差分放大电路详解
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》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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添加标题
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
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。
差分放大电路的工作原理
差分放大电路的工作原理差分放大电路的工作原理基于差分输入信号的放大和相位逆转。
通过合理设置电路参数和拓扑结构，可以实现对不同频率范围的信号进行差分放大，并在输出端得到符合要求的放大信号。
一、差分放大电路的示意图和基本工作原理差分放大电路一般由两个共模信号输入端和一个差模信号输出端组成。
下图展示了一个基本的差分放大电路示意图。
[image]图1 基本差分放大电路示意图在差分放大电路中，输入端的两个信号V1和V2分别与两个输入电阻R1和R2相连。
两个输入电阻串联在一起，可以看作一种差分输入电路。
输出端的信号Vout与两个电阻R3和R4相连，输出信号的放大程度与这两个电阻的大小有关。
接下来，我们根据差分放大电路的基本示意图，详细介绍其工作原理。
1、差分输入信号差分输入信号是指两个输入端的信号之间的差值。
在实际应用中，这两个输入信号可能是来自传感器、放大器、传输线等。
当这两个信号的接收、传输、处理过程是一致的时候，我们称其为共模信号；反之，称其为差模信号。
差分放大电路能够放大差分输入信号的主要原因在于它能够对共模信号和差模信号分别进行处理，并最终得到差模信号的放大输出。
2、差分放大和相位逆转在差分放大电路中，我们一般会通过一个共源共极型场效应管或者双极晶体管来实现对差分输入信号的放大。
这些放大器的特点是能够将输入信号放大，并将放大后的信号的相位逆转180度。
当输入信号V1和V2同时增大时，放大器会对其进行放大，并通过输出端Vout输出差分放大后的信号。
此时，输出信号与输入信号V1和V2之间的差值是放大的，反之亦然。
这种差分放大和相位逆转的特性使得差分放大电路在抑制共模干扰、增强信号质量等方面有着独特的优势。
二、差分放大电路的主要工作特性差分放大电路相对于单端放大电路具有一些独特的工作特性。
在实际应用中，我们可以通过调节电路参数、选取合适的电路拓扑结构等方法来实现对其工作特性的优化。
1、抑制共模干扰共模干扰是指在传感器、放大器、传输线等系统中，由于接地线、电源线、环境噪声等原因引入的干扰。
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。
差分放大电路等效电路
差分放大电路等效电路1. 引言嘿，朋友们！今天咱们来聊聊一个电路里的“小精灵”——差分放大电路。
说起这个名字，听起来是不是挺高大上的？但其实，它就像生活中那些默默无闻却极为重要的角色，比如说保姆大妈或者一杯热腾腾的咖啡。
差分放大电路，简单来说，就是把两个信号“比一比”，放大那个有用的部分，把噪音扔到一边，简直就像我们在喧闹的酒吧里寻找那个熟悉的声音，最后终于找到了！今天我们就来拆解一下这个电路，看看它是怎么工作的。
2. 差分放大电路的基本概念2.1 什么是差分放大电路？差分放大电路，顾名思义，就是一个能够接受两个输入信号（一般叫做正输入和负输入）并放大它们之间差异的电路。
想象一下，两个好友在争论谁的做法更好，差分放大电路就是那位公正的裁判，站在一旁仔细听、认真评估。
它能放大有用的信号，抑制那些干扰和噪声，就像把那些不和谐的声音统统滤掉，给你一个清晰的答案。
2.2 结构与组成部分差分放大电路的构成其实也不复杂，主要由运算放大器（OpAmp）和一些电阻器组成。
运算放大器就像是电路的“超级英雄”，能进行各种运算，反正就是厉害得不行。
而电阻器则是它的好伙伴，帮助调节信号的强度和方向。
就像在一场足球比赛中，前锋负责进攻，后卫负责防守，双方相辅相成，才能赢得比赛！3. 等效电路的意义3.1 什么是等效电路？当我们提到“等效电路”，其实就是把复杂的电路“简化”一下，让我们能更轻松地理解它的工作原理。
