差分放大电路
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 单电源
差分放大电路单电源介绍差分放大电路是一种常见的电子电路，它可以将输入信号的差异放大到更高的电压范围，常用于信号放大和滤波等应用中。
本文将详细介绍差分放大电路的原理、性能指标和设计方法。
原理差分放大电路是由两个输入端和一个输出端组成的，输入端的信号分别通过电阻与晶体管的基极相连接，输出端通过电阻与晶体管的发射极相连接。
输入信号的差异将导致输出信号的放大，从而实现对信号的放大作用。
优点1.抗共模干扰能力强：差分放大电路可以将共模干扰信号抵消掉，提高了信号的纯净度。
2.场效应晶体管：差分放大电路常采用场效应晶体管作为放大元件，具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
3.单电源供电：差分放大电路可以使用单一电源供电，简化了电路设计。
性能指标差分放大电路的性能主要包括增益、带宽、输入阻抗、输出阻抗和共模抑制比等指标。
增益增益是指电路输出信号与输入信号之间的比例关系。
差分放大电路的增益一般通过电路设计和晶体管工作区域的选择来实现。
带宽带宽是指差分放大电路能够有效放大信号的频率范围。
带宽受到电路的增益和频率响应的限制，设计时需要综合考虑这些因素。
输入阻抗输入阻抗是指差分放大电路对输入信号的阻抗。
输入阻抗越高，表示电路对输入信号的加载效应越小。
输出阻抗输出阻抗是指差分放大电路对输出信号的阻抗。
输出阻抗越低，表示电路对外部负载的加载效应越小。
共模抑制比共模抑制比是指差分放大电路抵抗共模信号的能力。
共模干扰是指输入信号中同时包含的干扰信号，差分放大电路通过抵消共模信号来提高信号的纯净度。
设计方法差分放大电路的设计需要考虑以下几个方面：选择合适的放大元件常见的放大元件有双极型晶体管和场效应晶体管，根据具体的应用需求选择合适的放大元件。
设计电阻网络差分放大电路中的电阻网络可以通过计算和实验来确定。
电阻网络的设计包括输入电阻、输出电阻和偏置电阻等。
偏置电压的确定偏置电压是为了使差分放大电路正常工作而添加的一种稳定电压。
偏置电压的确定需要根据放大元件的特性和工作点要求来进行计算和调整。
差分放大电路中放大倍数的计算
差分放大电路中放大倍数的计算第一种方式是直接通过差分输入电压与输出电压的关系进行计算。
假设差分放大电路的输入电压分别为Vin1和Vin2，放大电路的输出电压为Vout。
差分放大电路的放大倍数可以定义为：Av = Vout / (Vin1 - Vin2)其中，Av为放大倍数。
为了方便计算，通常使用共模放大倍数Acm和差模放大倍数Ad进行表示。
共模放大倍数Acm表示当输入信号为共模信号，即Vin1 = Vin2时，输出信号相对于输入信号的放大倍数。
假设此时的输出电压为Vout(cm)，则共模放大倍数可以定义为：Acm = Vout(cm) / (Vin1 - Vin2)差模放大倍数Ad表示当输入信号为差模信号，即Vin1 ≠ Vin2时，输出信号相对于输入信号的放大倍数。
假设此时的输出电压为Vout(dm)，则差模放大倍数可以定义为：Ad = Vout(dm) / (Vin1 - Vin2)通过计算可以得到放大倍数Av = Ad - Acm。
第二种方式是通过电路中的元器件参数进行计算。
差分放大电路通常由一个差分放大器和一个输出级组成。
差分放大器的放大倍数由其输入级和差模放大倍数决定，输出级则是为了提供较大的输出功率。
差分放大器的放大倍数可以通过计算其电路增益进行估算。
对于普通的差分放大器电路来说，其电路增益可以定义为：G=RL(Ic1-Ic2)/(2Vt)其中，RL为负载电阻，Ic1和Ic2为输入端电流，Vt为热压降。
差异放大倍数Ad可以通过差分放大器的电路增益以及输出级的放大倍数进行计算。
如果输出级的放大倍数为Ao，则差异放大倍数可以定义为：Ad=G*Ao通过计算可以得到放大倍数Av = Ad - Acm。
综上所述，差分放大电路的放大倍数可以通过差分输入电压与输出电压的关系计算，也可以通过电路中的元器件参数进行计算。
不同的计算方法可以根据具体需要进行选择，但是需要确定输入信号的形式和具体电路结构的参数。
《差分放大电路》课件
电源稳定性测 试：测量差分 放大电路的电 源稳定性，确 保其符合设计
要求
差分放大电路的调试与测试实例
