差动放大电路的仿真分析
【最新精选】差分放大电路仿真
差分放大电路仿真一、实验目的1.掌握差动放大电路对放大器性能的影响。
2.学习差动放大器静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的仿真方法。
3.学习掌握Multisim交流分析4.学会开关元件的使用二、实验原理图3.2-1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发射放大电路组成。
当开关K 拨向左边时，构成典型的差动放大器。
调零电位器RP用来调节VT1、VT2管的静态工作点，使得输入信号Ui＝0时，双端输出电压Uo＝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3.2-1 差动放大器原理电路在设计时，选择VT1、VT2特性完全相同，相应的电阻也完全一致，调节电位器RP的位置置50％处，则当输入电压等于零时，UCQ1= UCQ2，即Uo＝0。
双击图中万用表XMM1、XMM2、XMM3分别显示出UCQ1、、UCQ2、Uo电压，其显示结果如图3.2-2所示。
（a）UCQ1显示结果（b）Uo显示结果（c）UCQ2显示结果图3.2-2 UCQ1、、UCQ2、Uo显示结果三、虚礼实验仪器及器材双踪示波器信号发生器交流毫伏表数字万用表四、实验内容与步骤1. 差动放大器的静态工作点分析 典型差动放大器电路静态工作点EBEEE E R U U I -≈（认为UB1＝UB2≈0），E C2C1I 21I I ==恒流源差动放大器电路静态工作点E1BEEE CC 212E3C3R U )U (U R R R I I -++≈≈，C3C1C1I 21I I == （1）按下图3.2-3输入电路图3.2-3（2）调节放大器零点把开关S1和S2闭合，S3打在最左端，启动仿真，调节滑动变阻器的阻值，使得万用表的数据为0（尽量接近0，如果不好调节，可以减小滑动变阻器的Increment 值）。
（3）直流分析启动直流分析，将测量结果填入下表：2. 差模电压放大倍数和共模电压放大倍数 （1）测量差模电压放大倍数当差动放大器的发射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad 由输出端方式决定，而与输入方式无关。
增益可调差动放大器的设计与仿真
增益可调差动放大器的设计与仿真摘 要：本课题设计利用增益可调放大器 uA709 芯片为设计核心，根据uA709 的放大原理，利用公式计算出放大倍数，然后利用专业软件 Protues 等模拟和仿真增益可调放大器电路，并测出其电压及电压增益的实际值！关键字：uA709；Protues ；放大器；增益可调一﹑课题背景近年来随着计算机和互联网的迅速发展和普及，多媒体信息的高速传输呈现迅速增长的趋势。
放大器作为集成电路的一种重要的组成部分是国内外研究的热点。
目前集成放大器的研究主要集中在多级运放的补偿、宽带高速运放、满足专用放大器的特殊结构和提高通用放大器指标的方法等这几个方向。
但是可调增益放大器的研究国外开展较多，国内目前已有少量关于可调增益放大器的研究，主要是基于CMOS 工艺的可调增益放大器的设计放大。
宽带放大器在光纤通信、电子战设备及微波仪表等方面应用越来越广泛。
这些系统一般要求放大器具有增益可调、宽频带、低噪音、工艺稳定等特点。
可调增益放大器是一种通过改变电路某一参对量对放大器增益进行调节的放大器，广泛应用于无线通讯、医疗设备、助听器、磁盘驱动等领域。
二、电路介绍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。
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。
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。
差动放大电路实验
差动放大电路实验报告严宇杰141242069 匡亚明学院1.实验目的（1）进一步熟悉差动放大器的工作原理；（2）掌握测量差动放大器的方法。
2.实验仪器双踪示波器、信号发生器、数字多用表、交流毫伏表。
3.预习内容（1）差动放大器的工作原理性能。
（2）根据图3.1画出单端输入、双端输出的差动放大器电路图。
4.实验内容实验电路如图3.1。
它是具有恒流源的差动放大电路。
在输入端，幅值大小相等，相位相反的信号称为差模信号；幅值大小相等，相位相同的干扰称为共模干扰。
差动放大器由两个对称的基本共射放大电路组成，发射极负载是一晶体管恒流源。