就好比一部复杂的电影，导演为了让观众更明白故事情节，可能会在某些地方用旁白来解释。
在差分放大电路中，等效电路的作用就是把运算放大器和电阻器等效成一个简单的模型，让我们看到它们是怎么互动的。
3.2 等效电路的组成在等效电路中，运算放大器的输入端会通过电阻连接到两个输入信号，而输出端则会通过反馈电阻和输出负载相连。
整个过程看似简单，但实际上这背后可是蕴藏了深厚的电路理论哦！通过这个等效电路，我们能够快速判断电路的增益、输入阻抗等重要参数，省时省力，真是一举两得！4. 差分放大电路的应用4.1 日常生活中的应用差分放大电路可不止是实验室里的“高冷”学问，它其实在我们日常生活中无处不在。
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。
差分运算放大器电路
差分运算放大器电路差分运算放大器（Differential Amplifier）是一种用于放大差分信号的电路。
它是运算放大器（Operational Amplifier）的一种特殊形式，常被用于测量和增强微弱的差分输入信号。
差分运算放大器的电路结构由两个输入端口和一个输出端口组成。
两个输入端口分别连接到两个输入电阻上，并与负反馈网络相连。
输出端口则连接到负载电阻上。
差分运算放大器的主要功能是放大差分信号，并抑制共模信号。
差分信号是通过将一个信号与另一个信号相减来获得的。
例如，当两个输入信号分别为Vin+和Vin-时，差分信号为Vd = Vin+ - Vin-。
差分运算放大器的工作原理如下：1.输入端口：差分运算放大器的输入端口由Vin+和Vin-两个输入引脚组成。
通常情况下，Vin+被作为非反相输入端口，Vin-则被作为反相输入端口。
这意味着，当Vin+上升时，输出电压Vout下降，反之亦然。
2.反馈网络：差分运算放大器的反馈网络通常由电阻和电容组成，用于实现负反馈。
负反馈可以使差分运算放大器的增益和频率响应更加稳定，并提高放大器的线性度。
3.输出端口：差分运算放大器的输出端口由Vout引脚组成。
输出电压Vout的幅度和极性取决于输入信号Vin+和Vin-之间的差异。
差分运算放大器的放大倍数可以通过改变反馈网络中的电阻值来调整。
通常情况下，差分运算放大器的放大倍数很高，达到数百甚至数千倍。
这使得差分运算放大器成为测量微弱差分信号和抑制共模噪声的理想选择。
差分运算放大器的主要优点包括：1.高放大倍数：差分运算放大器有很高的开环增益，可以有效地放大微弱的差分信号。
2.抑制共模信号：差分运算放大器通过差分输入和负反馈，能够有效地抑制共模噪声。
共模信号是同时施加于两个输入端口的噪声，如果没有差分放大器进行抑制，它可能会严重干扰信号。
3.精确性：差分运算放大器可以提供高精度的放大，并且具有很低的失调电压和失调电流。
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 —。
四种差分放大电路的放大倍数
四种差分放大电路的放大倍数差分放大电路是一种用于放大差分信号的电路，在许多应用中都有广泛的应用，如在通信、音频放大、电路控制等方面。
差分放大电路有很多种类型，每一种类型都有自己的特点和适用范围。
本文将介绍四种典型的差分放大电路及其放大倍数。
一、基本差分放大电路基本差分放大电路是由两个晶体管组成的放大器，其中一个管为PNP型管，另一个为NPN型管，所以它也被称为PNP-NPN对差分放大器。
该电路的输入端是一个差分信号，输出端是差分信号的放大信号。
它的放大倍数可以分为交流放大倍数和直流放大倍数两种情况。
交流放大倍数是指在差分信号的交流信号中，输出信号放大的倍数。
基本差分放大电路的交流放大倍数为RC/L1的电阻倍数，其中RC是输出端的负载电阻，L1是输入端的电感。
它还受到晶体管的放大度和共模抑制比等因素的影响。
如果输入端的电阻和电感的比值适当，则交流放大倍数可以达到几百倍。
直流放大倍数是指在差分信号的直流信号中，输出信号放大的倍数。
基本差分放大电路的直流放大倍数由晶体管上的基极电阻和负载电阻决定，它通常在几十倍到几百倍之间。
但由于晶体管的特性参数都有所不同，所以直流放大倍数也会有所不同。
长尾对差分放大电路的交流放大倍数与基本差分放大电路类似，仍然受到负载电阻、输入电感等因素的影响，但它的直流放大倍数明显优于基本差分放大电路。