测试目的：验证差分放大电路的性 能和稳定性
测试项目：输入信号、输出信号、 增益、相位、噪声等
添加标题
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添加标题
添加标题
测试方法：使用示波器、信号发生 器等仪器进行测试
测试结果分析：根据测试结果，分 析电路的性能和稳定性，找出存在 的问题并解决。
应用案例1：在 数字音频处理 中的应用，提
高音质
应用案例2：在 数字图像处理 中的应用，提 高图像清晰度
应用案例3：在 数字通信中的 应用，提高通
信质量
应用案例4：在 数字信号处理 中的其他应用， 如信号滤波、
信号放大等
差分放大电路在其他领域中的应用案例
音频信号处理：用于音频信号的放大和滤 波
医疗设备：用于医疗设备的信号放大和滤 波
添加标题
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差分放大电路的主要特点是具有较 高的共模抑制比和较低的噪声。
差分放大电路的基本结构包括输入 级、中间级和输出级。
差分放大电路的特点
输入信号为 差模信号
具有较高的 共模抑制比
输出信号为 差模信号
具有较高的 增益和带宽
差分放大电路的应用
信号处理：用于处理模拟信号，如 音频、视频等
稳定性优化：通过优化电路参数，提高电路的稳定性，如调整反馈系数、调整电路参数等。
差分放大电路的设计方法
差分放大电路的设计原则
输入阻抗匹配：确保输 入信号不受干扰
输出阻抗匹配：保证输 出信号的稳定性
共模抑制比：提高电路 的抗干扰能力
带宽：满足信号处理需 求
差分放大滤波电路
差分放大滤波电路一、差分放大滤波电路简介差分放大滤波电路是一种常用的信号处理电路，主要用于放大和滤波两个输入信号的差分信号。
在众多电子应用领域，如模拟信号处理、传感器信号调理等，差分放大滤波电路都发挥着重要作用。
二、差分放大滤波电路的原理与应用1.原理：差分放大滤波电路主要由两部分组成，一是差分放大器，二是滤波器。
差分放大器通过对两个输入信号的差分进行放大，抑制共模信号，从而提高信号的抗干扰能力；滤波器则用于对放大后的差分信号进行滤波，去除高频干扰和低频噪声。
2.应用：差分放大滤波电路广泛应用于各种电子设备中，如音频放大器、传感器信号处理、通信设备等。
通过使用差分放大滤波电路，可以有效提高信号质量，减少噪声干扰，从而提高系统的性能。
三、差分放大滤波电路的优缺点1.优点：（1）抗干扰能力强：差分放大滤波电路能够抑制共模信号，提高信号的抗干扰能力。
（2）线性度高：差分放大滤波电路具有较高的线性度，能够保证信号的失真度较低。
（3）共模抑制比高：差分放大滤波电路具有较高的共模抑制比，能有效抑制高频干扰和低频噪声。
2.缺点：（1）电路复杂：差分放大滤波电路相对其他滤波电路来说，电路结构较为复杂，制造成本较高。
（2）功耗较大：由于差分放大器需要同时放大两个输入信号的差分，因此功耗相对较大。
四、如何选择合适的差分放大滤波电路1.根据应用需求选择：根据实际应用场景和性能要求，选择合适的差分放大滤波电路。
例如，对于音频放大器，可选择具有高信噪比和低失真的差分放大滤波电路。
2.考虑电路参数：在选择差分放大滤波电路时，需关注其主要参数，如放大倍数、带宽、滤波器类型等，确保这些参数能满足应用需求。
3.参考厂家资料：在选购差分放大滤波电路时，可参考厂家提供的产品资料和技术参数，了解产品的性能和可靠性。
五、差分放大滤波电路的调试与维护1.调试：在安装完成后，对差分放大滤波电路进行调试，确保电路正常工作。
调试过程中，可通过改变输入信号、调整放大倍数和滤波器参数等方法，观察电路的性能变化。
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
晶体管差分放大电路
晶体管差分放大电路1. 前言晶体管是一种应用非常广泛的电子元件，它被广泛用于各种电子器件中。
例如，它可以作为开关来控制电流的流动，或者作为放大器来放大信号。
在本文中，我们将关注晶体管的一个重要应用——差分放大电路。
2. 差分放大电路的基本概念差分放大电路是一种基本的放大电路，它通常由两个晶体管组成。
这两个晶体管可以看作是一个晶体管对的形式，一个晶体管对相对于另一个晶体管对是反向的。
在差分放大电路中，晶体管对会受到输入电压的影响，从而输出一个放大后的电压。