若电路完全对称，对于差模信号，若Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定减少，增加与减少之和为零，Q3 和R e3等效于短路，Q1,Q2的发射极等效于无负载，差模信号被放大。
对于共模信号，若Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定增加，两者增加的量相等，Q1、Q2的发射极等效于分别接了两倍的恒流源等效电阻，强发射极负反馈使共射放大器对共模干扰起强衰减作用，共模信号被衰减。
从而使差动放大器有较强的抑制共模干扰的能力。
调零电位器R p用来调节T1,T2管的静态工作点，希望输入信号V i=0时使双端输出电压V o=0.差动放大器常被用作前置放大器。
前置放大器的信号源往往是高内阻电压源，这就要求前置放大器有高输入电阻，这样才能接受到信号。
有的共模干扰也是高内阻电压源，例如在使用50Hz工频电源的地方，50Hz工频干扰源就是高内阻电压源。
若放大器的输入电阻很高，放大器在接受信号的同时，也收到了共模干扰。
于是人们希望只放大差模信号，不放大共模信号的放大器，这就是差动放大器。
运算放大器的输入级大都为差动放大器，输入电阻都很大，例如LF353的输入电阻约为1012Ω量级，0P07的输入电阻约为107Ω量级。
本实验电路在两个输入端分别接了510Ω电阻，使差动放大器的输入电阻下降至略小于这一数值，这是很小的输入电阻。
Cadence一级差分运放的仿真实现
实验步骤
四、相位裕度，设定vin1、vin2的AC magnitude为0.5V、-0.5V
实验步骤
四、将plotting mode换为append，plot图像两次
实验步骤
仿真输出为mag，将图形换成phase、dB20表示，增益为0时， 可看出相移为-106°，即相位裕度为74°。
五、差模增益
实验步骤
三、DC扫描 设定model library、设置仿真条件
实验步骤
设定DC扫描变量vin1，扫描范围0~1.8V，选择输出、参 数分析
实验步骤
点击分析，可得出仿真结果
仿真可以看出最小输入共模电压为0.8V左右，小于 0.8V的输入共模电平 会使尾电流源M0进入线性区，M1，M2进入亚阈值导通状态；最大输入 共模电压为1.4V左右，大于该值的输入共模电压很容易使M1，M2进入 线性区。也可以随着Vin2的增大，输出摆幅越来越小。
CMRR= A DM A CM
本实验中，低频时ACM大约为0.023，ADM大约为173 ，因此CMRR大约为75dB
实验步骤
八、电源抑制比 将vin1、vin2的AC magnitude设为0，电源的AC magnitude设为1
实验步骤
在低频时从VDD到VOUT的增益接近1。电源抑制比 （PSRR）的定义为：从输入到输出的增益除以从电 源到输出的增益。
相位裕度 输入输出共模范围 共模增益 共模抑制比（CMRR） 电源抑制比（PSRR）
实验步骤
一、启动Cadence，完成电路图的绘制
实验步骤
二、设置参数
根据工艺，设定model name、Width、Length。设定电源 电压V0为1.8V，偏置电压源V1为0.6V。差分输入电压源 分别设置为变量vin1、vin2。
差动放大器分析与设计
实验报告实验名称差动放大器分析与设计班级学号姓名成绩差动放大器分析与设计一、实验目的（1）通过使用Multisim来仿真电路，测试如图3所示的差分放大电路的静态工作点、差模电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
（2）加深对差分放大电路工作原理的理解。
（3）通过仿真，体会差分放大电路对温漂的抑制作用。
二、实验步骤（1）请对该电路进行直流工作点分析,进而判断电路的工作状态。
（2）请利用软件提供的电流表测出电流源提供给差放的静态工作电流。
（3）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入、输出电阻。
（4）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的单端出差模放大倍数。
（5）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。
（6）请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。
（7）请利用温度扫描功能给出工作温度从0℃变化到100℃时，输出波形的变化。
