差动放大器实验报告_高等教育-实验设计.pdf
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1、V.资 料.R15kR25kR31kR41kR55k2N5551 2N555120mVrms 1kHz 0 VCC12VVEE-12VRL5k差动放大电路的分析与综合（计算与设计）实验报告 1、实验时间 10 月 31 日(周五)17:50-21:00 2、实验地点 实验楼 902 3、实验目的 1.熟悉差动放大器的工作原理(熟练掌握差动放大器的静态、动态分析方法)2.加深对差动放大器性能及特点的理解 3.学习差动放大电路静态工作点的测量 4.学习差动放大器主要性能指标的测试方法 5.熟悉恒流源的恒流特性 6.通过对典型差动放大器的分析，锻炼根据实际要求独立设计基本电路的能力 7.练习使用电路
2、仿真软件，辅助分析设计实际应用电路 8.培养实际工作中分析问题、解决问题的能力 4、实验仪器 数字示波器、数字万用表、模拟实验板、三极管、电容电阻若干、连接线 5、电路原理 1.基本差动放大器 图是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。部分模拟图如下 R15kR25kR31kR41kR55k2N5551 2N555120mVrms 1kHz 0 VCC12VVEE-12VU3DC 10MOhm3.237 V+-RL5kU4DC 10MOhm 6.318 V+-V.资 料.1.直流分析数据 2.直流分析仿真数据 3.交流分析数据 4.交流分析仿真数据 2.4.2.具有
3、平衡电位器的差动放大器 分析容 BQI CQI CQU CEQU 空载 A m 10 0.43-1.13mA 6.4V 7.1V 双出 A m 10 0.43-1.13mA 6.4V 7.1V 单出 A m 10 0.43-1.13mA 3.2V 3.9V 分析容 BQI CQI CQU CEQU 空载 A m 10 9.83-1.12mA 6.4V 7.1V 双出 A m 10 9.83-1.12mA 6.4V 7.1V 单出 A m 10 0.93-1.10mA 3.2V 4.0V 分析容 uA iR oR CMRK 空载-189 15k 10k 双出-93.3 15k 10k 单出-46
4、.7 15k 5k 184.2 分析容 uA iR oR CMRK 空载-179.4 15k 10k 双出-90.1 15k 10k 单出-45.5 15k 5k 189.4 作原理熟练掌握差动放大器的静态动态分析方法加深对差动放大器性能及特点的理解学习差动放大电路静态工作点的测量学习差动放大器主要性能指标的测试方法熟悉恒流源的恒流特性通过对典型差动放大器的分析锻炼根据实际要 的能力实验仪器数字示波器数字万用表模拟实验板三极管电容电阻若干连接线电路原理基本差动放大器图是差动放大器的基本结构它两个元件参数相同的基本共射放大电路组成部分模拟图如下资料直流分析数据分析容空载双出单出 具有平衡电位器的
5、差动放大器资料图是差动放大器的结构它由两个元件参数相近的基本共射放大电路组成直流分析数据分析容空载双出单出直流分析仿真数据分析容空载双出单出交流分析数据分析容空载双出单出交流分析仿真数据V.资 料.图是差动放大器的结构。它由两个元件参数相近的基本共射放大电路组成。1.直流分析数据 2.直流分析仿真数据 3.交流分析数据 4.交流分析仿真数据 2.4.3.具有恒流源的差动放大器 分析容 BQI CQI CQU CEQU 空载 A m 10 0.43-1.13mA 6.4V 7.1V 双出 A m 10 0.43-1.13mA 6.4V 7.1V 单出 A m 10 0.43-1.13mA 3.2
6、V 3.9V 分析容 BQI CQI CQU CEQU 空载 A m 10 8.83-1.12mA 6.4V 7.1V 双出 A m 10 8.83-1.12mA 6.4V 7.1V 单出 A m 10 8.93-1.11mA 3.2V 4.0V 分析容 uA iR oR CMRK 空载-93 1.30 10k 0 双出-46.5 1.30 10k 0 单出-23.3 1.30 5k 65.1 分析容 uA iR oR CMRK 空载-89.4 1.30 10k 0 双出-45.9 1.30 10k 0 单出-21.8 1.30 5k 67.4 R15kR25kR31kR41kR55k2N55