3. 差分放大电路的工作原理差分放大电路的工作原理可以分为两个部分：差分输入电路和共射放大电路。
在差分输入电路中，输入信号被应用到晶体管对的基极上。
由于它是一个以反向有源负载为特点的放大器，因此输出电流会从一个晶体管到另一个晶体管，从而产生放大后的输出电路。
共射放大电路通常是用来产生输出信号的一个节点。
在这种放大器中，晶体管对位于电路的输入段，而晶体管的反向有源负载则位于电路的输出段。
这种放大器的输出信号是晶体管对的输出电流的一个函数。
一般情况下，差分输入电路中的电流会被放大，从而产生一个较大的电流信号。
由于输出电流被流通到共射放大器中，因此它被分为两部分，分别流向上面的电路电阻和下面的电路电阻。
该电路电阻是通过调整不同电流管的电阻来实现的。
4. 差分放大电路的应用差分放大器广泛应用于电子电路和通信电路中。
在电子电路中，它通常用作一种前置放大器或通用放大器，以增加电路输入信号的幅度。
在通信电路中，它通常用于放大电路接收器中的不同信号，以便更好地识别信号。
此外，差分放大器还被发现可以用于控制系统中的某些应用中，例如调节系统参数等，从而提高系统的稳定性并降低系统成本。
5. 结论总的来说，差分放大电路是一种重要的电子元件，在广泛的领域中得到了广泛的应用。
电子工程师们利用差分放大电路的特性，设计出很多不同用途的电子电路和通信电路，从而实现了很多不同的功能和应用。
差分电荷放大电路
差分电荷放大电路差分电荷放大电路是一种常见的电子放大电路，它利用差分输入信号来实现放大功能。
在这篇文章中，我们将探讨差分电荷放大电路的工作原理、特点以及应用。
差分电荷放大电路主要由差分放大器和输出级组成。
差分放大器是该电路的核心部分，它由两个输入端和一个输出端组成。
输入端分别连接正相位信号和反相位信号，输出端则输出放大后的信号。
差分放大器的工作原理基于差分运算的原理。
当正相位信号和反相位信号输入到差分放大器时，它们会被转换为电荷，并存储在差分电容中。
差分放大器通过控制电流的方式，将存储在差分电容中的电荷转换为电压信号，并放大输出。
差分电荷放大电路的特点是具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗。
高增益意味着它能够将微弱的输入信号放大到较大的幅度，提高信号的强度。
高输入阻抗使得差分电荷放大电路对输入信号源的负载影响较小，减少信号源的失真。
低输出阻抗则保证了差分电荷放大电路能够将放大后的信号传输到下一级电路，提高整体电路的性能。
差分电荷放大电路在实际应用中具有广泛的用途。
例如，在音频放大器中，差分电荷放大电路可以将微弱的音频信号放大到适合扬声器的驱动电平，实现声音的放大。
在通信系统中，差分电荷放大电路可以用于放大接收到的信号，提高信号的质量和可靠性。
此外，差分电荷放大电路还可以应用于传感器信号放大、生物医学信号处理等领域。
总的来说，差分电荷放大电路是一种常见的电子放大电路，具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
它在音频放大、通信系统和传感器信号处理等领域有着广泛的应用。
通过了解差分电荷放大电路的工作原理和特点，我们可以更好地理解和应用这一电路。
差分放大器计算公式
差分放大电路计算公式：D=F*AV。
差分放大电路又称为差动放大电路，当该电路的两个输入端的电压有差别时，输出电压才有变动，因此称为差动。
差分放大电路是由静态工作点稳定的放大电路演变而来的。
电路：由金属导线和电气、电子部件组成的导电回路，称为电路。
在电路输入端加上电源使输入端产生电势差，电路连通时即可工作。
电流的存在可以通过一些仪器测试出来，如电压表或电流表偏转、灯泡发光等；按照流过的电流性质，一般把它分为两种：直流电通过的电路称为“直流电路”，交流电通过的电路称为“交流电路”。
差分放大电路的实训报告
一、实验目的1. 理解差分放大电路的工作原理和特性。
2. 掌握差分放大电路的组装与调试方法。
3. 熟悉差分放大电路的参数测试方法。
4. 培养动手能力和团队协作精神。
二、实验原理差分放大电路是由两个对称的共射极放大电路组成，其输入信号分别加在两个放大电路的基极上，输出信号分别取自两个放大电路的集电极。
当输入信号为差模信号时，两个放大电路的输出信号相位相反，大小相等，差分放大电路的输出信号为零；当输入信号为共模信号时，两个放大电路的输出信号相位相同，大小相等，差分放大电路的输出信号为零。