(8)根据前面得到的静态工作点，请设计一单管共射电路（图4给出了一种可行的电路图，可以作为参考），使其工作点和图3电路的静态工作点一样。
利用温度扫描功能，给出单管共射电路工作温度从0℃变化到100℃时，输出波形的变化。
图4 图5（9）请对图5的电路进行仿真，并测出差模电压放大倍数（输出为R5的电压）。
三、实验要求（1）根据直流工作点分析的结果，说明该电路的工作状态。
其中，V(7)=-10.82734mV，V(4)=9.75860mV，V(1)=-648.12169mV。
对此数据分析，可知：U C=9.759V U B=-0.0108V U E=-0.6481VU BE=U B-U E=-0.0108+0.6481=0.6373VU CE=U C-U E=9.759+0.6481=10.4071VI B=10.83uA I C=2241uAβ=I CI B =224110.83=206.9由于发射结正偏，集电结反偏，故推断，该NPN型三极管工作在放大区。
差动放大电路实验报告
实验六差动放大电路
李泽电子信息科学与技术2008118038
实验目的
1、熟悉差动放大电路的工作原理。
2、掌握差动放大电路的静态测试方法。
3、掌握差动放大电路的动态参数测试方法。
实验仪器双踪示波器数字万用表直流稳压电源交流信号源实验内容
1、连接电路，测试静态工作点。
输入接地，调节电位器，使输出为零，测量三个三极管的静态值。
如图所示，Uo=13.328pv, Ubq1=Ubq2=-2.093mv, Ubq3=7.921mv Ucq1=Ucq2=6.501mv Ucq3=-744.378mv
2、测量差模电压放大倍数。
输入差模信号f=1khz,Uid=20mv,观
察输出电压大小和波形。
两个输出端口的波形如下，可见，它们等大反向。
如下图，Ui=10mv,Uo=49.223mv,Au=Uo/Ui=4.9
并且，单端输出电压是双端输出电压的一半。
3、测量共模电压放大倍数。
如图所示，Ui=20mv, Uo=278.39fv Ad=Uo/Ui=14*(10的负12次方)
4、计算电路的共模抑制比。
Kcmrr=Au/Ad=3.5*（10的11次方）。
[精编]差动放大器实验报告
![[精编]差动放大器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/9bee41cad1d233d4b14e852458fb770bf78a3bec.png)
[精编]差动放大器实验报告(1) 实验报告：差动放大器实验一、实验目的1.理解差动放大器的工作原理及特点。
2.掌握差动放大器的调整与测量方法。
3.通过实验，加深对模拟电路中放大器性能的理解。
二、实验原理差动放大器是一种对差模信号具有放大作用的放大器，它具有高输入阻抗、高共模抑制比、低零点漂移等优点，常用于模拟电路中的信号放大。
差动放大器主要由差分对管和负载电阻组成，通过对差分对管的基极电压进行适当调整，可以实现差模信号的放大。
三、实验步骤1.准备实验器材：差动放大器模块、信号源、示波器、万用表、导线若干。
2.连接实验电路：将差动放大器模块与信号源、示波器、万用表连接起来，构成完整的实验电路。
3.调整差动放大器：根据差动放大器的使用手册，调整差分对管的基极电压，使差动放大器工作在合适的状态。
4.输入信号：利用信号源产生一定幅度和频率的差模信号，输入到差动放大器的输入端。
5.观察输出信号：在示波器上观察差动放大器输出端的信号变化，记录下不同输入信号下的输出信号幅值和波形。
6.测量性能指标：利用万用表测量差动放大器的增益、共模抑制比等性能指标，并记录下测量数据。
7.分析实验结果：根据实验数据和观察结果，分析差动放大器的性能特点及工作原理。
四、实验结果与分析1.实验数据：2.结果分析：根据实验数据，我们可以看出，随着输入信号幅值的增加，输出信号幅值也相应增加，增益和共模抑制比也表现出良好的线性关系。
这表明差动放大器在放大差模信号的同时，能够有效地抑制共模信号，具有较高的信号保真度。
此外，通过观察示波器上的输出波形，我们发现差动放大器的输出信号波形具有良好的稳定性，没有出现明显的零点漂移现象。
这进一步验证了差动放大器在模拟电路中的重要作用。
五、实验结论通过本次实验，我们验证了差动放大器在模拟电路中的重要作用，包括放大差模信号、抑制共模信号、提高信号保真度以及减小零点漂移等。
此外，我们还发现，差动放大器的性能指标如增益和共模抑制比与输入信号的幅值和频率具有一定的关系。
差动放大器实验报告
