差分放大电路解读
运放差分放大电路原理知识介绍
运放差分放大电路原理知识介绍文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]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 21v v v =-=， 放大器双端输出电压o v ??I v I v I v C2C1)21(21v A v A v A v v =--=-差分放大电路的电压放大倍数为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。
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R。
使其即有高的e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。
差分放大电路和集成运算放大器
差分放大电路的应用
差分放大电路广泛应用于各种模拟电路中，如 音频信号处理、通信系统、测量仪器等。
在高速数字电路中，差分信号传输可以有效地 抑制电磁干扰（EMI），因此差分放大电路也 常用于高速数据采集和传输系统。
工业自动化领域
工业自动化领域对于高精度、高速的信号处理需求越来越大，差分放大 电路和集成运算放大器将在该领域发挥更大的作用，如运动控制系统、 过程控制系统等。
面临的挑战与机遇
技术创新
随着电子技术的不断发展，差分 放大电路和集成运算放大器需要 不断创新，以满足更高的性能要
求。
应用领域的多样化
随着应用领域的不断拓展，差分放 大电路和集成运算放大器的应用场 景将更加多样化，需要不断适应新 的应用需求。
应用比较
差分放大电路
差分放大电路适用于需要抑制共模信号和噪声的应用场合，如信号放大、差分信号传输、模拟电路中的减法器和 微分器等。
集成运算放大器
集成运算放大器适用于各种模拟信号处理和控制电路，如放大器、滤波器、比较器和振荡器等。
优缺点比较
差分放大电路
差分放大电路的优点在于其高共模抑制比和低噪声性能，能够有效地抑制共模信号和噪声，提高电路 的抗干扰能力。此外，差分放大电路还具有高输入阻抗和低输出阻抗的优点。然而，差分放大电路的 成本较高，体积也较大。
另外，由于差分放大电路具有低噪声和高共模 抑制比的特点，因此在高精度测量和自动控制 系统中也得到了广泛应用。
CHAPTER 02
集成运算放大器
集成运算放大器的基本概念
集成运算放大器（简称运放） 是一种高放大倍数的集成电路， 能够实现对微弱信号的放大和 处理。
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。
基本差分放大电路详解
基本差分放大电路详解：
差分放大电路是一种电子电路，通过对两个相同型号的管子的共模输入信号进行放大，实现差分信号的放大。
这种电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如通信、测量、计算机等。
差分放大电路由两个完全对称的共射放大电路组成，每个管子的参数完全一样，温度特性也完全相同。
这两个管子的集电极分别接在一起，并通过公共电阻Ree 进行供电。
这样做的目的是使两个管子的工作点相同，从而减小了零点漂移的影响。
差分放大电路的特点包括：
1.抑制零点漂移：由于电路的对称性，差分放大电路可以有效地抑制零点漂移，提高
了电路的稳定性。
2.差模信号放大：差分放大电路主要对差模信号进行放大，这种信号是由两个输入端
输入大小相等、极性相反的信号组成的。
3.抑制共模信号：差分放大电路对共模信号有抑制作用，共模信号是指大小相等、极
性相同的两个信号。
差分放大电路在直接耦合电路和测量电路的输入端中有着广泛的应用。
由于其具有对称性，可以有效地稳定静态工作点，同时具有抑制共模信号的作用。
在实践中，为了获得更好的性能，可以采用适当的负反馈和温度补偿措施。
轻松掌握差分放大电路
轻松掌握差分放大电路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:1、电路两边对称2、两个管子公用发射机电阻Re3、具有两个信号输入端4、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。
1、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ic1=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。
差分放大电路详解
VCC
ICQ (Rc
∥ RL )
