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模拟电子技术课程设计设计报告 模拟电子技术课程设计设计报告 差动放大电路设计 目录 第一章绪论 1.1设计任务与要求 第二章差动放大电路的设计 2.1元器件参数 2.1电路的设计方案 2.3电路的工作原理及静态与动态的分析 2.4电路理论的计算 2.5差动放大电路的作用 第三章 3.1Multisim仿真电路 3.2仿真结果及其分析 第四章 设计小结 第一章绪论 1.1设计任务与要求 设计一个带恒流源的差动式放大电路。主要参数：选用2N2218（值约为150），采用±12V的双电源，恒流源为1.2mA,输入电阻20K、双端输出电阻20k，差模电压增益Avd18，共模抑制比K CMR40. 第二章差动放大电路的设计 2.1元器件参数 根据电路设计的实际情况和参数要求，确定好元器件的参数和要求。 如下图所示 器件名称型号和数量 三极管2N2218 2个 电位器50K 2个 电阻7K 2个 15K 2个 备注：以上元件只是参考参数，可根据实际情况和经验来选择合适的器件。 2.1电路的设计方案 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，而且能有效的减小由于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。差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。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。 差动放大电路的原理图 2.3电路的工作原理及静态与动态的分析 差动放大电路的组成，从电路的结构上看，它具有以下特点：它由两个完全对称的共射电路组合而成。电路采用正负双电源供电。差动放大电路利用电路对称性，可以很好的抑制零点漂移现象。信号是从三极管的两个基极端输入的，称为双端输入；输入信号是从三极管的两个集电极端输出的，称为双端输出。Re为差动放大电路的公共发射极电阻，用来抑制零点漂移并决定晶体管的静态动作点。Rc为集电极负载电阻。 静态分析 当输入信号为零时，放大电路处于静态。放大电路的直流通路如图所示， 由于电路对称，所以I BQ1=I BQ2,I CQ1=I CQ2,I EQ1=I EQ2,流过Re的电流为I EQ1和I EQ2之和。由直流通路可以列方程得到静态工作点为： U EE=U BE1+2I E1Re I EQ1=I EQ2=（U EE-U BEQ）/2Re I BQ1=I BQ2=I CQ1/=I EQ1/ 两管对地的集电极电压为 U CQ1=U CQ2=U CC-I CQ1Rc 动态分析 （1）差模输入。 在放大器两输入端分别输入大小相等、相位相反的信号，即u i1=-u i2时，这种输入方式称为差模输入，所输入的信号称为差模输入信号。差模输入信号用uid 来表示。差模输入电路如图所示。可得 u id =u i1-u i2=2u i1（u i1=-u i2=1/2u id） （2）共模输入 差动放大电路的两个输入端加上大小相等、极性相同的信号叫共模输入，用u ic表示。电路形式如下。 u ic=ui1=u i2 2.4电路理论的计算 输出方式单端输出u0 输入方式双端u i1=-ui2=u id/2;单端 u i1=u id，ui2=0 典型电路形式双端输入-单端输出；单端 输入-单端输出 差模电压增益Aud Aud1=uo1/uid=-uo2/uid=- （Rc）/2rbe 共模电压增益Auc Auc=-Rc/2r0 共模抑制比K CMR K CMR1=(ro)/rbe 差模输入电阻Rid Rid=2rbe 共模输入电阻Ric Ric=1/2rbe+（1+）2ro 输出电阻Ro Ro=2Rc Ro=Rc 高频响应 双端输入与共射极电路相同；单端输入从uo2输出，T1管是共射电路，T2管是共基电路，故T1、T2组 成共射-共基电路，有效地提高了上线频率 用途 双端输入-双端输出 （1）用于输入、输出不需要一端接地时； （2）常用于多级直接耦合放大电路的输入级和中间级。 单端输入-双端输出 将单端输入转换为双端输出。常用于多级直接耦合放大电路的输入级 双端输入-单端输出 （3）将双端输入转换为单端输出，常用于多级直接耦合放大电路的输入级和中间级。 单端输入-单端输出 用在放大电路输入电路和输出电路均需有一端接地的电路中 静态工作点 第一级T1 第二级T2 电位U B1U EI U C1U B2U E2U C2理论值 2.625v 1.925v 3v 2.625v 1.925v 3v 动态计算 差模信号 单端输入 双端输出Avd=323.45 ro=30k ri=3.71k 单端输出Avd=161.7 ri=3.71k ro=15k 共模信号 单端输入 双端输出Avd0 ri=1216.8k ro=30k K CMR 单端输出Avd=-0.5 ri=1216.8k ro=15k K CMR=323.45 2.5差动放大电路的作用 1.克服了偏置电平变化带来的影响，使得放大器的性能保持稳定。 2.使得输出信号的电压摆幅扩大了1倍。 3.提高了电路的线性度。 第三章 3.1 Multisim仿真电路 3.2仿真结果及其分析 静态工作点 第一级T1 第二级T2 电位U B1U E1U C1U B2U E2U C2 测量值 2.559v 1.938v 3.182v 2.559v 1.938v 3.182v 动态分析：（蓝色输出，红色输入） 差模信号 双端输入-单端输出（单端输入-单端输出） Aud=uo/2ui=25 双端输入-单端输出（单端输入-单端输出） 差动放大电路的通频带 60khz 的电压值