直流放大倍数通常在几十倍到几百倍之间。
三、差动对称放大电路差动对称放大电路的交流放大倍数主要由负载电阻和输入电感共同决定。
输入电感的质量越好，其放大倍数越高。
由于该电路采用了对称结构，因此共模抑制比很高，可以达到90dB以上。
直流放大倍数通常也在几十倍到几百倍之间。
差分对数放大电路的交流放大倍数很大，可以达到1000倍以上。
直流放大倍数则是由电区电阻大小决定，一般在几十倍到几百倍之间。
此外，差分对数放大电路还有一个特点是输入信号的比例关系，当输入信号比例为1:1000时，输出信号的比例为1:1，因此可以实现对低电平信号的有效放大。
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
模拟电子技术基础 3.3差分放大电路PPT课件
ic2 = ic1
而（对镜像源）：
二、双端变单端的转换电路
对共模信号：
ic4 = ic3 ≈ ic1
iL = ic4 – ic2 = 0
uoc = 0
ic2 = ic1
而
具有双端输出的效果！
3.3.4 差分放大电路的差模传输特性
O
ui
iC
iC1
iC2
I0
UT
-UT
4UT
采用 V3 管代替 R
4 FET管电流源
I0 = IREF
2、有源负载
以电流源取代电阻作放大电路的负载。
优点：既提高了电压放大倍数，又设置了合适的工作点。
一、电流源与有源负载
二、具有电流源的差分放大电路
二、具有电流源的差分放大电路
CMOS差分放大电路
V1、V2构成差放， V3、V4构成电流源作有源负载， V5、V6 、V7构成电流源提供偏置。
第3章 放大电路基础
3.1 放大电路的基础知识 3.2 基本组态放大电路 3.3 差分放大电路 3.4 互补对称功率放大电路 3.5 多级放大器
3.3 差分放大电路
3.3.1 基本差分放大电路
3.3.2 电流源与具有电流源的差分放大电路
3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式
差分放大电路又称差动放大电路，简称差放，具有输出电压近似与两个输入电压之差成正比的特性，是集成运放中重要的基本单元电路。
3.3.3 差分放大电路的差模传输特性及应用
一、电路组成及静态分析
一般
3.3.1 基本差分放大电路
结构特点： 1 两个输入端，两个输出端； 2 电路结构和元件参数对称； 3 双电源供电； 4 RE是公共发射极电阻。
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。
差分放大电路和差分输入运算放大电路
差分放大电路和差分输入运算放大电路差分放大电路和差分输入运算放大电路，听起来是不是有点绕口？别着急，慢慢说，咱们一个一个来。
你要知道，这两者其实都是在电路里用来放大信号的，但它们的工作原理、应用场景和结构都有些不同。
不过，别担心，咱们从头到尾聊一聊，保证你能明白个中奥妙。
差分放大电路，说白了，就是一种能够放大两个输入信号差值的电路。
比如你手里有两个信号，一个稍大，一个稍小，差分放大电路的任务就是把这俩信号的差值放大出来。
这就好像两个人吵架，一个说“我很忙”，另一个说“我也很忙”，差分放大电路的作用就是把这两个人的“忙”加大，最后谁更忙，放得更清楚。
这个“忙”只是个比喻，实际是处理电信号的“差异”。
而且啊，差分放大电路的厉害之处在于它能够很有效地抑制一些共模信号。
什么意思呢？就是如果两边的信号都受到外界干扰，它能“聪明”地只放大你关心的部分，而把干扰的部分给过滤掉。
这种特性，尤其在很多需要精准信号处理的场合，比如医疗仪器、精密测量等，简直是必不可少的神器。
再说说差分输入运算放大电路，这个名字听起来可能更复杂一点。
其实它也是基于差分放大原理的一种放大电路，但它在设计上加了一些额外的功能。
我们都知道，运算放大器（简称Opamp）是电子学中非常常见的一个元器件，它能够放大非常微弱的信号。
差分输入运算放大电路就是在运算放大器的基础上，做了差分输入的设计。
简单来说，它不仅能放大输入信号的差值，还能进行一些复杂的数学运算，比如加法、减法、积分和微分等。
你可以把它想象成一个“高级版”的差分放大电路，不仅能干“加法减法”，还可以进行一些“高阶操作”。
你可能会问，为什么我们要特别区分这两者呢？嗯，实际上它们的应用领域就差得远了。