UCQ2 VCC ICQ Rc
1、 双端输入单端输出：差模信号作用下的分析
Ad
1 2
(Rc ∥ RL ) Rb rbe
Ri 2(Rb rbe )，Ro Rc
1、 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析
Ad
1 2
(Rc ∥ RL ) Rb rbe
Ac
Rb
2、单端输入双端输出
在输入信号作用下发射极 的电位变化吗？说明什么？
共模输入电压 差模输入电压
输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：
uId uI，uIc uI / 2
2、单端输入双端输出
问题讨论：
1、UOQ产生的的原因？ 2、如何减小共模输出 电压？
静态时的值
uO
Ad
uI
Ac
uI 2
改进后的差分放大电路，在差模信号作用下，流经Re 的电流变化为0，Re对差模信号没有反馈作用，相当 于短路，可以提高对差模信号的放大能力
对电路进一步简化，并实现信号源和电源的共 地得到经典的长尾式放大电路
电路参数理想对称
在理想对称的情况下： 1、克服零点漂移； 2、零输入零输出。
三、长尾式差分放大电路的分析
2(Rb rbe )
Ac
Rb
(Rc ∥ RL ) rbe 2(1 )Re
KCMR Ro 2Rc
K CMR
Rb
rbe 2(1 )Re
2(Rb rbe )
Ro Rc
五、具有恒流源的差分放大电路
为什么要采用电流源？
Re 越大，共模负反馈越强，单端输出时的Ac 越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。
BQ
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
第5章差分放大电路
第5章 差分放大电路内容提要：本章介绍差分放大电路，包括差分放大电路的组成、差分放大电路的输入和输出方式、差分放大电路的静态计算和动态计算。
概述差分放大电路（简称差放）就其功能来讲，是放大两个输入信号之差。
由于它具有优良的抑制零点漂移的特性，因此成为集成运放的要紧组成单元。
在电子仪器和医用仪器中经常使用差分放大电路做信号转换电路，将双端输入信号转换为单端输出或将单端输入信号转换为双端输出。
5.1.1 差分放大电路的组成差分放大电路是一种对称结构的放大电路，差分放大电路是由两个特性相同的三极管VT 1、VT 2组成的对称电路，两部份之间通过射极公共电阻R e 耦合在一路。
在差分放大电路的电路图（图5-1-1）中。
R s1、R s2为VT 1、VT 2确信适合的静态工作点。
采纳双电源供电形式，可扩大线性放大范围。
差分放大电路的电路如图5-1-1所示。
+-i1u i2u图5-1-1 差分放大电路差分放大电路是对称电路。
对称电路的含义是两个三极管VT 1、VT 2的特性一致，电路参数对应相等。
即βββ==21BE BE2BE1U U U == be be2be1r r r ==c c21c R R R ==s s21s R R R == 5.1.2 差分放大电路的输入和输出方式差分放大电路一样有两个输入端：反相输入端和同相输入端，如图5-1-1所示。
在输入端A 输入极性为正的信号u i1，输出信号u o 的极性与其相反，称该输入端A 为反相输入端。
在输入端B 输入极性为正的信号i2u ，而输出信号u o 的极性与其相同，称该输入端B 为同相输入端。
极性的判定以图中确信的正方向为准。
信号从三极管的两个基极加入称为双端输入；信号从三极管的一个基极对地加入称为单端输入。
差分放大电路一样有两个输出端：集电极C 1和集电极C 2。
从集电极C 1和集电极C 2之间输出信号称为双端输出，从一个集电极对地输出信号称为单端输出。
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。
运放差分放大电路
运放差分放大电路运放差分放大电路介绍1.什么是运放差分放大电路运放差分放大电路是一种使用两个晶体管和外加电路来执行差分放大的电路。
运放差分放大电路的出现使得信号的动态范围和质量得以改善，可以明显改善噪声比，提高放大器的灵敏度和频率响应能力，减少强过载时的失真，抑制再补偿机制和负反馈机制，实现低噪声放大技术。
2.运放差分放大电路的作用运放差分放大电路可用来实现信号的采样、放大、转换和过滤，将电路设计进一步复杂化，从而实现丰富的功能。
它可以实现精确的放大和调制，以及剔除轨迹偏移、噪声、抗干扰能力，改善信号的稳定性和可靠性，从而实现高音质，低噪声的效果。
3.运放差分放大电路的组成运放差分放大电路由输入运放、负反馈电路、多种滤波电路、前置放大电路等多种电路构成，主要完成将输入信号放大并稳定输出的功能。