物理与电子科学系实验报告课程名称EDA实验班级姓名学号实验日期2011年5月5号实验学时 2 实验地点物理系机房任课教师指导老师实验课题差动放大器实验成绩实验目的熟悉差动放大器工作原理；掌握用差动放大器基本测试方法；实验原理如图4-2-5所示，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。
调零电位器Rp用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui＝0时，双端输出电压UO＝0。
RE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。
实验设备及软件环境个人电脑一台Multisim 10集成开发环境一. 实验内容电路如图4-2-5所示。
分析电路各点的直流电压（着重分析Uo）；调节电位器Rp，分析Uc1和Uc2以及Uo，写出结论。
（注：因为元件都是理想的标准参数，所以用Rp来讨论共模特性）；双端输入：恢复Rp为50%，调出一电压为0。
1V的直流信号，“+”接Ui1，“-”接Ui2，再分析Uc1和Uc2及Uo，计算差模放大倍数（即单端输出和双端输出），记录数据并分析；单端输入：调出一电压为0.1V的直流信号，“+”接Ui1，“-”接地，再分析Uc1和Uc2及Uo，计算差模放大倍数；“+”接地，“-”接Ui1，再做一次；同样“+”接Ui2，“-”接地，再分析Uc1和Uc2及Uo，计算差模放大倍数；总结结论：图4-2-55）调整电路4-2-5中Rp，人为打破电路的平衡（因为实际电路中很难做到平衡），将Ui1、Ui2两输入端连接，调出一电压为0.1V的直流信号，“+”接输入端“-”接地，讨论共模增益；6）在第（5）步的基础上重复第（3）步，讨论并计算电路的共模抑制比；7）在Ui1端加入幅度为0.05mV、频率为1KHz的交流信号，用示波器分别观察Uc1、Uc2、Uo的波形，写出结论。
二、实验步骤按图4-2-5将电路图在Multisim设计好1分析电路各点的直流电压（着重分析Uo），点菜单栏的“仿真”→“分析”→“直流工作点分析”出现如下结果：Uo=V(6)-V(7)=11.58753-11.58753=0V2. 调节电位器Rp，用探针分析Uc1和Uc2以及Uo：30%Rp时电压变化50%Rp时电压变化70%Rp时电压变化结论：电压Rp 30%Rp 50%Rp 70%RpUc1(v) 11.7 11.6 11.3Uc2(v) 11.3 11.6 11.7U0(V) 0.3 0 -0.33. 双端输入—单端输出、双端输出组态在输入端Ui1，Ui2之间，分别加直流差模信号+0.1V，用直流电压表分别测量单端输出电压Uc1(T1集电极对地电压)，Uc2(T2集电极对地电压)和双端输出电压U0(注意电压极性)，填入表1中。
差动放大器实验报告
差动放大器实验报告实验报告：差动放大器的原理与应用一、实验目的1.了解差动放大器的基本原理；2.学习差动放大器的性能参数评价与测量方法；3.熟悉差动放大器的应用。
二、实验原理1.差动放大器的基本电路为共射器差动放大电路。
它由两个相同的共射放大器和一个共同的负载电阻组成。
两个BJT管分别驱动同一负载电阻，其发射极相互连接。
通过负载电阻可以得到差模和共模信号。
其中，差模信号为两个输入信号之差，而共模信号为两个输入信号之和。
2.差动放大器的性能参数主要包括共模抑制比、增益、输入电阻和输出电阻。
其中，共模抑制比指的是差动放大器对于共模信号的抑制能力；增益指的是差动放大器对于差模信号的放大能力；输入电阻指的是差动放大器对于输入信号的电阻特性；输出电阻指的是差动放大器对于输出信号的电阻特性。
三、实验步骤1.接线：按照电路图将差动放大器电路搭建起来。
2.测量差动放大器的直流工作点：使用万用表测量差动放大器电路的直流电压，包括两个BJT管的发射极电压、基极电压和集电极电压。
3.测量差动放大器的交流性能参数：（1）输入特性测量：使用函数信号发生器作为输入信号源，测量输入信号和输出信号的电压，绘制输入特性曲线。
（2）共模抑制比测量：使用函数信号发生器分别给两个输入端口施加共模信号和差模信号，测量输出信号的电压，计算共模抑制比。
（3）增益测量：使用函数信号发生器分别给两个输入端口施加差模信号，测量输出信号的电压，计算增益。
（4）输入、输出电阻的测量：使用函数信号发生器施加信号，通过分析输入、输出端口的电流和电压变化，测量输入、输出电阻。
