相同；如为单端输出，它的差模电压放大倍数是单管基本电压放大倍数的一半，输入电阻都相同。
下一节返回§5、2集成运算放大器集成运放是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合放大电路一：集成运放的组成它有四部分组成：1、偏置电路；2、输入级：为了抑制零漂，采用差动放大电路3、中间级：为了提高放大倍数，一般采用有源负载的共射放大电路。
4、输出级：为了提高电路驱动负载的能力，一般采用互补对称输出级电路二：集成运放的性能指标（扼要介绍）1、开环差模电压放大倍数 Aod它是指集成运放在无外加反馈回路的情况下的差模电压的放大倍数。
直流差动电路实验报告
一、实验目的1. 理解直流差动放大电路的工作原理。
2. 掌握直流差动放大电路的组成和特点。
3. 通过实验，验证差动放大电路对差模信号和共模信号的放大能力。
4. 学习使用直流电压表、万用表等仪器测量电路参数。
二、实验原理差动放大电路是一种能够有效抑制共模干扰的放大电路，由两个完全相同的晶体管组成。
它能够分别放大两个输入端输入的差模信号和共模信号，并抑制共模信号的影响。
差动放大电路的原理如下：1. 差模信号放大：当两个输入端分别输入大小相等、极性相反的信号时，差动放大电路能够将这两个信号的差值作为输出信号放大。
2. 共模信号抑制：当两个输入端同时输入大小相等、极性相同的信号时，差动放大电路能够抑制这个共模信号的影响，只输出差模信号。
三、实验仪器与设备1. 直流电源2. 晶体管3. 电阻4. 电容5. 直流电压表6. 万用表7. 信号发生器8. 电路板9. 连接线四、实验步骤1. 搭建电路：根据实验原理图，将电路连接好，包括直流电源、晶体管、电阻、电容等元件。
2. 测量静态工作点：使用直流电压表测量晶体管的集电极电压和发射极电压，确保晶体管工作在合适的工作点。
3. 输入差模信号：使用信号发生器输入一个差模信号，使用直流电压表测量输出电压，分析差模放大倍数。
4. 输入共模信号：使用信号发生器输入一个共模信号，使用直流电压表测量输出电压，分析共模抑制能力。
5. 测量电路参数：使用万用表测量晶体管的参数，如β值、输入阻抗等。
五、实验结果与分析1. 差模信号放大：通过实验，我们得到了差模放大倍数Aud的测量值，并与理论值进行了比较，验证了差动放大电路对差模信号的放大能力。
2. 共模信号抑制：通过实验，我们得到了共模抑制比CMRR的测量值，并与理论值进行了比较，验证了差动放大电路对共模信号的抑制能力。
3. 电路参数测量：通过实验，我们测量了晶体管的参数，如β值、输入阻抗等，并与理论值进行了比较，验证了电路的可靠性。
讲答案4章 差动放大电路
第4章 差动放大电路在工业控制过程中，如温度、压力这样的物理量，被传感器检测到并转化为微弱的。
变化缓慢的非周期电信号。
而这些信号还需要经过直流放大器放大以后，才能进行进一步的处理或推动二次仪表进行显示。
那么，这里的放大器一般采用直接耦合多级放大器。
直接耦合多级放大器存在零点漂移的问题，克服零点漂移的有效办法，就是在多级放大器的输入级采用差动放大电路。
4.1 典型差动放大电路4.1.1 零点漂移问题1、零点漂移（1）零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象，简称零漂。
（2）零漂产生的原因：晶体管参数()CEO BE I U β、、随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化等。
（其中主要因素是温度对晶体管参数的影响，称为温漂。
）（3）温漂：环境温度每变化1℃，将放大电路输出端出现的漂移电压oU '∆ 折算到输入端，用这个折算到输入端的漂移电压数值表示零漂的大小，用i U '∆表示。
（常常认为，零漂就是温漂。
）放大电路的级数越多，放大倍数越大，则零漂电压逐级放大，就使零漂越严重，有时会将输入信号淹没。
那么，第一级零漂对输出端的总零漂来说，占主要地位。
2、抑制温度漂移的措施：① 在电路中引入直流负反馈。
（如第2章介绍的分压式偏置电路中的E R 就是一个直流负反馈。
）② 采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，构成差动放大电路，至于直接耦合多级放大电路的输入端。
