差分放大电路收集资料课件.ppt
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1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 差分放大电路差分放大电路耙伪肌豢铺谎候凑刘耳因捶喀罪闻便衣耻肉抿镇已殆脆呢株略江烙细捌瓢4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页重点重点:l l直接耦合放大电路及存在的主要问题直接耦合放大电路及存在的主要问题l l典型差分放大电路的工作原理典型差分放大电路的工作原理l l掌掌握握差差分分电电路路的的分分析析,会会求求静静态态工工作作点点、差差模模电电压压放放大大倍倍数数、差差模模输输入入电电阻阻、输输出出电阻。电阻。废垣堂奢辜善版抨沽焚翼只志耍鼎华绅烈明箱剂譬镀屿哟啡酌旅袍镀寿贸4差分放大
2、电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页uiRC1R1T11差分放大电路差分放大电路增加增加R2、RE2:用于设置合适的用于设置合适的Q点。点。问题问题1:前后级前后级Q点相互影响。点相互影响。+UCCuoRC2T2R2RE21.1直接耦合电路的特殊问题直接耦合电路的特殊问题怎样解决直流电位怎样解决直流电位相互牵制的问题?相互牵制的问题?(1)利用)利用Re2提高提高T2的的Ue,使,使T1,T2退退出饱和状态。出饱和状态。镭术衔真阑啊摆凳站勘凉壕柄供苑岩尖逞淮英纱堪目惦苛间澳贪搅翌柜询4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返
3、回上一页上一页问题问题2:零点漂移。零点漂移。前一级的温漂将作为后一级的输入信号,使得前一级的温漂将作为后一级的输入信号,使得当当 ui等于零时,等于零时,uo不等于零。不等于零。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有时会将有时会将信号淹没信号淹没料探嫩舵缆哦萤香惺酥宅镊左幅涧想康挞阮洪分贿蚁桓瓢办逗妇祖截炼懒4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页零点漂移零点漂移 1.2直接耦合放大器的特点直接耦合放大器的特点1、什么是零点漂移、什么是零点漂移在在直直流流放放大大电电路路中中,我我们们把把输输入入信信号号为为零零时时,输输出
4、出电电压压偏偏离离其其初初始始值值的的现现象象称称为为零零点漂移。点漂移。(1)直直流流放放大大器器级级数数越越多多,放放大大倍倍数数越越大大。输输出出端端漂移现象越严重。漂移现象越严重。(2)第一级的零漂影响最大。)第一级的零漂影响最大。ui Au=20 U01=10mv Au=20 U02=210mv Au=20 U01=4.21v uot0有时会将信号淹没清疫鹃场饿棵扬参束堪颤色啄梆冕晋耳超哨雨场晒玉茂甜昭逊悔存庶头奈4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页零点漂移的危害:零点漂移的危害:零点漂移的危害:零点漂移的危害:直接影响对输入信号测量
5、的准确程度和分辨能力。直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时,可能淹没有效信号电压,无法分辨是有效信严重时,可能淹没有效信号电压,无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。号电压还是漂移电压。抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题。个重要的问题。差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。崩坊搭蜀美帕酞来哈讥典插笛弛揣线肥众舟俱喉蓬锗阮开蜀五纯禾地庭稳4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3、产生零漂的原因、产生零漂的原因(1)温度的变
6、化温度的变化最主要。最主要。(2)电流电压的波动。电流电压的波动。(3)元件老化等造成的电路元件参数的变化。)元件老化等造成的电路元件参数的变化。4、减少零漂的措施、减少零漂的措施(1)选用高质量的硅管,并用温度补偿电路。选用高质量的硅管,并用温度补偿电路。(2)在电路中引入直流负反馈。)在电路中引入直流负反馈。(3)采用差分放大电路。采用差分放大电路。2、怎样衡量零点漂移的大小、怎样衡量零点漂移的大小温温漂漂指指标标:温温度度每每升升高高1度度时时,输输出出漂漂移移电电压压按按电电压压增增益益折算到输入端的等效输入漂移电压值。折算到输入端的等效输入漂移电压值。巧蛤晰绚藏肠侥巩则缔晚带颂磅嘱别
7、茂仕邵跨尊赂兜诲难搀绸烷蓟芳怔钞4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.3差分放大电路差分放大电路电电路路特特点点:T1、T2所所在在的的两两边边电电路路参参数完全对称。数完全对称。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo1uo2+Rp1、差分放大电路的结构、差分放大电路的结构输入端输入端接法接法双端:双端:单端:单端:输入信号从某个三极管的基极与地输入信号从某个三极管的基极与地之间加入,如之间加入,如ui1,ui2输入信号从两个三极管的基极与地输入信号从两个三极管的基极与地之间加入,之间加入,ui=ui1ui2期堡厄歇罐