4.运放差分放大电路的优点(1)放大器的灵敏度高，频率的响应能力强，可以很好的回收信号的动态范围；(2)噪声比明显改善，失真小，以及负反馈机制的抑制；(3)可以减少偏移，改善信号的稳定性和可靠性；(4)最重要的是其组件是经济而便利的，具有可靠性和低故障率等优点。
5.运放差分放大电路的应用运放差分放大电路在很多领域中得到了广泛的应用，其主要应用领域包括有：(1)广播和视频业：差分放大电路可以改善广播和视频质量，使发射电视信号更加稳定；(2)通信领域：差分放大电路可以提高传输和解调信号的稳定性，质量和频率响应能力；(3)电脑和消费电子领域：可以有效的抑制信号失真，并提供较低的噪声比，有效的抑制和抵消偶发的轨迹偏移；(4)汽车电子领域：汽车的仪表、计算机系统等均采用了差分放大电路，可以有效的抑制噪声、跳变和瞬时干扰；(5)测量仪器：差分放大电路在各种测量仪器中得到了广泛应用，能有效的改善信号质量，提高测量仪器的可靠性。
运算放大器差分放大电路
运算放大器差分放大电路
运算放大器差分放大电路指的是使用运算放大器（Op Amp）实现差分放大的电路。
在差分放大器中，信号会在输入级别被放大，但在输出之前会进行相位反转，因此所得到的输出值是输入信号的差值，即其中一个输入信号与另一个输入信号的差值。
差分放大器通常用于取样、保持进行差分放大的信号，以便对其进行进一步的处理。
在很多应用中，差分放大器用于测量两个不同信号之间的差异，比如测量温度差异或测量声音强度差异。
差分放大电路的一般设计如下：
其中，VSIN1和VSIN2是分别连接到差分放大器的两个输入端的信号源，R1、R2、R3和R4是用于实现放大增益的电阻，VOUT是差分放大器的输出，RL是用于连接到输出端的负载电阻。
在差分放大器电路中，R1和R2连接到运算放大器的反馈回路，使得输出与反馈端起到持平作用，因此差分放大器的输出与差异信号的放大比率为：
$$\frac{R2}{R1}*\frac{R4}{R3}$$。
当输入信号VSIN1和VSIN2之间没有差异时，输出电压为零。
如果有一个信号比另一个信号高，则会在输出电压端产生一个差异值。
差分放大器具有高输入阻抗和低输出阻抗，因此它可以将两个信号源之间的电压差放大到较高的电平，从而提高系统的信噪比（SNR）。
由于其高精度和低噪声等优点，差分放大器常用于测量、控制、信号处理以及医疗和科学领域的应用中。
差分放大器电路原理
差分放大器电路原理
差分放大器是一种具有高输入阻抗、低输入失调电压、高输出摆幅的放大电路。
差分放大器是由两个放大器组成的。
一个放大器输入信号端与输出信号端之间用两个电阻接地，输出端则与电源接地。
这种电路中的电压摆幅是由两个放大器的输出电压的差分表示，故称为差分放大器。
例如，在差分放大器中，一个放大区有5个电阻，两个放大区有10个电阻，则差分放大器的电压摆幅是：
1.差动式电路
差动式电路又称为差动放大器、差动达成器、差分达成器等，是一种常用的基本放大电路。
差分放大器在信号处理中有广泛应用。
差分放大器由两部分组成：一是差分输入部分，它对输入信号进行放大；另一部分是差分输出部分，它对输出信号进行放大。
差动输出部分由一个电容器和两个电阻组成，这两个电阻与输入信号形成等电位。
在差分放大器中，当一个输入信号很小时，只有一个放大区的电流通过；而当一个输入信号很大时，却有两个放大区的电流通过。
—— 1 —1 —。
差分放大电路知识总结
差分放大电路知识总结什么是差分放大电路差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。
但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐，特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法，难以理解，因而一直是模拟电子技术中的难点。
差分放大电路：按输入输出方式分：有双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出和单端输入单端输出四种类型。
按共模负反馈的形式分：有典型电路和射极带恒流源的电路两种。
（a）射极偏置差放（b）电流源偏置差放差放有两个输入端子和两个输出端子，因此信号的输入和输出均有双端和单端两种方式。
双端输入时，信号同时加到两输入端；单端输入时，信号加到一个输入端与地之间，另一个输入端接地。
双端输出时，信号取于两输出端之间；单端输出时，信号取于一个输出端到地之间。