（在直接耦合放大电路中抑制零点漂移最有效的电路结构是差动放大电路。
）4.1.2 典型差动放大电路1、电路结构与静态工作情况 （图4-1为典型的差动放大电路）将两个电路结构、参数均相同的单管放大电路组合在一起，就成为差动放大电路的基本形式。
两管射极均通过电阻E R 与负电源串联之后接地。
（1）差动放大电路的结构特点：① 由两个结构、参数左右对称的共射放大器组成；② 它有两个输入端a 和b ，存在两个输入信号1i u 、2i u ；③ 它有两个输出端，有单端输出（从任意一个集电极输出）、双端输出（从两个集电极之间输出）两种方式； ④ EE U 为负电源，确保1V 、2V 工作在放大状态。
差动放大电路 (课件)
由于理想运放的输入电阻非常高，在分析处于线性状 虚断 态运放时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性 称为虚假开路，简称虚断。 虚短 在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端 视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。 虚地 如将运放的同相端接地V+=0，则V-=0,即反相端是一 个不接“地”的“地”，称为“虚地”
4.共模抑制比CMRR=∞;
5.开环带宽BW=∞;
6.失调、漂移和内部噪声为零。
二、理想运放的工作状态及其特点
IVV+ I+
Vo + Vo VOH 理想
VOH为正向输出饱和电压 VOL为负向输出饱和电压
其数值接近运放的正负
电源电压 分析应用电路 的工作原理时， 首先要分清运 放工作在线性 区还是非线性 区。
2rbe
1 ( Rc // RL ) 2 rbe
( Rc // RL )
2rbe
2rbe
2rbe
1 [rbe (1 )2ro ] 2
2Rc Rc
1 [rbe (1 )2ro ] 2 Rc 2R
c
集成运算放大器概述
集成运算放大器结构特点
集成运算放大器组成及各部分作用 集成运算放大器主要参数 理想集成运算放大器及两个工作区域
1 R L 2 R b rbe
C1为反向输出端,C2为同向输出端
rid=2(Rb+rbe)
rod ≈ Rc
3.对共模信号的抑制作用分析 Uic1=Uic2=Uic
工作原理
Ibc1=Ibc2 Iec1=Iec2
流过Ree上的电流： Iec=Iec1+Iec2=2 Iec1 Ree上的电压：URee=Iec12Ree 画交流通路时，单管射极电阻应为2Ree。 Uic1 Rb
第三章 差动放大电路及集成运算放大器 第二节负反馈放大电路
差动放大电路及集成运算放大器
3.2.2.3 电压反馈和电流反馈 根据反馈信号在放大电路输出端取样信号方式的不同，
可分为电压反馈和电流反馈。
图3-9 电压反馈和电流反馈
差动放大电路及集成运算放大器
（1）电压反馈
如图3-9(a)所示，放大电路的输出电压直接送至反馈网 络的输入端。
则：Xf =Ｆuo。 这种反馈方式叫做电压反馈。
Xi
1
该式表明 Af 为 A 的 1 Af 。1 AF 叫做“反馈深度”，
其值越大，则反馈越深。它影响着放大电路的各种参数，也
反映了影响程度。
差动放大电路及集成运算放大器
|1+AF｜＞１时为负反馈；因此时｜Aｆ｜＜｜A｜，说明
引入反馈后放大倍数下降。
｜1+AF｜＜１时为正反馈。因此时｜Aｆ｜＞｜A｜，表
明引入反馈后放大倍数增加，但这种情况下电路不稳定。
当1+AF＝０时，则AF＝－１，此时｜Aｆ｜→∞，意味着
在放大器输入信号为零时，也会有输出信号，这时放大器处 于自激振荡状态，形成振荡器（在第四章讨论）。
差动放大电路及集成运算放大器
当|AF|»１时，为深度负反馈，在深度负反馈时：
Af
A AF
1 F
放大器的开环放大倍数：A XO Xi
反馈网络的反馈系数： F X f XO
放大器的闭环放大倍数：
Af
XO XS
差动放大电路及集成运算放大器
在负反馈状态下，Ｘf与ＸＳ反相，则Ｘｉ＝ＸＳ－Ｘf ； 即：Ｘｓ＝Ｘｉ＋Ｘf，则：
Af
XO XO / Xi XS XS / Xi
A Xi X f
A 1 AF