差分放大电路的主要特点如下：1. 抑制共模信号：差分放大电路对共模信号的抑制能力强，能够有效地抑制干扰信号。
2. 差模放大：差分放大电路对差模信号的放大能力强，能够放大有用信号。
3. 零漂移抑制：差分放大电路能够有效地抑制温度漂移，提高电路的稳定性。
三、实验器材1. 基本实验电路板2. 信号源3. 测量仪器：示波器、万用表4. 电阻、电容、三极管等电子元件四、实验步骤1. 组装差分放大电路：根据实验电路图，将三极管、电阻、电容等元件按照电路图要求进行焊接，注意元件的极性。
2. 调试电路：调整电路中的电阻，使电路达到最佳工作状态。
使用示波器观察输入信号和输出信号的变化，调整电路参数，使输出信号满足实验要求。
3. 参数测试：（1）测试差模电压放大倍数：将差模信号输入电路，测量输出信号与输入信号的电压比值，即为差模电压放大倍数。
（2）测试共模电压放大倍数：将共模信号输入电路，测量输出信号与输入信号的电压比值，即为共模电压放大倍数。
（3）测试电路的抑制共模干扰能力：将共模干扰信号输入电路，测量输出信号的变化，评估电路的抑制共模干扰能力。
4. 实验结果分析：根据实验数据，分析差分放大电路的特性，与理论计算结果进行比较，总结实验结果。
五、实验结果与分析1. 差模电压放大倍数：根据实验数据，差模电压放大倍数为50倍。
2. 共模电压放大倍数：根据实验数据，共模电压放大倍数为5倍。
差分放大电路 全篇
Rb
Uoc
Rb
T1
T2
Uic1
Iec1 Rc Uoc1 Uoc2 Rc Iec2
2Ree
2Ree
Uic2
Uoc 0
A Uc(双）
U oc U ic
Uoc1 Uoc2 0 Uic
差放的特点： 输入无差别，输出就不动；输入有差别，输出就变动。
共模抑制比CMRR—衡量差放的一个重要指标。
CMRR A Ud A Uc
差分电路的输入输出方式
单端输入 输入方式
双端输入
单端输出
输出方式
双端输出
Uo
+
差模信号和共模信号 +
Uo Uo
-
差模信号
Ui1
Ui2
一对大小相等，极性 -
+
相反的信号，用Uid1、Uid2
表示， Uid1= - Uid2
共模信号 一对大小相等，极性相同的信号， 用Uic1、Uic2表示，Uic1= Uic2
5. 双端输入/单端输入 指标比较
输出方式
双出
单出
AUD
(Rc
//
1 2
RL )
rbe
(Rc // RL )
2rbe
Rid
2rbe
双出
单出
(Rc
//
1 2
RL )
rbe
(Rc // RL )
2rbe
2rbe
Ro
2 Rc
Rc
2 Rc
Rc
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
2. 当V+>V-时，Vo为正向输出饱和电压VOH 当V+<V-时，Vo为负向输出饱和电压VOL 其数值接近运放的正负电源电压
三极管及放大电路—差分放大电路(电子技术课件)
ui1 = ui2 大小相同，极性相同 差模输入信号: uid = ui1 – ui2= 2ui1 共模输入信号: uic = ui1 = ui2
Rc1uo
T1
RL
+ VCC Rc2 T2
ui1 uid
ui2
Re – VEE
2.差模输入
（1）双端输出时差模交流通路
T1
ui1 uid
ui2
(dB)
20 lg
Aud Auc
在理想情况下，KCMR=∞，集成电路 一般为 120 ~ 140 dB。
3.共模抑制比 （3）单端输出时共模电压放大倍数和共模抑制比
Rc1
Rc2
T1 RL uoc
T2
uic
2Re
2Re
单端输出共模交流通路
Auc1
uoc uic
R'L 2(1 )Re
R'L 2 Re
RL uo
差模输入电阻： Rid = 2rbe 差模输出电阻： Ro = 2Rc 与单管共射放大电路类似。
2.差模输入 （4）单端输出时差模电压放大倍数
Aud1
uo uid
uo1 2ui1
1 2
Aud1
Rc
2rbe
带负载RL时：Aud1
R'L
2rbe
RL Rc // RL
T1
ui1 uid
ui1 uid
ui2
Re – VEE
当 ui1 =ui2 = 0 时： VEE = UBEQ + IERe IE = (VEE – UBE) / REE IC1 = IC2 (VEE – UBE) / 2Re UC1 = UC2 = VCC – IC1Rc uo = UC1 – UC2 = 0