因此，差分放大电路有双端输入双端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入单端输出四种应用方式。
上面两个电路均为双端输入双端输出方式。
（a）电阻Re是T1和T2两管的公共射极电阻，或称射极耦合电阻，它实际上就是在工作点稳定电路中植入的射极电阻，只是此处将两个电阻的射极电阻合并成一个Re，所以经它的作用是稳定静态工作点，对零漂做进一步的抑制。
电阻Re常用等效内阻极大的恒流源I0来代替，以便更有效地提高抑制零漂的作用。
负电源-图片用来补偿射极电阻Re两端的直流压降，以避免采用电压过高的单一正电源+图片，并可扩大输出电压范围，使两基极的静态电位为零，基极电阻Rb通常为外接元件，也可不用，其作用是限制基极静态电流并提高输入电阻。
差分放大器工作状态上图a电路，是输入信号IN1=IN2的状态。
（1）因输入端的“虚断”特性，同相输入端为高阻态，其输入电压值仅仅取决于R1、R2分压值，为2V。
同相输入端的2V电压可以看作成为输入端比较基准电压；（2）因两输入端的“虚短”特性，可进而推知其反相输入端，即R3、R4串联分压电路，其b点=a点=2V。
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。
差分偏置放大电路
差分偏置放大电路1. 简介差分偏置放大电路是一种常用的放大电路，用于放大差分信号。
它由差分放大器和偏置电路组成，可以通过调整偏置电路的参数来控制放大电路的工作点，实现对差分信号的放大。
2. 差分放大器差分放大器是差分偏置放大电路的核心部分，它由两个输入端和一个输出端组成。
输入端分别连接差分信号的正负极性，输出端输出放大后的差分信号。
2.1 差分放大器的工作原理差分放大器的工作原理基于差分放大的概念，即将两个输入信号的差值放大输出。
差分放大器采用了差分对输入信号进行放大，从而增强了对共模信号的抑制能力。
2.2 差分放大器的特点差分放大器具有以下特点： - 抑制共模信号：差分放大器能够抑制共模信号，提高信号的抗干扰能力。
- 提高增益：由于采用差分放大，差分放大器的增益通常较高。
- 增大动态范围：差分放大器能够增大信号的动态范围，提高信号的可靠性。
3. 偏置电路偏置电路是差分偏置放大电路中的另一个重要组成部分，它用于控制放大电路的工作点，使其在合适的工作区间内工作。
3.1 偏置电路的作用偏置电路的作用是为差分放大器提供合适的偏置电压，使其能够正常工作。
偏置电路通过调整电流源和电阻的参数来控制偏置电压的大小和稳定性。
3.2 偏置电路的设计偏置电路的设计需要考虑以下几个因素： - 偏置电压的稳定性：偏置电压需要具有较高的稳定性，以确保放大电路的工作点不会随着温度和电源电压的变化而偏离。
- 工作电流的选择：偏置电路的工作电流需要根据放大电路的需求进行选择，以获得合适的放大倍数和动态范围。
- 偏置电路的功耗：偏置电路的功耗需要尽可能小，以减少整个电路的能耗。
4. 差分偏置放大电路的应用差分偏置放大电路广泛应用于各种电子设备和系统中，包括音频放大器、通信系统、传感器接口等。
4.1 音频放大器差分偏置放大电路在音频放大器中起到放大音频信号的作用。
通过调整偏置电路的参数，可以实现对音频信号的放大和控制。
4.2 通信系统差分偏置放大电路在通信系统中用于放大差分信号，提高信号的传输质量和抗干扰能力。
第十六次课 差分放大电路
-
R
R
C 3+ vo -4
C
R W RE
V EE
I R B1 B1 VBE I E1 RW /2 2IE1 RE VEE 0
V CC
2
R B1
RE对一半差分电路而言，只有2RE才能获得相同的电压降。
I B1
RB1
VEE VBE
(1 )(2RE
RW
/ 2)
I C1 = I B1
VCC RC
VC1 = VCC IC1RC VE1 = IBRB1 VBE VCE1 = VC VE
1
T1
RB1
T2管的静态工作点与T1管的相同 思考：接入负载后，静态工作点有无变化？
RW / 2
2RE VEE
VB 0 VE 0.7V VE 2 Re IE VEE IE 0.265mv VCE VC VE Vcc IC RC VE 4.05v
+ vo
ib1
2Re
–
2 Re rbe
ib2 Rc
Rs
ib2
ic2
vv
R ic
ic
ic
i 2i
i
b
R r 2(1 )R
S
be
e
2
v
R o R
i oc
c
o
例1.某差放电路如图所示，V1，V2参数相同， VBE1=VBE2=VBE=0.7V,β=100,rbb'=100Ω,R=5 1(1Ω)静态时两管的IBQ,ICQ和VCEQ各为多少？ (2)计算差模电压增益Avd; (3)计算差模输入电阻Rid和输出电阻Rod;