并联叠加，电流ｉs与ｉf 相加形成净输入电流ii，这就叫并 联反馈。负反馈时， ii = is－if 。
直流差动放大电路
共模：输入大小相等，极性相同的两个电压值（先用+0.1V，后用-0.1V），测量单端及双端输出，并计算出相关
值。
测量值
差模输入
共模输入
共模抑制比
计算值 输入信号
测量值(V)
计算值
测量值(V)
计算值
计算值
Vc1
Vc2
V0
Ad1
Ad2
AVD
Vc1
Vc2
V0双
Ac1
Ac2
AVC
差模输入+0.1V和0.1V
共模电压增益：
������������������
=
������0 ������������������
共模抑制比：
CMRR
=
������������������ ������������������
差动电路由两个完全对称的共发射极单管放 大电路组成，电路的输入端是两个信号输入 的差值，为电路有效输入信号。电路的输出 是对两个信号之差的放大。 若存在干扰信号，会对两个输入信号产生相 同的干扰，则两者差干扰输入为0，达到抗 共模干扰的目的。
共模输入+0.1V
CMRR
共模输入-0.1V
差模电压增益： 共模电压增益：
������������������
=
������0 ������������������
，������������1
=
������������2
=
1 2
������������������
������������������
差模信号： ������������������ = ������������1 − ������������2
差动放大电路的工作原理
差动放大电路的工作原理
差动放大电路是一种常用的电路设计，其作用是放大输入信号而抑制噪声。
差动放大电路由两个共尺度的放大器组成，每个放大器都有一个输入端和一个输出端。
输入信号被分别连接到两个输入端，而输出信号是通过将两个放大器的输出信号相加得到的。
差动放大电路的工作原理可以解释如下：
1. 输入信号被分割：输入信号被分别连接到差动放大电路的两个输入端，这样信号便被分割成两个相等的信号。
2. 差分放大：每个输入信号经过各自的放大器放大，放大后的信号再相加。
由放大器的特性可知，它们具有“差分放大”的特性，即两个相等的输入信号会被放大器放大并形成一个差分信号。
3. 噪声抑制：由于噪声通常是随机分布的，并且在两个输入信号中均匀地混合在一起，放大后的差分信号中噪声的平均值接近于零。
因此，通过相加也可以抵消部分噪声信号，从而实现噪声的抑制。
4. 输出信号：最后，通过将两个放大器的输出信号直接相加，差动放大电路的输出信号就是放大后的差分信号。
输出信号的放大倍数可以通过调节两个放大器的增益来控制。
总的来说，差动放大电路通过将两个相等的输入信号进行差分放大，并相加得到输出信号。
这种设计可以提高信号的幅度，并抑制噪声信号，常用于音频放大器、通信设备等领域。
直流差动放大电路实验报告问题讨论
直流差动放大电路实验报告问题讨论一、实验目的本次实验的目的是掌握直流差动放大电路的基本原理和实现方法，通过实验验证其性能和特点。
二、实验原理1. 直流差动放大电路的基本原理直流差动放大电路是由两个输入端口和一个输出端口组成的电路。
其中，两个输入端口分别接收输入信号，而输出端口则输出放大后的信号。
该电路采用了差分放大器作为核心元器件，可以对输入信号进行增益和相位变换，并且具有很高的共模抑制比。
2. 差分放大器的工作原理差分放大器是由两个共用一个负反馈回路的晶体管组成。
其中一个晶体管被称为“正相位输入晶体管”，另一个被称为“反相位输入晶体管”。
当两个输入信号相同时，它们会同时作用于正反相位晶体管上，并产生对称的电流；当两个输入信号不同时，则会产生不对称的电流。
这样就可以将差异信号进行增强。
3. 直流差动放大电路的特点直流差动放大电路具有以下特点：（1）具有很高的共模抑制比；（2）可以对输入信号进行增益和相位变换；（3）适用于直流信号的放大；（4）可以用于信号差分、滤波等应用。
三、实验器材与仪器1. 实验器材示波器、函数信号发生器、电阻箱、电容箱、万用表等。
2. 实验仪器直流差动放大电路实验板。
四、实验步骤1. 连接实验板将实验板连接好，并将两个输入端口分别接收到两个输入信号，输出端口则连接到示波器上。