四、实验结果与分析1.直流工作点测量结果如下表所示：左端BJT管，发射极电压，基极电压，集电极电压:----------:，:----------:，:--------:，:--------:Q1，1.23V，0.72V，6.68VQ2，1.30V，0.75V，6.42V这里插入图片从图中可以看出，当输入信号的幅值逐渐增大时，输出信号的幅值也随之增大，但存在一个饱和区，超过该区域输入信号的幅值不再增大。
差动运放电路仿真分析与最优模型探究
第 ３期
蒋
金等 ： 差动运放 电路仿真分析 与最 优模 型探 究
２ ４ １
由式 （ ２ ） 可看 出对 ２个 输 入端 进行 放大 ， 电路 的差模 增益 Ａ ｄ ＝ ２ ， 共 模 增益 Ａ ： ０ ， 差动 增益 Ａ＝ Ｒ， 电路 共模 抑 制 比 Ｋ Ｃ Ｍ Ｒ－ － Ｉ Ａ ｃ ｌ ＝∞ ， 在差 动 电路 ２个输 入 端看 进 去 的输 入 阻抗 ＝ ＋ （ 通 常 为 了有 一 定 的放 大倍数 ， 尺 Ｒ ｚ 取值 不是 很高 ） ．当 电阻不 成 比例 ＝Ａ 。 ， ＝ Ａ ， 则式 （ １ ） 可 改为 ＝ （ １ ＋
Ａ ） 一Ａ Ｖ １ ， 再 结合 ＝ ＋ ， Ｖ １ ＝ 一 得 Ｖ ｏ ＝［ （ １＋ Ａ ） Ａ ： 一（ １ ＋Ａ ） Ａ 。 ］ ＋［ （ １＋Ａ ） Ａ ： ＋（ １＋
Ａ ） Ａ 。 ］ ， 则 电路 的 Ｋ ＝ ． ㈩
差 动 运 放 电 路 仿 真 分 析 与 最 优 模 型 探 究
蒋 金， 陈长兴
（ 空军 工程 大学 理学 院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ １ ） 摘 要 ：考 虑到差动运放 电路性能 的多样性 ， 在 分析 中应 与实际 电路 相结合 ．若外部 电阻 、 输入阻抗 Ｒ 相
同， 改变增益条件和 电路 的共模抑 制 比 Ｋ 等 因素对 电路进行了仿真分析 ．当输入相 同信号 时 ， 用 ｍｕ ｈ ｉ ｓ ｉ ｍ
第３ ｌ 卷第３ 期
２ ０ １ ３年 ９月
海 南 大 学 学 报 自 然 科 学 版
ＮＡＴＵＲＡＬ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＩ ＮＡＮ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｖｏ １ ． ３ １ Ｎｏ ． ３
2016年北航模拟电路实验三 差动放大器的分析与设计
电子电路实验报告实验三差动放大器的分析与设计班级学号姓名日期一、实验目的（一）通过使用Multisim来仿真电路，测试如图3所示的差分放大电路的静态工作点、差模电压放大倍数、输入电阻和输出电阻（二）加深对差分放大电路工作原理的理解（三）通过仿真，体会差分放大电路对温漂的抑制作用二、实验电路三、实验步骤（一）请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态对该电路进行直流工作点分析，结果截图如下图所示：对比电路图可知：U BQ1=-2.07344mV U BQ2=-2.07344mV U CQ1=11.64087VU CQ2=11.64087VU EQ=-584.27715mV由于U BQ>U EQ，U CQ>U BQ，所以发射结正偏，集电结反偏。
故推断，该NPN型三极管工作在放大区（二）请画出测量电流源提供给差放的静态工作电流时，电流表在电路中的接法，并说明电流表的各项参数设置。
在发射极串联一个电流表，用直流档测量，如下图所示：测得：I=722.4uA（三）详细说明测量输入、输出电阻的方法（操作步骤），并给出其值输入电阻：在输入端分别并联交流电压表和串联交流电流表。
如下图所示：测得：U i=9.712mV，I i287.85nA所以R i=U i/I i=33.74kΩ输出电阻：将信号源短路。
在输出端加一个电压源。
在输出端分别串联一个交流电流表和并联一个交流电压表，测量输出电阻。
如下图所示：测得：I o=5.083μA，U o=10mV，进而可求得R o=1.97kΩ（四）利用软件提供的测量仪表测出单端差模放大倍数Av=Vo/Vi=115.335mV/9.712mV=11.88（五）用波特图仪测量该电路的幅频、相频特性曲线实验电路图：实验结果：（1）幅频特性（2）相频特性（六）用交流分析测量该电路的幅频、相频特性曲线由交流分析得：（七）请利用温度扫描功能给出工作温度从0℃变化到100℃时，输出波形的变化实验电路：（八）根据前面得到的静态工作点，请设计一单管共射电路（图4给出了一种可行的电路图，可以作为参考），使其工作点和图3电路的静态工作点一样。
实验七 差分放大电路仿真与设计