和V1管的集电极电位vC1;
(1)静态分析
运放差分放大电路详解
运放差分放大电路详解
运放差分放大电路是一种常用于信号放大和信号处理的电路。
它由差分放大器和运算放大器组成，常用于音频放大、仪器放大、传感器信号处理等应用中。
下面将对运放差分放大电路进行详细的解析。
差分放大器是运放差分放大电路的核心组成部分，它由两个输入端（非反相输入端和反相输入端）和一个输出端组成。
通过调节非反相输入端和反相输入端的电压，可以实现对输入信号的放大。
差分放大器的放大倍数可以通过调整反馈电阻值来控制。
运放差分放大电路的工作原理是利用运算放大器来实现对差分放大器的补偿。
运算放大器将输入信号经过放大后，与输入信号同相连接到差分放大器的反相输入端。
这样，运放差分放大电路就能够实现对输入信号的放大和处理。
在运放差分放大电路中，反馈电路起着重要的作用。
一般情况下，选择负反馈电路可以提高放大电路的稳定性和线性度。
通过调整反馈电阻和电容的数值，可以对运放差分放大电路的增益、频率特性、相位特性等进行调节。
运放差分放大电路还可以实现一些实用的功能。
例如，当差分放大器的两个输入端电压相等时，输出电压为零，即可以实现电压补偿功能。
另外，差分放大器还可以用于实现滤波器、积分器和微分器等信号处理功能。
总之，运放差分放大电路在电子技术领域中扮演着重要的角色。
它能够实现对输入信号的放大和处理，具有较高的稳定性和可靠性。
了解和掌握运放差分放大电路的工作原理和相关参数调节方法，对于设计和应用电子电路都具有重要的意义。
差分比例运算放大电路
差分比例运算放大电路差分比例运算放大电路是一种常见的电子电路，它在信号处理和放大中起着重要的作用。
本文将介绍差分比例运算放大电路的基本原理、工作方式以及其在实际应用中的一些特点和注意事项。
差分比例运算放大电路是一种差分放大电路，它由一个差分放大器和一个比例放大器组成。
差分放大器的作用是将输入信号转换为差分信号，而比例放大器则负责放大这个差分信号。
这两个部分相互配合，实现了对输入信号的放大和处理。
差分放大器是差分比例运算放大电路的核心部分，它由两个输入端和一个输出端组成。
输入端通过一个差分对的方式连接到信号源，通过差分对的放大作用，将输入信号转换为差分信号。
差分放大器的输出端通过一个负反馈电阻连接到比例放大器的输入端，实现了对差分信号的放大。
而比例放大器则是一个放大倍数可调的放大电路，它根据输入差分信号的大小，通过放大系数放大差分信号，进而输出放大后的信号。
差分比例运算放大电路的工作方式可以简单描述为：输入信号经过差分放大器转换为差分信号，然后差分信号经过比例放大器放大为放大信号，最后输出。
这种工作方式可以实现对输入信号的放大和处理，使得输入信号得以增强和处理。
差分比例运算放大电路在实际应用中有着广泛的用途。
首先，它可以用于信号放大，将微弱的输入信号放大为可用的信号，提高信号的强度和质量。
其次，它可以用于滤波和频率选择，通过调整放大倍数和放大电路的参数，实现对特定频率范围的信号放大，达到滤波和频率选择的目的。
此外，差分比例运算放大电路还可以用于调节和控制信号的幅度和相位，对信号进行修正和调整。
在使用差分比例运算放大电路时，需要注意一些问题。
首先，要保证电路的稳定性和可靠性，选用合适的元器件和参数，避免电路的震荡和故障。
其次，要注意电路的功耗和热量问题，避免电路过载和损坏。
另外，还要注意信号的输入和输出匹配，以保证信号的传输和处理的准确性和可靠性。
差分比例运算放大电路是一种常见的电子电路，它通过差分放大器和比例放大器的配合，实现对输入信号的放大和处理。
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实验三差分放大电路
一、实验目的
1、加深对差动放大器性能及特点的理解
2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法
二、实验原理
图3－1是差动放大器的基本结构。
它由两个元件参数相同的基本共射放
大电路组成。
当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。
调零电位器R
P
用来调节T
1、T
2
管的静态工作点，使得输入信号U
i
＝0时，双端输出电压U
O
＝0。
R
E
为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。
图3－1 差动放大器实验电路
当开关K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。