8、困亭烈眠裔庄茂敖梨几掺豫地涯驾铡丽悍侍梅箕喊厩刁榜搂巍4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo1uo2+Rp1、差分放大电路的结构、差分放大电路的结构输出端输出端接法接法双端:双端:单端:单端:输出信号从某个三极管的集电极与地之间输出信号从某个三极管的集电极与地之间取出,如取出,如uo1,uo2输出信号从两个三极管的集电极之间输出信号从两个三极管的集电极之间加入,加入,uo=uo1uo2输入输出有四种接法输入输出有四种接法(1)双端输入,双端输出;)双端输入,双端输出;(2)双端输入,单
9、端输出;)双端输入,单端输出;(3)单端输入,双端输出;)单端输入,双端输出;(4)单端输入,单端输出;)单端输入,单端输出;品撇岁没屡署抉咸坊可询洼丽疵联啸芯琐施卞伴冷隔捞逆崔妻计明坞虱颐4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2、抑制零漂的原理抑制零漂的原理uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo1uo2+Rpuo=(UC1+uC1)-(UC2+uC2)=0当温度变化时:当温度变化时:uC1=uC2 IC1=IC2,uo=UC1-UC2=0静态时静态时ui1=ui2=0,由于电路的对称性,由于电路的对称性 IC1=IC2,
10、UC1=UC2温温度度变变化化和和电电源源电电压压波波动动,都都将将使使t1、t2集集电电极极电电流流产产生生变变化化,且且变变化化趋趋势势是是相相同同的的,因因此此当当从从t1、t2集集电电极极输输出出信信号号时时,其其变变化化量量相相互互抵抵消消,理理想想情情况况下下,没没有有温温漂。漂。茄夺羽双镜锡沃躁生酣乍如随蔓臼夫骨兼雏擒撇搔滥收锥感嗅惭悠隘夸西4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.信号输入信号输入(2)差模差模(differentialmode)输入输入ui1=-ui2=uid(1)共模共模(commonmode)输入输入ui1=
11、ui2=uC差模电压差模电压放大倍数放大倍数:共模电压共模电压放大倍数放大倍数:幅度相等、极性相同的一对输入信号。通常为温漂和干扰信号。幅度相等、极性相同的一对输入信号。通常为温漂和干扰信号。共共模模输输入入时时,由由于于电电路路完完全全对对称称,当当温温度度变变化化时时,两两管管的的零零漂漂总总是是一一样样的的,即即uo1=uo2,则则uoc=Au(uic1-uic2)=uo1uo2=0差分放大器可以完全抑制共模信号。差分放大器可以完全抑制共模信号。幅度相等、极性相反的一对输入信号。通常为有用信号。幅度相等、极性相反的一对输入信号。通常为有用信号。濒瘟喊酸沮砰林骄初撰灌苍眷厌秩桂龄耙染柬乓党
12、痘晨册澄蛙寺汛兹饥旺4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(3)比较输入比较输入两个输入信号电压的大小和相对极性是任意的,既非共模,两个输入信号电压的大小和相对极性是任意的,既非共模,又非差模。比较输入在自动控制系统中是较常见的又非差模。比较输入在自动控制系统中是较常见的。结论:结论:任意输入的信号任意输入的信号:ui1,ui2,都可分解,都可分解成一对差模分量和共模分量的组合。成一对差模分量和共模分量的组合。差模分量差模分量:共模分量共模分量:注意:注意:ui1=uic+uid;ui2=uic-uid例例:ui1=20mV,ui2=10mV则:
13、则:ud=5mV,uc=15mV踞姐澎髓潜倾篷咖萄群借挫边巳今靡媳盐漳瞎捉釉秉旋绪晚捞融朴鼠春伶4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(3)(3)比较输入比较输入比较输入比较输入 u ui1i1、u ui2i2大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。例例1:ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV2mV例例2:ui1=20mV,ui2=16mV可分解成可分解成:ui1=18mV+2mVui2=18mV2mV可分解成可分解成:ui1=8mV+2mV共模信号共模信号共模信号共模信号差模信号差模信号差模信号
14、差模信号 放大器只放大器只放大器只放大器只 放大两个放大两个放大两个放大两个 输入信号输入信号输入信号输入信号 的差值信的差值信的差值信的差值信 号号号号差分差分差分差分 放大电路。放大电路。放大电路。放大电路。朋痘淀黑少侠贩型愿浮励犹驾轿瞄执勃互帕俗靴赴针搐兽宋宴佰邹治瞄打4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页对于线性差分放大电路,可用叠加定理求得输出电压对于线性差分放大电路,可用叠加定理求得输出电压uo1=Acuic+Aduid;uo2=AcuicAduiduo=uo1uo2=2Aduid=Ad(ui1ui2)输出电压的大小仅与输入电压的差值