实验七差分放大电路设计与仿真一、实验目的1、设计差分放大电路，其中T1和T2是对管；2、分析差分放大电路中的元件参数对其静态工作点、放大电路主要性能指标的影响；二、实验内容1、差分放大电路设计及仿真；2、滑动Rw抽头分别在中点、最右端点，分别仿真求电路的动态Au、通频带参数；四、实验要求1、设计差分放大电路并仿真；2、滑动Rw抽头分别在中点、最右端点，分别仿真给出结果，Au=？3、滑动Rw抽头，获取最大Au值，仿真波形并记录；三、实验原理1、最简单的差分放大电路如图所示由两个完全对称的单管放大电路拼接而成。
在该电路中，晶体管T1、T2型号一样、特性相同，RB1为输入回路限流电阻，RB2为基极偏流电阻，RC为集电极负载电阻。
输入信号电压由两管的基极输入，输出电压从两管的集电极之间提取(也称双端输出)，由于电路的对称性，在理想情况下，它们的静态工作点必然一一对应相等。
2．抑制零点漂移在输入电压为零， ui1 = ui2 = 0 的情况下，由于电路对称，存在IC1 = IC2，所以两管的集电极电位相等，即 UC1 = UC2，故uo = UC1 - UC2 = 0。
当温度升高引起三极管集电极电流增加时，由于电路对称，存在，导致两管集电极电位的下降量必然相等，即所以输出电压仍为零，即。
由以上分析可知，在理想情况下，由于电路的对称性，输出信号电压采用从两管集电极间提取的双端输出方式，对于无论什么原因引起的零点漂移，均能有效地抑制。
抑制零点漂移是差动放大电路最突出的优点。
但必须注意，在这种最简单的差动放大电路中，每个管子的漂移仍然存在。
3．动态分析差动放大电路的信号输入有共模输入、差模输入、比较输入三种类型，输出方式有单端输出、双端输出两种。
(1)共模输入。
在电路的两个输入端输入大小相等、极性相同的信号电压，即，这种输入方式称为共模输入。
大小相等、极性相同的信号为共模信号。
很显然，由于电路的对称性，在共模输入信号的作用下，两管集电极电位的大小、方向变化相同，输出电压为零(双端输出)。
仿真分析差分放大电路的性能
图 １ 恒流 源差 分放 大 电 路 图
双 电源 的作用 ： 使信 号变 化 幅度 加 大 ； 。Ｉ Ｉ 、砚由负 电源 Ｕ 提供 。Ｔ 工作 在 放 大 区 ， 当于 恒 流 源 的 管 相 作 用 。Ｔ 管 为温度 补偿 三极管 （ Ｃ短 接 ， 当于二极 管 ） ４ Ｂ 相
：
有重 要意义 。
１ 工 作 原 理
差分放 大 电路是 直接耦 合 电路 中最 典 型的一 种 电路 ， 不仅可 以通 过双 端输 出 ， 负载两 端 同向 的电压 它 对
相互 抵消 ， 同时对 单端 输 出的零漂 也有 很强 的抑制 能力 。 图 １ 典型 的恒 流源差放 电路 ， 由两个 电路参 数完 全相 同 的单 管放 大 电路 ， 过发射 极耦 合在 一起 的 为 是 通 对称 式放大 电路 ， 具有 两个输 入端 和两个 输 出端 。其 中 ， 三极 管 Ｔ 、 成差放 的两 个输入 管 ， Ｔ 。Ｔ 构 Ｔ 、 的集 电 极 Ｖ Ｖ 构 成 电路 的两 个输 出端 ； 、 Ｑ 三极 管 Ｔ 、 ，Ｔ 构成 恒 流源 电路 。 ］
收 稿 日期 ：０ ２０ － ２ １ －３２ ９
作者简介 ： 关秀丽（ ９８ ） 女 ， １７ － ， 吉林伊通人 ， 讲师 ， 硕士 ， 主要从事检测技术与 自动化方 面的研究 。
长
春
大
学
学
报 第２ ２卷 来自其 作用 是保 持 Ｉ Ｄ的相对 稳定 。
具工工程： Ｔ ， 二 ］ 体作过是 度－ ｊ 竺 温 ＋： 竺
关键词 ： 差分放 大电路 ； 共模 分析 ； 仿真分析
中图 分 类 号 ：Ｎ ２ Ｔ ７２ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ９—３０ （ ０２ ０ １０ ９７ ２ １ ）６—０４ ０ ６ ７— ３
基于Multisim 10差动放大电路的仿真分析
在Multisim 10中建立了的典型差动放大电路。T1，T2均为NPN晶体管(2N2222A)，电流放大系数β设置为80。拨动开关J1，J2可选择在差动放大电路的输入端加入直流或交流信号。数字万用表用于测量直流输出电压，示波器用于观测交流输入/输出电压波形，测量探针用于仿真时实时显示待测支路的电压和电流。
依次执行Simulate/Postprocessor(后处理器)命令，选择对图6瞬态分析结果中两个节点(uo1，uo2)输出电压进行减法运算，得到的差模信号双端输出电压uo波形。由图7可测得uo的幅值约为242mV，计算Aud=-24.2，双端输出测试参数与式(4)分析结果基本一致。图1电路设置为交流共模信号输入方式，通过瞬态分析和后处理器测得共模信号双端输出电压uo幅值仅为0.062μV，Auc=6.2×10-6。可见，差动放大电路对共模信号具有很好的抑制作用。