2. 调节信号发生器调节函数信号发生器，使其产生合适的输入信号。
可以根据需要改变频率和幅度等参数。
3. 调节电阻箱和电容箱根据需要调节电阻箱和电容箱，以匹配不同的输入信号。
这样可以保证输出端口的负载匹配良好，从而提高系统性能。
4. 测量输出信号使用万用表或示波器测量输出信号，并记录下来。
可以通过改变输入信号的频率和幅度等参数，来观察输出端口的响应情况。
五、实验结果与分析通过本次实验，我们得到了直流差动放大电路的输出波形，并对其进行了分析。
实验结果表明，该电路具有很高的共模抑制比和较好的放大性能，可以用于信号差分、滤波等应用。
差动放大电路
在发射极电阻R 的作用：是为了提高整个电路以及单管 在发射极电阻RE的作用 放大电路对共模信号的抑制能力。 负电源U 的作用：是为了补偿RE上的直流压降，使发 负电源UEE的作用 射极基本保持零电位。 恒流源比发射极电阻RE对共模信号具有更强的抑制作用。
RC R1 V1 ui 1 V3 R2 RE + uo － V2 ui 2 V1 ui 1 I －UEE －U EE (b) 图(a)的简化电路 RC +U CC RC + +UCC RC
从工作波形可以看到，在 波形过零的一个小区域内 输出波形产生了失真，这 种失真称为交越失真。产 生交越失真的原因是由于 V1、V2发射结静态偏压为 零，放大电路工作在乙类 状态。当输入信号ui 小于 晶体管的发射结死区电压 时，两个晶体管都截止， 在这一区域内输出电压为 零，使波形失真。
ui 0 uo1 0 uo2 0 uo 0 t 交越失真 t t t
uo － V2
+ ui 1 －
I －UEE (c) 单端输入双端输出
+ ui 1 －
V1
V2
I －UEE (d) 单端输入单端输出
单端输入式差动放大电路的输入信号只加到放大器的一个 输入端，另一个输入端接地。由于两个晶体管发射极电流 之和恒定，所以当输入信号使一个晶体管发射极电流改变 时，另一个晶体管发射极电流必然随之作相反的变化，情 况和双端输入时相同。此时由于恒流源等效电阻或发射极 电阻RE的耦合作用，两个单管放大电路都得到了输入信号 的一半，但极性相反，即为差模信号。所以，单端输入属 于差模输入。
R1 V1 R2 D1 D2 V2 R3 +
+UCC
C RL + uo －
直流差动放大电路
直流差动放大电路一、 实验目的(一) 加深对差动放大电路工作原理及特点的理解;了解零漂产生的原因与抑制零漂的方法。
(二) 学习差动放大电路的测试方法。
二、知识要点 （一） 静态工作点的估算 对于典型电路： EBEEE E R U U I -≈（认为U B1＝U B2≈0），E C2C1I 21I I ==对于恒流源电路：E3BEEE CC 212E3C3R U )U (U R R R I I -≈≈++，C3C1C1I 21I I ==（二） 差模电压放大倍数和共模电压放大倍数当差动放大器的射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。
双端输出: R E ＝∞，R P 在中心位置时，Pbe B C iO d R β+++r R βR =△U △U =A )1(21单端输出d i C d A =△U △U =A 2111，d i C d A △U △U =A 21-22当输入共模信号时，若为单端输出，则有若为双端输出，在理想情况下0=△U △U =A iO C实际上由于元件不可能完全对称，因此A C 也不会绝对等于零。
（三） 共模抑制比CMRR为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比c d A A CMRR= 或()dB A A LogCMRR=cd20 差动放大器的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。
本实验由函E C E P be B C i C C C R R ≈)R +R +β++r R 踨R =△U △U ==A A 2-221)1(-121数信号发生器提供频率f＝1KHZ 的正弦信号作为输入信号。
图7—1 直流差动放大电路三极管：T1 ，T2，T3，3DG 型（要求T1，T2特性曲线大致相同）。