差分放大电路一般用在那些要求非常精确的测量场合，比如测量电压、传感器信号的放大，或者用在噪声干扰较大的环境中。
比如说汽车里的电控系统，它就可能用到差分放大电路来处理车速传感器、温度传感器的数据，保证数据的准确性。
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。
差分放大电路详解
四、差分放大电路பைடு நூலகம்四种接法
1、 双端输入单端输出：Q点分析
由于输入回路没有变 化，所以IEQ、IBQ、ICQ U CQ1 RL VCC I CQ ( Rc ∥ RL ) Rc RL 与双端输出时一样。但 U CQ2 VCC I CQ Rc 是UCEQ1≠ UCEQ2。
1、 双端输入单端输出：差模信号作用下的分析
共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模信号 的能力和抑制共模信号的能力。
K CMR Ad Ac
在参数理想对称的情况 下， K CMR 。
在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点，以避免 干扰；或负载需要有“ 接地”点，以安全工作。 根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种 接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输 入双端输出、单端输入单端输出。
RL 单端输出： Ad 2( Rb rbe ) ( Rc ∥ ) 2 双端输出： Ad ( Rc ∥ RL ) Rb rbe Ac Rb rbe 2(1 ) Re Ac 0 R r 2(1 ) Re K CMR K CMR b be 2( Rb rbe ) Ro 2 Rc Ro Rc
在阻容耦合放大电路中，前一级uo的缓慢变化的 漂移电压都降落在耦合电容之上，不会传入下一 级放大电路。 在直接耦合放大电路中，这种漂移电压和有用信 号一起送到下一级被放大，导致电路不能正常工 作需要采取措施，抑制温度漂移
克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。 典型电路：差分放大电路
二、差分放大电路的组成
3、 放大差模信号
差模信号：数值相等， 极性相反的输入信号， 即
uI1 uI2 uId / 2
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uOd Ad uId
RL ( Rc ∥ ) 2 Ad Rb rbe
Ri 2( Rb rbe ) ，Ro 2Rc
uId iB 2( Rb rbe ) RL uOd iC 2( Rc ∥ ) 2
4、 动态参数：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR
uo u u 0
可以抑制温漂
u
u
如何实现 温控电压源 V
采用电路参数完全相同，管子特 性完全相同的电路，则两管子的 集电极电位UCQ1和UCQ2同步变 化 能够抑制温漂
参数理想对称：Rb1= Rb1， Rc1= Rc1， Re1= Re1; T1、T2在任何温度下特性均 相同。
VEE I BQ Rb U BEQ 2 I EQ Re 因为Rb小，且I BQ很小，所以
Rb是必要的吗？
I EQ
VEE U BEQ 2 Re
1、 Q点
晶体管输入回路方程：
VEE I BQ Rb UBEQ 2I EQ Re
通常，Rb较小，且IBQ很小，故
I EQ VEE U BEQ 2 Re
差分放大电路对差模信号能够实现放大
改进差分放大电路
克服Re1和Re2对电 压放大能力的影响
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
差分放大电路
共模信号
Ui1与Ui2为大小相等，极性相同的输入
信号（共模信号）时，输出电压
uo uC1 uC 2 0
差分放大电路对共模信号有很好的抑制作用
Re1和Re2的存在， 降低了电路的电压 放大能力
差模信号
Ui1与Ui2为大小相等，极性相反的输入
信号（差模信号）时，输出电压
uo uC1 (uC 2 ) 2uC1
第十一讲 直接耦合放大电路