7、51 2N555120mVrms 1kHz 0 VCC12VVEE-12VRL5kR6100Key=A50%作原理熟练掌握差动放大器的静态动态分析方法加深对差动放大器性能及特点的理解学习差动放大电路静态工作点的测量学习差动放大器主要性能指标的测试方法熟悉恒流源的恒流特性通过对典型差动放大器的分析锻炼根据实际要 的能力实验仪器数字示波器数字万用表模拟实验板三极管电容电阻若干连接线电路原理基本差动放大器图是差动放大器的基本结构它两个元件参数相同的基本共射放大电路组成部分模拟图如下资料直流分析数据分析容空载双出单出 具有平衡电位器的差动放大器资料图是差动放大器的结构它由两个元件参数相近的基本共射放大
8、电路组成直流分析数据分析容空载双出单出直流分析仿真数据分析容空载双出单出交流分析数据分析容空载双出单出交流分析仿真数据V.资 料.图 2-3 是差动放大器的结构。它由两个元件参数相近的基本共射放大电路组成。1.直流分析数据 2.直流分析仿真数据 3.交流分析数据 4.交流分析仿真数据 分析容 BQI CQI CQU CEQU 空载 A m 10 0.43-1.1mA 6.5V 7.2V 双出 A m 10 0.43-1.1mA 6.5V 7.2V 单出 A m 10 0.43-1.1mA 3.3V 4.0V 分析容 BQI CQI CQU CEQU 空载 A m 10 2.63-0.76mA
9、8.2V 8.9V 双出 A m 10 2.63-0.76mA 8.2V 8.9V 单出 A m 10 4.63-0.75mA 4.1V 4.8V 分析容 uA iR oR CMRK 空载 93 1.30 k 10 0 双出 46.7 1.30 k 10 0 单出 23.3 1.30 k 5 分析容 uA iR oR CMRK 空载-89.4 1.30 10k 0 双出-45.9 1.30 10k 0 单出-21.8 1.30 5k R15kR25kR31kR41kR75kR85kR95k2N5551 2N555120mVrms 1kHz 0 VCC12VVEE-12VRL5kR6100Key
10、=A50%2N5551作原理熟练掌握差动放大器的静态动态分析方法加深对差动放大器性能及特点的理解学习差动放大电路静态工作点的测量学习差动放大器主要性能指标的测试方法熟悉恒流源的恒流特性通过对典型差动放大器的分析锻炼根据实际要 的能力实验仪器数字示波器数字万用表模拟实验板三极管电容电阻若干连接线电路原理基本差动放大器图是差动放大器的基本结构它两个元件参数相同的基本共射放大电路组成部分模拟图如下资料直流分析数据分析容空载双出单出 具有平衡电位器的差动放大器资料图是差动放大器的结构它由两个元件参数相近的基本共射放大电路组成直流分析数据分析容空载双出单出直流分析仿真数据分析容空载双出单出交流分析数据分
11、析容空载双出单出交流分析仿真数据V.资 料.图 3.1 差动放大器实验电路 当开关 K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。晶体管 T3 与电阻3 ER共同组成镜象恒流源电路,为差动放大器提供恒定电流EI。用晶体管恒流源代替发射极电阻ER，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。1、差动电路的输入输出方式 根据输入信号和输出信号的不同方式可以有四种连接方式,即:(l)双端输入-双端输出，将差模信号加在1 sV、2 sV两端,输出取自1 oV、2 oV两端。(2)双端输入-单端输出，将差模信号加在1 sV、2 sV两端,输出取自1 oV或2 oV到地。(3)单端输入一双端输出，将差模信号
