实验五差动放大器 电子技术基础实验模拟数字模电

思考题
回答1、2、3题
四川大学电工电子实验18中心
下一次实验 “集成运算放大器的基本应用”（1
方案）
请同学们预习
四川大学电工电子实验19中心
调零电位器Rw的作用：理想的差动放大器，由于其 电路结构对称、元件参数和三极管特性相同，当输入信 号Ui＝0时，双端输出电压Uo为零。但在实际电路中， 三极管特性和元件参数不可能完全相同，导致差动放大 器在没有输入时，输出并不0，因此，需要对差动放大 器进行零点调节。
IC1(mA)
IC2(mA)
IE(mA)
四川大学电工电子实验12中心
IC1、IC2、IE的计算：
IC1 (VCC UC1) RC1
IC2 VCC UC2 RC2
Re长尾式 IE URe 12 Re
恒流源
IE URE3 12 RE3
四川大学电工电子实验13中心
2．测量差模电压放大倍数Adv：
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 Re，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号 的能力。
模拟电子技术实验
四川大学 电气信息学院 电工电子基础教学实验中心
朱天跃
四川大学电工电子实验1中心
实验五 差动放大器
实验目的
1．了解差动放大器的电路特点和工作原理。 2．掌握差动放大器直流工作状态调整测试方法 3 ．熟悉差动放大器的类型及性能指标的测试。
四川大学电工电子实验2中心
实验设备与器件
1．双踪示波器
模单 端
Re
输 恒流 入源
四川大学电工电子实验14中心
3．测量共模电压放大倍数Acv ：
将A、B短接，信号源输出接A（B）端与地之间，即构
成共模输入。输入交流信号ƒ=400Hz，Ui=100mV（有效值）， 测量单端输出电压Uo1、Uo2，则双端输出电压Uo= Uo1-Uo2， 计算共模电压放大倍数Acv1、Acv2、Acv，填表5-3。求出共模 抑制比KCMR 和KCMR1。
IC1= - IC2 变化量相反
流过Re上电流不变,Re对差模 信号不起作用， Re相当于短路
差模放大倍数Adv
Adv
U0 Ui
Uo1 Uo2 Rc
U四川i1 大U学i电2 工电子R实B 验6中rb心e
对共模信号有抑制作用
共模信号：大小相等， 极性相同
Ui1= Ui2=UIC
IC1、IC2同时增大或减小， Re对共模信号起抑制作 用,Re越大,抑制作用越强 △U0=Uo1-Uo2=0(理论)
地电位以及URE(或URE3 )，计算IC1、IC2、四IE川，大填学入电工表电5-子1中实验。11中心
表5-1 测试电压为直流，均是对地测量
电路
测 形式 量 接Re 值 接恒
流源
电路
计 形式 算 接Re 值 接恒
流源
UC1(V)
UB1(V)
UE1(V)
UC2(V)
UB2(V) UE2(V)
URE (对地)
四川大学电工电子实验8中心
用晶体管恒流源代替发射极电阻Re，可进一步提高 差动放大器抑制共模信号的能力
RC
பைடு நூலகம்
IC1 uo IC2
RC
+UCC
ui1
T °C
T1
T2
IC3
T3
ui2 R1
RE3 IE3
R2
-UEE
IC1
IC2
IC1+IC2 =IC3 =IE3
UB3=
R2 R1+R2
（UCC-UEE） +（-UEE）
1台
2．数字万用表
1台
3．函数信号发生器
1台
4．模拟电路实验箱
1台
5. 差动放大器实验板
1块
四川大学电工电子实验3中心
实验原理
1. 差动放大器的构成及特点
①左右对称；
②两个输入端：uI1、uI2；
③输出方式：双端输出。
主要用作多级放大器的前 置级，放大直流信号或频 率较低的交流信号。
它在理想情况下只放大差模信号，具有差模增益。 而对共模信号不放大，即共模增益为零。我们把零 点漂移和干扰信号视为共模信号，因此差动放大器对 零点漂移和干扰信号具有良好的抑制作用。
共模放大倍数Acv
Acv
U O U i
U o1 U o2 U i
0
四川大学电工电子实验7中心
共模抑制比（KCMR）
是用来衡量对差模信号的放大能力和对共 模信号的抑制能力
较大的差模放大倍数Adv和尽可能小的共模 放大倍数Acv之比。
KCMR
20lg
Adv Acv
理想情况下： Acv →0,
KCMR→∞
去掉A、B端与地的短接线，在A、B两点输入交流信号 ƒ=400Hz，Ui=100mV（有效值），测量单端输出电压Uo1与 Uo2，双端输出电压Uo，计算Adv1、 Adv2、 Adv。
表5-2
输入 电路 信号 形式
Uo1
Uo2
Uo
URe (UCE3)
Adv1 Adv2
Adv
双 端
Re
输 恒流
差入 源
认为稳定
UE3 =IE3R3-UEE
结论：T3保持恒流，对共模信号抑 制，对差模信号相当于短路。
IC3
UBE3 =UB3-UE3
四川大学电工电子实验9中心
2.差动放大器的实验电路
调零电位器
四川大学电工电子实验10中心
实验内容
1.测量静态工作点
Uc2 UB2
UE2
URE
URE3
将A、B两点分别对地短路，即Ui=0V，测量两个输出端 之间的直流电压，调节Rw，使UO＝0V。测量三极管各极的对
表5-3
不测量
输入信号
电路 形式
Uo1
共模输入
Re
恒流 源
Uo2
Uo
URe (UCE3)
A cv1
A cv2
Acv
KCMR
KCMR1
要 记 录
四川大学电工电子实验15中心
差动放大电路输出波形
在Re长尾电路结构时，用示波器观察差模双端输入和共模
输入时，输出uo1和uo2的波形，并注意相位关系 ,自拟表格 定性的画出波形图。
uo2
uo1 uo1
uo2
四川大学电工电子实验16中心
几种输入方式的接法
反时针调到头
UiP-P峰峰值 100mv有效值
双端输入 A Rb
R
Ui
R
单端输入 A Rb
R
Ui
R
A Rb
R
Ui
R
共模输入
四川大学电工电子实验17中心
4．计算双端输出和单端输出的共模抑制比KCMR 和KCMR1
注意的问题：
• 1.电路结构 • 2.调零：改变电路要调零 • 3.测量电压是直流还是交流 • 4.找准测试点
四川大学电工电子实验4中心
静态分析
Re的作用：抑制温度 漂移，稳定静态工 作点。
设ui1 = ui2 = 0
温度T
IC
Ie = 2IC
Ve
自动稳定 IC
Ib
Vbe
Re具有很强的负反馈作用
四川大学电工电子实验5中心
对差模信号有放大作用
差模信号：大小相等， 极性相反
uI1
1 2
uId
uI2
1 2
uId