二、 实验内容及步骤（一） 将FG 连上，检查电路接线正确后闭合电源开关。
差动放大电路
差动放大电路一、概述差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。
特别是大量的应用于集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。
基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成，该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。
设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的。
二、基本电路图差动放大电路的基本电路图上图为差动放大电路的基本电路图[1]三、差动放大电路的工作原理1、差动放大电路的基本形式对电路的要求是：两个电路的参数完全对称两个管子的温度特性也完全对称。
它的工作原理是：当输入信号Ui=0时，则两管的电流相等，两管的集点极电位也相等，所以输出电压Uo=UC1-UC2=0。
温度上升时，两管电流均增加，则集电极电位均下降，由于它们处于同一温度环境，因此两管的电流和电压变化量均相等，其输出电压仍然为零。
它的放大作用（输入信号有两种类型）（1）共模信号及共模电压的放大倍数 Auc共模信号---在差动放大管T1和T2的基极接入幅度相等、极性相同的信号。
如图（2）所示共模信号的作用，对两管的作用是同向的，将引起两管电流同量的增加，集电极电位也同量减小，因此两管集电极输出共模电压Uoc为零。
因此：。
于是差动电路对称时，对共模信号的抑制能力强字串3（2）差模信号及差模电压放大倍数 Aud差模信号---在差动放大管T1和T2的基极分别加入幅度相等而极性相反的信号。
如图（3）所示差模信号的作用，由于信号的极性相反，因此T1管集电极电压下降，T2管的集电极电压上升，且二者的变化量的绝对值相等，因此：此时的两管基极的信号为：所以：，由此我们可以看出差动电路的差模电压放大倍数等于单管电压的放大倍数。
差动放大电路在直流放大中零点漂移
差动放大电路在直流放大中的零点漂移
差动放大电路是电子设备中常用的一种放大电路。它具有很好的抗干扰能力和直流放大能力，被广泛应用于各种领域，如音频放大、信号采集等。然而，在差动放大电路的直流放大过程中，经常会遇到一个问题，那就是零点漂移。
零点漂移是指在差动放大电路中，输出端在没有输入信号时产生的偏移。这种偏移会导致输出信号的失真，降低差动放大电路的性能。
2. 精确匹配元件：在设计和制造差分放大电路时，尽可能选择参数匹配度高的元件，以减小差异带来的不良影响。
3. 稳定电源电压：保证差分放大电路的电源电压稳定，可以采用稳压电源或者合适的电源滤波电路来减小电源波动对零点的影响。
总而言之，差动放大电路在直流放大中的零点漂移问题是一个需要重视和解决的难点。只有通过合理的设计和优化，结合各种补偿措施，才能有效地减小零点漂移，提高差动放大电路的性能。在实际应用中，我们需要综合考虑各种因素，以保证差动放大电路稳定、可靠地工作。
造成零点漂移的主要原因有以下几点：
1. 温度变化：差动放大电路中的元件在工作过程中会产生热量，而温度的变化会引起电阻、电容等元件参数的变化，从而导致零点漂移。
2. 元件参数不匹配：差动放大电路中的电阻、电容等元件需要保持匹配，即它们的参数应该相等或者非常接近。但是由于元件制造过程中的误差，导致元件之间的参数出现差异，从而引起零点漂移。
3. 电源电压波动：差动放大电路的运作需要稳定的电源电压，如果电源电压波动较大，会影响差动放大电路的工作点，引起零点漂移。
针对零点漂移问题，我们可以采取一些措施来进行修正和改善：
1. 温度补偿：在差动放大电路中引入温度补偿电路，通过校准电阻、电容等元件的参数，使其在不同温度下变化的量能够被抵消或者抑制，从而减小零点漂移。
直流差动放大电路
ui
实际
uo1
uo2
计算Ad
Ad1=uo1/ui Ad2=uo2/ui
理论
Ad=
Ad=（uo1uo2）/ui=
将双端输出uo的波形绘于图中。
实验总结报告分析提示: 通过实验总结比较两种差放电路的主要特点。 实测数据与理论估算值比较，并进行误差分 析。