3 参数扫描分析
参数扫描分析用来研究电路中某个元件的参数在一定范围内变化时对电路性能的影响。选择图1中电阻Re为参数扫描分析元件，分析其阻值变化对电路输出波形的影响。图1差动放大电路设置为交流信号输入方式，设置正弦波输入信号频率为1kHz、幅值为150mV，依次执行Simulate/Analyses/Parametet Sweep(参数扫描)命令，设置扫描方式为Linear(线性扫描)，设置电阻Re扫描起始值为5kΩ，扫描终值为7.5kΩ，扫描点数为3，设置输出节点为u01，得到参数扫描分析结果。当Re=5kΩ时，由于T1管的静态工作点偏高，其输出电压u01产生了饱和失真。可见，Re阻值的变化影响差动放大电路的静态工作点。
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VCQ1 VCQ2 12 1.113 6.8 4.4316V VEQ1 VEQ2 31.8 650 681.8mV
rbe1 rbe2
26 26 1.659kΩ rbb 1 1 ICQ1 ICQ1
70 6.8 / /6 Avd 30.95 1 2 1.659 1 70 100 2 Avd1 = 15.48 Avd2 =15.48
1、静态工作点的估算
典型电路： IE UBEQ V2
R5
I CQ1 I CQ2 IE 2
（认为 UB1 UB2 0）
恒流源电路： I I CQ3 EQ3
R9 V1 V2 U BEQ R8 R9 R10
I CQ3 2
I CQ1 I CQ2
2、差模电压放大倍数的估算
-
R4 6.8kΩ 9 Q2 R2 U4 6 AC 10T W2kΩ 2N3903 8
0.39 27.86 0.014
Avd1 = Avd1 13.93
10
Q1 R1 2kΩ R6 510Ω 5
+
0.195
V
V
2N3903
+
-
理论计算结果：
0
Rp 100Ω Key=A 50%2 0 11 K R8 62kΩ V2 12 V
XSC1
Ext T rig + _ A + _ + B _ A
XSC2
Ext T rig + _ B _ + _ +
U1
+
XFG1
R3 6.8kΩ 7 Q1 4 R1 2kΩ R6 510Ω 5
+
1.087p
V
AC 10T W R11 9 12kΩ U3 + 10T W AC
0.459
-
R4 6.8kΩ
双端输出：
uod uod1 Avd = = 1 uid uid1 R1 rbe 1 Rp 2
R3 / /
R11 2
单端输出：
uod1 1 = Avd Avd1 = 2 uid uod2 1 = Avd Avd2 = 2 uid
3、共模电压放大倍数的估算
将电路图中的开关K拨向右边，即可构成具有恒流 源的差动放大器。
（1）测量静态工作点 方法同典型差动放大器
理论计算结果：
6.8116V 21.8mV 671.8mV
图7.7 DC Operating Point Analysis分析结果 根据分析结果，有 理论计算结果：
V1 V7 12 7.24947 0.6986 ICQ1 I CQ2 6.8 R3 V5 25.57199 I BQ1 I BQ2 0.0128mA 2 R1
uoc 双端输出：Avc = u =0 ic
单端输出：Avc1 =Avc2
uoc1 = uic
R3
Avc1 =Avc2
1 R1 rbe 1 Rp 2 R5 2 R3 （典型电路） 2 R5 uoc1 R3 = uic 1 R1 rbe 1 ） 2 Ro3
Q2 6
8
Rp 100Ω Key=A 50% 2
Avc1 =Avc2
0
0.707
-
V
U2 AC 10T W 1
11 K R7 510Ω R8 62kΩ V2 12 V
Key 12 = Space Q3 13 2N3903 16 R5 5.1kΩ R10 4.7kΩ 14 R9 30kΩ 15
理论计算结果：
差动放大电路的仿真分析
教学要求：
1、 输入编辑电路图 2、仿真分析静态工作点 3、 仿真差模电压放大倍数 4、 仿真共模电压放大倍数
教学目的：
1、 学习差动放大电路的仿真分析方法 2、加深理解差动放大电路在不同输入输出 方式下的特点
R3 6.8kΩ R11 7 Q1 A 4 R1 2kΩ 2N3903 R6 510Ω 0 1 Rp 100Ω Key=A 50%2 5 12kΩ
V1 12 V
7.121 1012 Avc = 0.707 10.07 1012
