差动放大电路-实验报告

实验五 差动放大电路

(本实验数据与数据处理由果冻提供,仅供参考,请勿传阅.谢谢~)

一、实验目的

1、加深对差动放大器性能及特点的理解 2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法 二、实验原理

RP用来调节T1、T2管的静态工作点， Vi＝0时， VO＝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，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,可以有效抑制零漂。

差分放大器实验电路图

三、实验设备与器件

1、±12V直流电源 2、函数信号发生器 3、双踪示波器 4、交流毫伏表 5、直流电压表

6、晶体三极管3DG6×3， T1、T2管特性参数一致，或9011×3,电阻器、电容器若干。 四、实验内容

1、 典型差动放大器性能测试

开关K拨向左边构成典型差动放大器。 1) 测量静态工作点 ①调节放大器零点

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信号源不接入。将放大器输入端A、B与地短接，接通±12V直流电源，用直流电压表测量输出电压VO，调节调零电位器RP，使VO＝0。

②测量静态工作点 再记下下表。

对地电压 Uc1 Uc2 6.31 Uc3 -0.74 Ub1 -0.02 Ub2 -0.02 Ub3 -7.77 Ue1 -0.61 Ue2 -0.61 Ue3 -8.39 测量值

6.29 2) 测量差模电压放大倍数(须调节直流电压源Ui1=0.1V ,Ui2=-0.1V) 3) 测量共模电压放大倍数

测量值 Uc1 Uc2 差模输入 计算值 Uo双 Ad1 7.46 \\ \\ Ad2 \\ Ad双 \\ 测量值 Uc1 6.29 6.29 Uc2 6.31 6.31 共模输入 计算值 Uco双 Ac1 Ac2 Ac双 抑制比 计算值 CMRR +0.1V 10.08 2.55 -0.1V \\ \\ -0.02 -0.02 (理论上Uc1-Uc2=Uo双 ,由此可检验数据的准确性，但误差也是不可避免的)

理论计算：(r be=3K .=100. Rp=330Ω)

静态工作点:

IC3IE3R2(VCCVEE)VBERR2=1.153mA 1RE3IcQ=Ic3/2=0.577mA, IbQ=Ic/=0.577/100=5.77ｕA UCEQ=Vcc-IcRc+UBEQ=12-0.577*10+0.7=6.93V

双端输出:(注:一般放大倍数A的下标d表示差模,下标c表示共模,注意分辨)

△VOAd△ViβRC1RBrbe(1β)RP2----精品

=-33.71

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Ac双 =0.

单端输出:

Ad1

△VC11△VC21Ad =-16.86， Ad2Ad=16.86 △Vi2△Vi2

1RBrbe(1β)(RP2RE)

2(参考答案中的Re=10K ,而Re等效为恒流源电阻，理想状态下无穷大,因此上式结果应为0.读者自己

△VC1AC1AC2△ViβRCRC0.52RE改一下)

实测计算:(注:本实验相对误差不做数据处理要求,下面给出的仅供参考比对数据)

静态工作点:

Ic1Q=(Vcc-Uc1)/Rc1=(12-6.29)/10mA=0.571mA Ic2Q=0.569mA Ib1Q= IcQ/=0.571/100mA=5.71uA UC1E1Q=UC1-UE1=6.29-(-0.61)=6.90V

Ib2Q=5.69uA UC2E2Q=6.92V

差模放大倍数:(Ui=Ui1-Ui2=+0.2V) (注:放大倍数在实测计算时,正负值因数据而异~!)

Ad1=(Uc1差模-Uc1)/(Ui-0)=(10.08-6.29)/(0.2-0)=18.95 Ad2=(Uc2差模-Uc2)/(Ui-0)=-18.80 Ad双=Uo双/Ui=7.46/0.2=37.3

相对误差计算 (||Ad理|-|Ad实||)/|Ad理|

rd1=|16.86-18.95|/16.86=12.4% rd2=|16.86-18.80|/16.86=10.9% rd双=10.6%

共模放大倍数:(Ui=+0.1V)

Ac1=(Uc1共模-Uc1)/Ui=(6.29-6.29)/0.1=0 Ac2=(Uc2共模-Uc2)/Ui=(6.31-6.31)/0.1=0

Ac双=Uc双/Ui=-0.02/0.1=-0.2 (Ui=-0.1V时同理) 共模抑制比:

CMRR=|Ad双/Ac双|=|37.3/(-0.2)|=186.5

4.单端输入(注:上面实验中差模与共模接法均为双端输入,详见最后分析)

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电压值 Uc1 Uc2 7.84 4.47 0.32 Uo -3.70 3.64 \\ 放大倍数

直流+0.1V 直流-0.1V 正弦信号 (50mV.1KHz) 4.76 8.13 0.32 （正弦信号的Uc1＝Uc2） Ui=+0.1V时

Ac1=(4.76-6.29)/0.1=-15.3 Ac2=(7.84-6.31)/0.1=15.3 Ao=(-3.70/0.1)=-37.0 Ui=-0.1时

Ac1=(8.13-6.29)/(-0.1)=-18.4 Ac2=(4.47-6.31)/(-0.1)=18.4 Ao=3.64/(-0.1)=-36.4

正弦信号时(注:部分同学的输入电压可能为500mV,处理时请注意)

Ac1=(0.32-6.29)/0.05=-119.4 Ac2=(0.32-6.31)/0.05=-119.8

分析部分:(注:只供理解,不做报告要求)

Vi、Vo、Vc1和Vc2的相位关系

其中Vi、Vc1同相，Vi、Vc2反相，Vc1、Vc2反相。

Re的作用：Re作为T1和T2管的共用发射极电阻，对差模信号并无负反馈，但对共模有较强负反馈，可以有效抑制共模信号，即可以有效抑制零漂，稳定工作点。

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恒流源(书上P165-166有介绍)：恒流源作为负载时交流电阻很大，所以当用恒流源代替Re时，可以使差模电压增益由输出端决定 ，而和输入端无关。从数据中可以看到，用恒流源作负载时，抑制共模信号的能力大大提高了。

输入差模信号时Ui1=+0.1V , Ui2=-0.1V 输入共模信号时Ui1=Ui2=+0.1V或-0.1V 因为Ui1与Ui2均有信号输入,所以差模信号与共模信号属于双端输入

(输出方式则如图所示,只测一端电压Uoi为单端输出,测两端电压Uo则为双端输出)

单端输入时(注:Ui2此时接地)

接直流电压源Ui1=+0.1V或-0.1V 而Ui2=0 接交流电压源Ui1=50mV或500mV 而Ui2=0

即Ui1与Ui2只有一端输入信号,因此称为单端输入

(如有错漏与不理解处,致电683983 ,以便修正)

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