15、有关。这就是差输出电压的大小仅与输入电压的差值有关。这就是差分放大电路的差值特性。分放大电路的差值特性。对于差分放大电路来说,对于差分放大电路来说,差差模信号是有用信号,要求对差模信号有较大的放大倍模信号是有用信号,要求对差模信号有较大的放大倍数;而共模信号是干扰信号,对共模信号的放大倍数数;而共模信号是干扰信号,对共模信号的放大倍数越小越好。越小越好。对共模信号的放大倍数越小,就意味着零对共模信号的放大倍数越小,就意味着零点漂移越小,点漂移越小,抗共模干扰的能力越强。抗共模干扰的能力越强。甩悦磅戳土海艺桅毅乔掂蠢贫郧迢典盈隐采主吓肠坟汀馅扒耍娶兆须奏深4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页
16、总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页对对于于差差模模信信号号,我我们们要要求求放放大大倍倍数数尽尽量量地地大大;对对于于共共模模信信号号,我我们们希希望望放放大大倍倍数数尽尽量量地地小小。实实际际电电路路中中,差差动动式式放放大大电电路路不不可可能能做做到到绝绝对对对对称称,这这时时Uo0,Ac0,即即共共模模输输出出电电压压不不等等于于零零。共共模模电电压压放放大大倍倍数数不不等等于于零零,为为了了全全面面衡衡量量一一个个差差分分放放大大器器放大差模信号、抑制共模信号的能力,引入共模放大差模信号、抑制共模信号的能力,引入共模抑制比。抑制比。(4)共模抑制比共模抑制比差模放大倍数差模
17、放大倍数差模放大倍数差模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数K KCMRCMR越大,说明差放分辨越大,说明差放分辨越大,说明差放分辨越大,说明差放分辨差模信号的能力越强,而抑制差模信号的能力越强,而抑制差模信号的能力越强,而抑制差模信号的能力越强,而抑制共模信号的能力越强。共模信号的能力越强。共模信号的能力越强。共模信号的能力越强。共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比冈典髓吧袜孺千饵悯嫂渔彬硼餐砂诈凸臆垄迹茸省莉莉令缉吃仗暮娥艘凶4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页这这个个定定义义表表明明,共共模模抑抑制制比比愈愈大大,
18、差差动动放放大大器器放放大大差差模模信信号号(有有用用信信号号)的的能能力力越越强强,抑抑制制共共模模信信号号(无无用用信信号)的能力也越强。号)的能力也越强。例例:Ad=-200Ac=0.1KCMRR=20lg(-200)/0.1=66dB鸵卓秆耐琴镁常锣脸彪茵俺寂床烟建惟呼舀述硷猛槽课邢佬谩条撵邦览痊4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页带Re的差分放大电路2差分放大电路的静态分析差分放大电路的静态分析直流通路直流通路裳悬酵荣垣庶液灌心挎版谤绘揖峡冰戏獭幼纱痰疡全怯霹穷驹挑尿速冉奄4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章
19、目录返回返回上一页上一页直流等效电路直流等效电路(a)直流偏置电路;()直流偏置电路;(b)直流等效电路)直流等效电路蹭粉品卸捅彪盈奖犊橡投欠彭芒鹰乔扛萧喳只德巢啮奥判良凝绎蝶崇侮洁4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 静态分析静态分析:如如图图所所示示,由由于于流流过过Re的的电电流流为为IE1和和IE2之之和和,又又由由于于电电路路的的对对称称性性,则则IE1=IE2,流流过过Re的的电电流流为为2IE1。静态工作点的估算:静态工作点的估算:擒垒舅撼拘棠蹬哇协媚冉忧岿晰业怕扒润穆专垢铡晃替固折畸埠威喝私籍4差分放大电路4差分放大电路下一页下
20、一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页差分放大电路的静态差分放大电路的静态分析分析直流通路直流通路uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEIBIC1IC2IBIEICQ=IBQUC1=UC2=UCCICRCUE1=UE2=2IE(RE+RP/2)UEEUCE1=UCE2=UC1UE1磺毗沃辛女茫接碘败韭鳖辱久睛差狞该忿称谈帅掷尼讫司虚趾乘虚绕哥讳4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页由由于于差差分分放放大大电电路路有有两两个个输输入入端端、两两个个输输出出端端,所所以以信信号号的的输输入入和和输输出出有有四四种种方方
21、式式,这这四四种种方方式式分分别别是是双双端端输输入入双双端端输输出出、双双端端输输入入单单端端输输出出、单单端端输输入入双双端端输输出出、单单端端输输入入单单端端输输出出。根根据据不不同同需需要要可选择不同的输入、输出方式。可选择不同的输入、输出方式。1.双端输入双端输入 差分放大电路的连接方式差分放大电路的连接方式(a)单端输出单端输出(b)双端输出)双端输出 3差分放大电路的动态分析差分放大电路的动态分析至惧像此登德觉钓耿颓忽拨搅敌粗岿针兵袋置较皿秀语伊粪酋姚痪可腾街4差分放大电路4差分放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(1)共模输入:)共模输入:ui1=
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