差動(dòng)放大器的設(shè)計(jì)

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1、差動(dòng)放大器的設(shè)計(jì)一、任務(wù)布置安裝與調(diào)試差動(dòng)放大器電路，并對(duì)其電壓放大倍數(shù)、共模抑制比進(jìn)行測(cè)量與分析。二、任務(wù)咨詢及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)圖3-17是差動(dòng)放大器的基本結(jié)構(gòu)。它由兩個(gè)元件參數(shù)相同的基本共射放大電路組成。當(dāng)開關(guān)K撥向左邊時(shí)，構(gòu)成典型的差動(dòng)放大器。其中RP為調(diào)零電位器，RE為兩管共用的發(fā)射極電阻，它對(duì)共模信號(hào)有較強(qiáng)的負(fù)反饋?zhàn)饔谩D3-17差動(dòng)放大器電路當(dāng)開關(guān)K撥向右邊時(shí)，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大器。它用晶體管恒流源代替發(fā)射極電阻RE，可以進(jìn)一步提高差動(dòng)放大器抑制共模信號(hào)能力。1、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算開關(guān)K撥向左

2、邊時(shí)，構(gòu)成典型的差動(dòng)放大電路，其靜態(tài)為：IE≈(認(rèn)為UB1=UB2≈0)IC1＝IC2＝IE當(dāng)開關(guān)撥向右邊時(shí)，構(gòu)成具有恒流源電路的差動(dòng)放大器。其靜態(tài)為：4IC3≈IE3≈IC1＝IC1＝IC32、差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù)當(dāng)差動(dòng)放大器的射極電阻RE足夠大，或采用恒流源電路時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)Ad由輸出端方式?jīng)Q定，而與輸入方式無(wú)關(guān)。差模輸入雙端輸出RL＝∞，RP在中心位置Ad＝=差模輸入單端輸出Ad1=Ad2＝當(dāng)輸入共模信號(hào)時(shí)，若為單端輸出，則有AC1＝AC2＝若為雙端輸出，在理想情況下AC＝實(shí)際

3、上由于元件不可能完全對(duì)稱因此AC也不會(huì)絕對(duì)等于零。3、共模抑制比CMRR為了表征差動(dòng)放大器對(duì)有用信號(hào)(差模信號(hào))的放大作用和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，通常用一個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)衡量，即共模抑制比：CMRR＝｜｜或CMRR＝20Log｜｜(dB)差動(dòng)放大器的輸入信號(hào)可采用直流信號(hào)也可用交流信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器提供頻4率f＝1KHz的正弦信號(hào)作為輸入信號(hào)，由于該信號(hào)發(fā)生器為不平衡輸出方式，所以在雙端差模輸入時(shí)，信號(hào)發(fā)生器與放大器輸入端A-B之間需加接平衡輸入變壓器。三、任務(wù)實(shí)施及成果展示（數(shù)據(jù)記錄）1、典型差動(dòng)放

4、大器性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)電路如圖3-17，開關(guān)K撥向左邊構(gòu)成典型差動(dòng)放大器。1)測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)將放大器輸入端A、B與地短接，接通±12V直流電源，用直流電壓表測(cè)量輸出電壓UO，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RP，使UO＝0。零點(diǎn)調(diào)好以后，用直流電壓表測(cè)量T1、T2管各電極電位及射極電阻RE兩端電壓URE，記入表3-13。表3-13測(cè)量值UC1（V）UB1（V）UE1（V）UC2（V）UR2（V）UF2（V）URE（V）計(jì)算值Ic(mA)IB(mA)UCE(V)2)測(cè)量差模電壓放大倍數(shù)斷開短路線，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出通過(guò)平衡輸

5、入變壓器接放大器的輸入端A、B，(在本實(shí)驗(yàn)電路中，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出端接放大器輸入端A，信號(hào)源輸出地接放大器輸入B)構(gòu)成雙端輸入方式，調(diào)節(jié)信號(hào)頻率f＝1KHz的正弦信號(hào)，先使輸出信號(hào)大小為0，用示波器監(jiān)視輸出端電壓(集電極C1或C2與地之間的電壓)。逐漸增大輸入電壓Ui(約100mV)，在輸出波形無(wú)失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)Ui，Uc1，Uc2，并用雙蹤示波器觀察Ui，Uc1，Uc2之間的相位關(guān)系及URE隨Ui改變而變化的情況。利用Ad1=、Ad2=及Ad=分別計(jì)算雙端輸入、單端輸出時(shí)的差模電壓增益A

6、d1和Ad2及雙端輸入、雙端輸出的差模電壓增益Ad。3)測(cè)量共模電壓放大倍數(shù)將放大器4A、B短接，(去掉平衡輸入變壓器)，信號(hào)源的輸出端與放大器A、B相接，信號(hào)源的地與電路的地相接。構(gòu)成共模輸入方式，調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使輸入信號(hào)Ui=1Vf=1KHz。在輸出電壓無(wú)失真的情況下，測(cè)量Uc1、Uc2。用雙蹤示波器觀察Ui、Uc1、Uc2之間的相位關(guān)系及URE隨Ui變化而變化的情況。利用Ad1=、Ad2=及Ac=分別計(jì)算雙端輸入、單端輸出時(shí)的共模電壓增益AC1和AC2及雙端輸入、雙端輸出時(shí)的共模電壓增益AC。2

7、、具有恒流源的差動(dòng)放大電路性能測(cè)試。將圖3-17電路中的開關(guān)K撥向右邊，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大電路。重復(fù)1中的各項(xiàng)內(nèi)容。四、評(píng)估、總結(jié)及完成項(xiàng)目說(shuō)明書五、思考題1、典型差動(dòng)放大電路單端輸出CMRR的實(shí)測(cè)值與具有恒流源的差動(dòng)放大器CMRR實(shí)測(cè)值比較。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)電阻RE和恒流源的作用。六、作業(yè)布置無(wú)4