差分放大电路公式
差分放大电路公式差分放大电路公式在电子电路中，差分放大电路被广泛应用于信号放大和抑制共模干扰等方面。
以下是涉及差分放大电路的一些相关公式，并通过举例来解释说明。
1. 差分电压增益公式差分电压增益是描述差分放大电路放大效果的重要指标。
差分电压增益（Ad）定义为输出电压（Vo）与输入差分电压（VID）之比，表达式如下：Ad = Vo / VID差分电压增益可以衡量差分放大电路对输入差分信号的放大能力。
2. 公模电压增益公式公模电压增益是描述差分放大电路对共模信号的抑制能力的指标。
公模电压增益（Acm）定义为输出电压（Vo）与输入公模电压（VICM）之比，表达式如下：Acm = Vo / VICM公模电压增益可以衡量差分放大电路对输入公模信号的反馈和抑制能力。
3. 差模增益公式差模增益是差分放大电路对差分信号放大的能力。
通过差模增益，我们可以计算出差分输出电压（Vod）与输入差分电压（VID）之间的比值。
差模增益（Adm）的表达式如下：Adm = Vod / VID差模增益是衡量差分放大电路差分信号放大的关键参数。
4. 共模抑制比公式共模抑制比（CMRR）是评价差分放大电路抵抗共模干扰的能力的指标。
共模抑制比定义为差分电压增益与公模电压增益之比，表达式如下：CMRR = Ad / Acm共模抑制比可以衡量差分放大电路在抑制共模信号方面的功效。
举例说明假设有一个差分放大电路，其差分电压增益为800，公模电压增益为20，差模增益为1000。
我们可以通过这些公式计算出该电路的共模抑制比。
Ad = 800Acm = 20CMRR = Ad / Acm = 800 / 20 = 40通过计算得出，该差分放大电路的共模抑制比为40。
综上所述，差分放大电路涉及的公式主要有差分电压增益、公模电压增益、差模增益和共模抑制比。
这些公式可以帮助我们评估差分放大电路的性能和能力。
5. 输入阻抗公式输入阻抗是指差分放大电路对输入信号的响应能力，也是衡量电路接受外部信号的能力。
差分放大电路增益公式
差分放大电路增益公式
差分放大电路是一种常见的电路结构，它可以将两个输入信号进行差分放大，从而得到一个输出信号。
差分放大电路的增益公式是非常重要的，它可以帮助我们计算出电路的放大倍数，从而更好地设计和优化电路。
差分放大电路的基本结构包括两个输入端口和一个输出端口。
输入端口通常是两个信号源，输出端口则是差分信号的放大结果。
差分放大电路的增益公式可以表示为：
A = (Rf / R1) * (1 + R2 / R1)
其中，A表示差分放大电路的增益，Rf表示反馈电阻，R1和R2分别表示输入电阻。
这个公式的意义是，当输入信号经过R1和R2进入差分放大电路时，会产生一个差分信号，这个信号经过反馈电阻Rf放大后输出。
增益公式中的Rf / R1表示反馈电路的放大倍数，而1 + R2 / R1则表示输入电路的放大倍数。
差分放大电路的增益公式可以帮助我们计算出电路的放大倍数，从而更好地设计和优化电路。
例如，如果我们想要设计一个放大倍数为10的差分放大电路，我们可以根据公式计算出所需的电阻值。
假设我们选择R1 = 10kΩ，R2 = 20kΩ，Rf = 100kΩ，那么根据公式，我们可以得到：
A = (100kΩ / 10kΩ) * (1 + 20kΩ / 10kΩ) = 30
这意味着我们的差分放大电路将会将输入信号放大30倍。
如果我们想要更大的放大倍数，我们可以调整电阻值来实现。
差分放大电路的增益公式是非常重要的，它可以帮助我们计算出电路的放大倍数，从而更好地设计和优化电路。
在实际应用中，我们可以根据公式来选择合适的电阻值，从而实现所需的放大倍数。
差分放大电路
ie2
uic
ui2
－
共模电压增益：
Auc
=
uoc uic
uo1 uic
= (RC // RL ) Rb rbe (1 )2Re
RC // RL 2Re
Rb
RC RL
uo
uic
2Re
Rb 2Re
RC
ib
+
+ Rb uic
rbe
-
2 Re
+
ic
βib RC
+
+
RL uo1
+
说明
1 RL对静态工作点有影响。
RC
RC
+VCC
RB
T1RL uo T2
RB
ui
RP
RE -VEE
解：
I
BQ
RB
VEE
(1 )
U RP
2
BE
2(1
)RE
12 0.7