0.002226 0.707
0.00315
Q1 4 R1 2kΩ R6 510Ω 5
+
2.226m
V
2N3903
+
-
U3 + 10T W AC
-
2.226m
V
0
U4 AC 10T W2kΩ 2N3903
图7.3 测量差模电压放大倍数
理论计算结果：
根据分析结果，有
Avd =
0.441 31.5 0.014
30.95
Avd1 = Avd1 15.79
15.48
图7.4 差模输入差动放大电路输出波形
（3）测量共模电压放大倍数 将放大器A、B端短接，将函数信号发生器XFG1“+”端 接A端，COM接地，构成共模输入方式。调节输入信号频 率f =1kHz的正弦信号，输入电压Ui=1Vp。 单击仿真开关进行仿真分析，在输出波形无失真的情况 下，可用万用表或交流电压表测Ui、UC1、UC2，并在示波 器XSC1和XSC2中观察ui、uc1、uc2的相位关系。
V1 12 V
0.459
V
2N3903
+
-
V
0
U4 AC 10T W2kΩ 2N3903
Q2 6
R2
8
Rp 100Ω Key=A 50% 2 0 11 K R8 62kΩ V2 12 V
0.707
-
V
U2 AC 10T W 1
R7 510Ω
Key 12 = Space Q3 13 2N3903 16 R5 5.1kΩ R10 4.7kΩ 14 R9 30kΩ 15
1.113mA
0.0159mA
（2）测量差模电压放大倍数 将函数信号发生器XFG1的“+”端接放大器输入A端， COM端接地，放大器输入B端接函数信号发生器XFG1的 “-”端，构成差模输入方式。调节输入信号频率f =1kHz的 正弦信号，输入电压Uid1=-Uid2=10mVp，用示波器监视输 出端（集电极C1或C2与地之间），如图7.3所示。 单击仿真开关进行仿真分析，在输出波形无失真的情况 下，可用万用表或交流电压表测Ui、UC1、UC2，并在示波 器XSC1和XSC2中观察ui、uc1、uc2的相位关系，如图7.4所 示。
0
0.0034
图7.10 测量共模电压放大倍数
图7.11 共模输入差分放大电路输出波形
XSC1
Ext T rig + _ A + _ + B _ A
XSC2
Ext T rig + _ B _ + _ +
U1
+
3 XFG1 C1 10uF 4 R1 2kΩ R6 510Ω 5 7
R3 6.8kΩ
V1 12 V
4
Q1 R1 2kΩ R6 510Ω 5
+
0.221
V
V
2N3903
+
-
0
Rp 100Ω Key=A 50%2 0 11 K R8 62kΩ V2 12 V
7.071m
-
V
U2 AC 10T W 1
3
+
0.014
-
V
U5 AC 10T W
R7 510Ω
Key 12 = Space Q3 13 2N3903 16 R5 5.1kΩ R10 4.7kΩ 14 R9 30kΩ 15
理论计算结果：
4.4316V 31.8mV 681.8mV
图7.2 DC Operating Point Analysis分析结果 根据分析结果，有 理论计算结果：
V1 V7 12 4.61166 1.0865 ICQ1 I CQ2 6.8 R3 V5 38.69132 I BQ1 I BQ2 0.0193mA 2 R1
（3）测量共模电压放大倍数 方法同典型差动放大器
XSC1
Ext T rig + _ A + _ + B _ A B _ + _ +
XSC2
Ext T rig + _
根据分析结果，有
U1
+
XFG1 7
R3 6.8kΩ
7.121p
V
AC 10T W R11 9 12kΩ
R4 6.8kΩ C2 10uF R2
R4 6.8kΩ 9 Q2 6 R2 8
V1 12 V
2kΩ 2N3903
0 11 K R7 510Ω R8 62kΩ V2 12 V
Key 12 = Space
IE
B 3
Q3 13 2N3903 16 R5 5.1kΩ R10 4.7kΩ 14 R9 30kΩ 15
图7.1 差动放大电路
一、理论分析、计算
7.071m
-
V
U2 AC 10T W 1
27.999
13.9996
+
0.014
-
V
U5 AC 10T W
R7 510Ω
Key 12 = Space Q3 13 2N3903 14 16 R5 5.1kΩ R10 4.7kΩ R9 30kΩ 15
3
图7.8 测量差模电压放大倍数
图7.9 差模输入差动放大电路输出波形
XSC1
Ext T rig + _ A + _ + B _ A