12、加在1 sV上,2 sV接地(或1 sV接地而信号加在2 sV 上),输出取自1 oV、2 oV两端。(4)单端输入-单端输出 将差模信号加在1 sV上,2 sV接地(或1 sV接地而信号加在2 sV 上),输出取自1 oV或2 oV到地。连接方式不同,电路的性能参数不同。差动放大器当输入差模信号时，差模电压放大倍数dA的大小与输出方式有关，而与输入方式无关。2、静态分析（工作点的估算）静态时差动放大器的输入端不加信号。（A）典型电路 EE BEEEV VIR（认为1 20s sV V）作原理熟练掌握差动放大器的静态动态分析方法加深对差动放大器性能及特点的理解学习差动放大电路静态工作点的测量学
13、习差动放大器主要性能指标的测试方法熟悉恒流源的恒流特性通过对典型差动放大器的分析锻炼根据实际要 的能力实验仪器数字示波器数字万用表模拟实验板三极管电容电阻若干连接线电路原理基本差动放大器图是差动放大器的基本结构它两个元件参数相同的基本共射放大电路组成部分模拟图如下资料直流分析数据分析容空载双出单出 具有平衡电位器的差动放大器资料图是差动放大器的结构它由两个元件参数相近的基本共射放大电路组成直流分析数据分析容空载双出单出直流分析仿真数据分析容空载双出单出交流分析数据分析容空载双出单出交流分析仿真数据V.资 料.1 212C C EI I I(B)恒流源电路 21 23 33()CC EE BEC
14、 EERV V VR RI IR 1 1 312C C CI I I 计算结果 UCC=12V UEE=-12V IBQ ICQ UCQ UCEQ 典型电路 恒流源偏置电路 3、动态分析（交流参数指标计算）(1)差模电压放大倍数 当差动放大器的射极电阻ER足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数dA由输出端方式决定，而与输入方式无关。双端输入一双端输出时:ER，PR在中心位置，差动放大器的差模电压增益为 1(1)2o CudiB be PV RAVR r R)1(2P be B iR r R R C oR R 2 双端输入-单端输出时，电压增益为 1112oud udiVA AV 2212
15、oud udiVA AV)1(2P be B iR r R R C oR R(2)共模电压放大倍数 对于共模信号，设差动放大器的两个输入端同时加上大小相等,极性相同的两个信号作原理熟练掌握差动放大器的静态动态分析方法加深对差动放大器性能及特点的理解学习差动放大电路静态工作点的测量学习差动放大器主要性能指标的测试方法熟悉恒流源的恒流特性通过对典型差动放大器的分析锻炼根据实际要 的能力实验仪器数字示波器数字万用表模拟实验板三极管电容电阻若干连接线电路原理基本差动放大器图是差动放大器的基本结构它两个元件参数相同的基本共射放大电路组成部分模拟图如下资料直流分析数据分析容空载双出单出 具有平衡电位器的差
16、动放大器资料图是差动放大器的结构它由两个元件参数相近的基本共射放大电路组成直流分析数据分析容空载双出单出直流分析仿真数据分析容空载双出单出交流分析数据分析容空载双出单出交流分析仿真数据V.资 料.即 1 2 ic i iV V V 单端输出时，共模电压增益 11 2 12(1)(2)2oc C Cuc ucic EB be P EV R RA AV RR r R R 221)(1(2E P be B iR R r R R C oR R 共模电压增益cA 1,共模信号得到了抑制。双端输出时，在电路完全对称的理想情况下，输出电压1 2 oc ocV V,共模增益为 0 ocucicVAV 上式说明
17、，双端输出时，差动电路对零点漂移，电源电压的波动等干扰信号有很强的抑制能力。实际上由于元件不可能完全对称，因此cA也不会绝对等于零。(3)共模抑制比 CMRR 为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比 udCMRucAKA 或 20 udCMRucAK Log dBA 6、实验步骤 特别注意：搭建和调整电路过程中不能带电作业 1.检查实验仪器设备 2.检测元器件和导线，排除具有接触不良和断路的导线。3.检查实验电路图 4.搭建实验电路直流通路，测量静态工作点并记录调试过程。5.搭建完整实验电路，接入信号源，测量交流参数。6
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