10
101
0.1 2
2
101
11
0.005mA
RC
RC
RB
T1RL uo T2
++ uuoo --
RRcc
+ ui1+
ui1－ －
Rb T1 Rb T1
RL
T2 T2
Rb Rb
E E
IRe Re
_ VEE
+ +ui2
－ui2 －
信号相当于短路。
Rb
ui1
ui
ui 2
Rb
Rc + uo - Rc
Rb T1
T2 Rb
+
有源负载差分放大电路原理
有源负载差分放大电路原理差分放大电路是一种广泛应用的模拟电路，主要用于放大差分信号或抑制共模信号。
有源负载差分放大电路是其中的一种，它利用有源器件（如晶体管）作为负载，相较于传统的无源电阻负载，具有更高的放大倍数和更好的性能。
本文将详细介绍有源负载差分放大电路的原理，主要包括差分信号放大、有源负载、反馈机制、差分对管和电路结构等方面。
一、差分信号放大差分信号是一种相对的信号形式，它指的是两个幅度相等、相位相反的信号。
差分放大电路的主要功能就是放大差分信号，抑制共模信号。
在有源负载差分放大电路中，差分对管（通常是两个性能参数相同的三极管）起到关键作用，它们将差分信号分别输入到各自的基极，从而实现差分信号的放大。
二、有源负载有源负载差分放大电路中的有源负载通常由晶体管组成。
相较于传统的无源电阻负载，有源负载具有更高的放大倍数和更好的性能。
这是因为晶体管的有源特性使得其输出电流和电压具有更高的灵活性和可控性。
通过适当的偏置和配置，有源负载可以实现对差分信号的精确放大和有效抑制共模信号。
三、反馈机制反馈机制是有源负载差分放大电路中重要的一环。
通过引入适当的反馈，可以改善电路的性能，提高稳定性，减小失真和噪声。
反馈可以是正反馈或负反馈，具体选择取决于电路的设计需求。
正反馈可以提高电路的增益，但同时也会增加噪声和失真。
负反馈则可以降低噪声和失真，提高电路的线性度和稳定性。
四、差分对管差分对管是有源负载差分放大电路的核心元件，通常由两个性能参数相同的三极管组成。
它们将差分信号分别输入到各自的基极，实现对差分信号的放大。
在电路中，差分对管的基极和发射极之间通常会接入适当的偏置电阻和电容，以实现良好的交流耦合和直流偏置。
此外，为了减小电路的失真和噪声，需要合理匹配差分对管的相关参数。
五、电路结构有源负载差分放大电路的结构通常包括输入级、中间级和输出级三个部分。
输入级通常由差分对管组成，负责接收和放大差分信号；中间级通常由晶体管组成的有源负载构成，负责提供足够的增益；输出级通常由输出三极管或场效应管组成，负责将放大的差分信号输出到下一级电路或负载。
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。
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实验五差分放大电路
一、实验目的
1．加深对差分放大电路原理、性能及特点的理解。
2．学习差分放大电路主要性能指标的测试方法。
二、预习要求
1．阅读实验原理，根据实验电路参数，估算典型差分放大电路和具有恒流源的差分放大电路的静态工作点及差模电压放大倍数（取β1=β2=100）。
2．测量静态工作点时，差分放大器输入端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。
怎样调整静态零点？
4．用什麽仪表测量输出端电压U0？
5．怎样用交流毫伏表测双端输出电压U0？
三、实验原理与参考电路
-V EE
-12V
图5-1差分放大电路
图5-1是差分放大电路的基本结构。
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，构成典型的差分放大电路。
调节调零电位器R p，使差分放大电路两边对称的元件参数相等，当输入信号U I=0时，双端输出电压U0=0。
R E为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无反馈作用，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。
当开关拨向右边时，构成具有恒流源的差分放大电路。
它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E，可以进一步提高差分放大电路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）