它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E ，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。
1、静态工作点的估算
典型电路
E
BE
EE E R U U I -≈
（认为U B1＝U B2≈0）
E C2C1I 2
1
I I ==
恒流源电路
E3
BE
EE CC 2
1
2
E3C3R U )U (U R R R I I -++≈≈ C3C1C1I 2
1
I I ==
2、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，
P
be B C
i
O d β)R (12
r R βR △U △U A +++-
==
单端输出
d i C1d1A 21
△U △U A ==
d i C2d2A 2
1
△U △U A -==
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 i
O
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。
3、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
20Log CMRR c d =
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。
本实验由函数信号发生器提供频率f ＝1KHZ 的正弦信号作为输入信号。
三、实验设备与器件
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，要求T 1、T 2管特性参数一致。
（或9011×3）。
电阻器、电容器若干。
四、实验内容
1.典型差动放大器性能测试
按图3-1连接实验电路，开关K 拨向左边构成典型差动放大器。
1) 测量静态工作点
E
C
E
P be B C i C1C2C12R R )2R R 2
1β)((1r R βR △U △U A A -≈++++-===
①调节放大器零点
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U
O ，调节调零电位器R
P
，使U
O
＝0。
调节要仔细，力
求准确。
②测量静态工作点
零点调好以后，用直流电压表测量T
1、T
2
管各电极电位及射极电阻R
E
两端
电压U
RE
，记入表3－1。
表3-1
2)测量差模电压放大倍数
断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大器输入A端，地端接放大器输入B端构成单端输入方式，调节输入信号为频率f＝1KHz的正弦信号，
并使输出旋钮旋至零，用示波器监视输出端（集电极C
1或C
2
与地之间）。
接通±12V直流电源，逐渐增大输入电压U
i
（约100mV），在输出波形无失
真的情况下，用交流毫伏表测 U
i ，U
C1
，U
C2
，记入表6－2中，并观察u
i
，u
C1
，
u C2之间的相位关系及U
RE
随U
i
改变而变化的情况。
3)测量共模电压放大倍数
将放大器A、B短接，信号源接A端与地之间，构成共模输入方式，调
节输入信号f=1kHz，U
i =1V，在输出电压无失真的情况下，测量U
C1
， U
C2
之值
记入表3－2，并观察u
i ， u
C1
， u
C2
之间的相位关系及U
RE
随U
i
改变而变化的情
况。
表3-2
4）具有恒流源的差动放大电路性能测试
将图3－1电路中开关K拨向右边，构成具有恒流源的差动放大电路。
重复内容1－2)、1－3)的要求，记入表3－2。
五、实验总结
1、整理实验数据，列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。
1) 静态工作点和差模电压放大倍数。
2) 典型差动放大电路单端输出时的CMRR实测值与理论值比较
3) 典型差动放大电路单端输出时CMRR的实测值与具有恒流源的差动放大器CMRR实测值比较。
2、比较u
i ，u
C1
和u
C2
之间的相位关系。
3、根据实验结果，总结电阻R
E
和恒流源的作用。
六、预习要求
1、根据实验电路参数，估算典型差动放大器和具有恒流源的差动放大器的静
态工作点及差模电压放大倍数（取β
1＝β
2
＝100）。
2、测量静态工作点时，放大器输入端A、B与地应如何连接？
3、实验中怎样获得双端和单端输入差模信号？怎样获得共模信号？画出A、B 端与信号源之间的连接图。
4、怎样进行静态调零点？用什么仪表测U
O
？
5、怎样用交流毫伏表测双端输出电压U
O
？。