一、零点漂移现象及其产生的原因 二、长尾式差分放大电路的组成 三、长尾式差分放大电路的分析 四、差分放大电路的四种接法 五、具有恒流源的差分放大电路 六、差分放大电路的改进
直接耦合放大电路
在实际应用中，许多信号是变化缓慢的物理量， 需要对其放大后才能驱动负载。由于是低频信号， 所以采用直接耦合放大电路。 在实际电路中，直接耦合放大电路多采用 差分放大电路
在阻容耦合放大电路中，前一级uo的缓慢变化的 漂移电压都降落在耦合电容之上，不会传入下一 级放大电路。 在直接耦合放大电路中，这种漂移电压和有用信 号一起送到下一级被放大，导致电路不能正常工 作需要采取措施，抑制温度漂移
克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。 典型电路：差分放大电路
二、差分放大电路的组成
是直接耦合放大电路基本单元电路 在典型工作点稳定电路中，温 度变化时ICQ总是有微小变化， 导致输出电压uo的微小变化， 所以也存在稳漂问题
零点 漂移
如何抑制温漂
改变电压输出端，找到一 受温度控制的直流电压源V 电压值与UCQ同步变化 当输入信号ui=0时
零输入 零输出
若 V 与 U C的 变化一样， 则输出电压 就没有漂移
uOc 共模放大倍数 Ac ，参数理想对称时 Ac 0 uIc
2、 抑制共模信号 ：Re的共模负反馈作用
uOc 共模放大倍数 Ac uIc 参数理想对称时 Ac 0
对于每一边 电路，Re=?
Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为 共模信号
如 T(→ IC1 ↓ IC2 ↓ 抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。
3、 放大差模信号
差模信号：数值相等， 极性相反的输入信号， 即
uI1 uI2 uId / 2
iB1 iB2 iC1 iC2 uC1 uC2 uO 2uC1
△iE1=－△ iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。
差模信号作用时的动态分析
I BQ
I EQ 1
，U CEQ VCC I CQ Rc (U BEQ )
2、 抑制共模信号
共模信号：数值相等，极 性相同的输入信号，即
uI1 uI1 uIc
iB1 iB2 iC1 iC2 uC1 uC2
uO uC1 uC2 (uCQ1 uC1 ) (uCQ2 uC2 ) 0
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
1、 Q点：令uI1= uI2=0
I BQ1 I BQ 2 I BQ I CQ1 I CQ 2 I CQ I EQ1 I EQ2 I EQ U CQ1 U CQ 2 U CQ uO U CQ1 U CQ 2 0
共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模信号 的能力和抑制共模信号的能力。
K CMR Ad Ac
在参数理想对称的情况 下， K CMR 。
在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点，以避免 干扰；或负载需要有“ 接地”点，以安全工作。 根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种 接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输 入双端输出、单端输入单端输出。
一、零点漂移现象及其产生的原因
1、什么是零点漂移现象：Δ uI＝0，Δ uO≠0的现象。
零点漂移现象： 输入电压ui为0,而输出电压uo不为0并且 缓慢变化的现象
一、零点漂移现象及其产生的原因
产生原因：温度变化，直流电源波动，器件老化。 其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也 称零漂为温漂。
四、差分放大电路的四种接法
1、 双端输入单端输出：Q点分析
由于输入回路没有变 化，所以IEQ、IBQ、ICQ U CQ1 RL VCC I CQ ( Rc ∥ RL ) Rc RL 与双端输出时一样。但 U CQ2 VCC I CQ Rc 是UCEQ1≠ UCEQ2。