思考题: 当用示波器同时观察的两个波形互为反相时， 如何在标注数值上反应出它们之间的相位 关系？ 放大电路当输入信号过大时，会出现什么情 况？
UBQ （V） 理论 UEQ （V） UCQ （V） IBQ （μ A） ICQ （mA） Β （计算） IE （mA）
50
VT1
实 测
பைடு நூலகம்VT2
输入频率为1kHz交流信号ui，用示波器始终观 察输入、输出信号，记录输入与输出信号之间的相 对关系。 按表分别测量差模动态数据，计算差模放大倍数。
参数 项目 单 单端 端 输出 输 入 双端 输出
直流差动放大电路
实验目的:
1． 熟悉差放大电路的结构和性能特点。
2． 掌握差动放大器的测试方法。
实验原理:
差动放大电路广泛地应用于模拟集成电路中， 它具有很高的共模抑制比。诸如由电源波 动、温度变化等外界干扰都会引起工作点 不稳定，它们都可以看作是一种共模信号。 差动放大电路能抑制共模信号的放大，对 上述变化有良好的适应性，使放大器有较 高的稳定度。
实验内容:
按图接线，将电路图中①，②两点相连。
静态测试 调零：当输入电压为零（把A、B两个输入端都接“地”)，因为电 路不会完全对称，输出不一定为零，RP1为调零电位器，通过调节 RP1改变两管的初始工作状态，用万用表测差放电路双端输出，使双 端输出为零，即UCQ1=UCQ2（UCQ1、UCQ2分别为VT1和VT2管集电极 对“地”电压）。 按表测量并记录VT1和VT2管的静态工作点并根据实测数据算出管 子的ß值。
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模拟电子线路实验
直流差动放大电路
一、实验目的
1、了解差分直流放大器的组成、调零方法以及如何构成不同的输入输出方式。
2、验证放大器对差模输入和共模输入的作用。
3、测量单端输入、单端输出情况下放大器的放大倍数。
4、掌握差分放大电路的设计方法和基本测试方法。
二、实验仪器
1、模拟电路实验箱
2、示波器
3、万用表
4、毫伏表
5、信号发生器
三、预习要求
1、计算图6.1的静态工作点（设rbe=3k,β=100）及电压放大倍数。
2、在图6.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。
四、实验原理说明
差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路，由典型的工作点稳定电路演变而来。
为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路，以牺牲一个晶体管放大倍数为代
价获取了低温飘的效果。
它还具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，由于不存在电容，可以不失真的放大各类非正弦信号如方波、三角波等等。
差分放大电路有四种接法：双端输入单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。
由于差分电路分析一般基于理想化（不考虑元件参数不对称），因而很难作出完全分析。
为了进一步抑制温飘，提高共模抑制比，实验所用电路使用V3组成的恒流源电路来代替一般电路中的R e ,它的等效电阻极大，从而在低电压下实现了很高的温漂抑制和共模抑制比。
为了达到参数对称，因而提供了R P1来进行调节，称之为调零电位器。
实际分析时，如认为恒流源内阻无穷大，那么共模放大倍数A C =0。
分析其双端输入双端输出差模交流等效电路，分析时认为参数完全对称： 设2
,,1
///2
121P be be be R R R r r r =
=====βββ，因此有公式如下：
),2
(2),)1((21/1L
c
B od be B id R R i u R r i u ⋅∆-=∆++∆=∆ββ 差模放大倍数c O d d be L c
id
od d R R A A R r R R u u A 2,22)1(2
21/
===++-=∆∆=
ββ
同理分析双端输入单端输出有：c O be L c d R R R
r R R A =++-=,)1(2
1/
ββ
单端输入时：其d A 、O R 由输出端是单端或是双端决定，与输入端无关。