221E C C I I I =
=
恒流源电路
3212331)()]([E BE
EE CC E C R U R R U U R I I ⨯
-++⨯=
≈
2321C C C I I I =
= 2．差摸电压放大倍数和共模电压放大倍数
当差分放大电路的射极电阻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 R r R R U U A )1(ββ+++=
∆∆= 单端输出：
211d
I C d A U U A =
∆∆=
222d
I C d A
U U A -=∆∆=
当输入共模信号时，若为单端输出，则有，
E
C E P
be B C
I
C C C R R R R r R R U U A A 2)22
)(
1(1
21-
≈++++-=
∆∆=
=ββ
若为双端输出，在理想情况下
=∆∆=I
O
C U U A
实际上由于元件不可能完全对称，因此共模放大倍数A c 也不会绝对等于零。
3．共模抑制比CMRR
为了表征差分放大电路对有用信号（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 或者
C d
A A log
20CMRR = （dB ） 差分放大电路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 的正信号作为输入信号。
四、实验内容
1．典型差分放大电路性能测试
按图5-1连接实验电路，开关拨向左边构成典型差分放大电路。
（1）测量静态工作点
①调节放大器零点信号源不接入，将输入端A、B与地短接，接通±12伏直流电源，用直流电压表测量输出电压，调节调零电位器，使输出电压等于零。
调节要仔细，力求准确。
②测量静态工作点调好零点以后，用直流电压表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻R E两端电压U RE，计入表5-1中。
（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(输入电压U i为0)，用示波器监视输出端（集电极C1或C2与地之间）。
接通±12V直流电源，逐渐增大输入电压U i（约100mV），在输入波形无失真的情况下，用交流毫伏表测U i，U c1，U c2
，计入表5-2中，并观察U i，U c1，U c2之间的相位关系及U BE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输入端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5-2中，并观察U i，U c1，U c2之间的相位关系及U BE随U i改变而变化的情况。
2．具有恒流源的差分放大电路性能测试
将图5-1电路中开关K拨向右边，构成具有恒流源的差分放大电路。
重复内容1-2）、1-3）的要求，计入表5-2中。
1．整理实验数据,填入实验表格中。
2．画出实验中观察到的波形，比较其相位关系。
3．根据测试结果,说明两种差分放大电路性能的差异及其原因。
六、思考题
1．为什麽要对差分放大电路进行调零?调零时能否用晶体管毫伏表来指示输出U0值？
2．对基本差分放大电路而言，在V CC和V EE已确定的情况下,要使静态工作点达到某个预定值，应怎样调整?
3．差分放大电路的差模输出电压是与输入电压的差还是和成正比？
4．设电路参数对称,加到差分放大电路两管基极的输入信号相等、相位相同时，输出电压等于多少？
七、注意事项
v
图5-2 双端输入方式
1．为实验简单,测量差分放大电路的差模电压放大倍数时,采用了单端输入方式。
若采用双端输入方式时，信号源接隔离变压器后再与被测电路相接，如图5-2所示。
调节信号源输出电压并同时用交流毫伏表测量差分放大电路输入端A （或B）至地的电压，使V A=V id1（或V B=V id2），即V AB=V id=2V id1。
2．测量图5-1中带恒流源差分放大电路两管的静态电流I CQ1和I CQ2,可通过测量R E3两端电压降,然后换算得到。
3．测量静态工作点和动态指标前，一定要先调零（即V I=0时，使V0=0）。
八、实验设备与器件。