其输出必须考虑共模放大倍数：2
i c i d O
u A u A U ∆⋅
+∆=
五、实验内容
实验电路如图6.1所示，在模拟电路实验箱上按图6.1用插接线连接实验电路，接线完毕，检查无误后，接上±12V直流电源（在模拟电路实验箱的右上角）。
1、测量静态工作点。
(1)调零。
将输入端ui1、ui2短路并接地，接通直流电源，调节电位器Rp1使双端输出电压Uo=0。
（为了精确，当Uo接近于零时，要用万用表的小电压量程测量）。
(2)测量静态工作点。
测量V1、V2、V3各极对地电压填入表6.1中。
2、双端输入。
（1）加差模信号。
调模拟电路实验箱上的直流电压源一路为+0.05V ，另一路为-0.05V,分别加到Ui1和Ui2上，测出Vc1、Vc2、Uo 并填入表6.2中，并由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。
特别提示：先将放大器输入端接入，再将OUT1及OUT2分别调至+0.05V 和-0.05V 。
（2）加共模信号。
将ui1和ui2短接，调模拟电路实验箱上的直流电压源一路为+0.05V ，另一路为-0.05V ，分别加到Ui1或Ui2上，即两输入端加上极性相同大小相等的共模信号，测出两组不同的Vc1、Vc2、Uo 并填入表6.2中，并由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数，进一步算出共模抑制比CMRR =
c
d A A 。
(计算公式：Ad1=Vc1−VCQ1
Ui Ad2=VC2−VCQ2
Ui
Ao=Uo双
Ui
Ac1=VC1−VCQ1
Ui Ac2=Vc2−Vcq2
Ui
Ac= Uo双
Ui
）
3、单端输入。
(1)在图6.1中，将Ui2接地，组成单端输入差分放大器，从Ui1输入直流信号±0.05V，测量单端及双端输出，填表6.3记录电压值。
由测量数据算出单端输入时的单端和双端输出的电压放大倍数，并与双端输入时的单端和双端输出的电压放大倍数进行比较。
(2)在图6.1中，将Ui2接地，从Ui1加入正弦交流信号幅值V=50mV，f=1000Hz，分别测量、记录单端及双端输出电压，填表6.3。
计算单端和双端差模放大倍数。
（注意：在输入交流信号
时，用示波器监视Vc1、Vc2波形，若有失真现象时，可减小输入电压值，使Vc1、Vc2都不失真为止）。
注意事项：为使测量结果准确，每改变一次工作状态都要核对一下其零点。
即在没加信号时，看Uo是否为零，如不为零则应加以调整。
表6.3
五、实验报告要求
1、根据实测数据计算图6.1电路的静态工作点，与预习计算结果相比较。
2、整理实验数据，计算各种接法的放大倍数,并与理论计算值相比较。
3、计算实验步骤2中的Ac和CMRR值。
4、总结差分放大电路的性能和特点。
六、思考题
1、直流差动放大器对差模信号和共模信号的放大倍数有何不同？
2、如何组成单端输入、单端输出电路?放大倍数与双端输入、双端输出有何不同?
3、电路中的Rp 起什么作用? 理论分析
设β=150，由此估算静态工作点和放大倍数：
)(84.722
13V V R R R V V V DD DD
CC B -=+⋅+-=
，)(54.87.033V V V B E -=-= )(15.1),(7.0),(03332121mA R V V I I V V V V V V e
DD
E E C E E B B =-=≈-==== )(23.6),(577.02
12132121V R I V V V mA I I I I I C C CC C C C
E E C C =⋅-====
=≈= Ω≈++≈-=⋅
-=K I mV
r V R I V V E
be P E E C 1.726)1(300),(794.021113β
双端输入时（差模信号）
47)1(2
/
=++-=∆∆=
R
r R R u u A be L
c
id
od d ββ，5.23221===d d d A A A ， 双端输入（共模信号） Ac1=Ac2=
−βRc
r
be + 1+β (Rp
2
+Ree )
≈−
Rc 2Ree
,Ree 为三极管V3的c 、
e 极间的等效电阻。