差动放大器实验报告Word文件下载.docx

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任课教师

指导老师

实验课题

差动放大器

实验成绩

实验目的

熟悉差动放大器工作原理；

掌握用差动放大器基本测试方法；

实验原理

如图4-2-5所示，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。

调零电位器Rp用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui＝0时，双端输出电压UO＝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，因而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，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。

实验设备及软件环境

个人电脑一台

Multisim10集成开发环境

一.实验内容

电路如图4-2-5所示。

分析电路各点的直流电压（着重分析Uo）；

调节电位器Rp，分析Uc1和Uc2以及Uo，写出结论。

（注：

因为元件都是理想的标准参数，所以用Rp来讨论共模特性）；

双端输入：

恢复Rp为50%，调出一电压为0。

1V的直流信号，“+”接Ui1，“-”接Ui2，再分析Uc1和Uc2及Uo，计算差模放大倍数（即单端输出和双端输出），记录数据并分析；

单端输入：

调出一电压为0.1V的直流信号，“+”接Ui1，“-”接地，再分析Uc1和Uc2及Uo，计算差模放大倍数；

“+”接地，“-”接Ui1，再做一次；

同样“+”接Ui2，“-”接地，再分析Uc1和Uc2及Uo，计算差模放大倍数；

总结结论：

图4-2-5

5）调整电路4-2-5中Rp，人为打破电路的平衡（因为实际电路中很难做到平衡），将Ui1、Ui2两输入端连接，调出一电压为0.1V的直流信号，“+”接输入端“-”接地，讨论共模增益；

6）在第（5）步的基础上重复第（3）步，讨论并计算电路的共模抑制比；

7）在Ui1端加入幅度为0.05mV、频率为1KHz的交流信号，用示波器分别观察Uc1、Uc2、Uo的波形，写出结论。

二、实验步骤

按图4-2-5将电路图在Multisim设计好

1分析电路各点的直流电压（着重分析Uo），点菜单栏的“仿真”→“分析”→“直流工作点分析”出现如下结果：

Uo=V（6）-V（7）=11.58753-11.58753=0V

2.调节电位器Rp，用探针分析Uc1和Uc2以及Uo：

30%Rp时电压变化

50%Rp时电压变化

70%Rp时电压变化

结论：

电压Rp

30%Rp

50%Rp

70%Rp

Uc1（v）

11.7

11.6

11.3

Uc2（v）

U0（V）

0.3

-0.3

3.双端输入—单端输出、双端输出组态

在输入端Ui1，Ui2之间，分别加直流差模信号+0.1V，用直流电压表分别测量单端输出电压Uc1（T1集电极对地电压），Uc2（T2集电极对地电压）和双端输出电压U0（注意电压极性），填入表1中。

再在输入端Ui1，Ui2之间，加直流差模信号−0.1V，测Uc1，Uc2和U0，填入表1中。

电路在双（单）端输入—单端输出、双端输出时的Au1=（Uc1-Vc1）/Ui,Au2=（Uc2-Vc2）/Ui,Au=U0/Ui.（Vc1=,Vc2=）

输入差模信号

测量值

计算值

Uc2（V）

Au1

Au2

Au

+0.1V

11.585

11.589

-0.004

-0.04

-0.1V

0.004

-

表1差动电路双端输入数据表

4.单端输入—单端输出、双端输出组态

用导线将Ui1端接地，在Ui2和地之间分别加直流差模信号±

0.1V，分别测量单端输出电压Uc1，Uc2和双端输出电压U0，填入表4-1中

11.587

11.583

-0.0053

0.04

11.591

0.0053

-

表4-1差动电路单端输入数据表1

再用导线将Ui2端接地，在Ui1和地之间分别加直流差模信号±

0.1V，分别测量单端输出电压Uc1，Uc2和双端输出电压U0，填入表4-2中。

表4-2差动电路单端输入表2

RE为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数。

即不论接成简单差动放大电路或带有恒流源的差动放大电路，静态工作点IC相同时，它们的差模电压增益相同。

放大器在单端输入或双端输入时，它们的差模电压增益大小也相同。

5.调整电路4-2-5中Rp，将Ui1、Ui2两输入端连接，调出一电压为0.1V的直流信号，“+”接输入端“-”接地，分别测量单端输出电压Uc1，Uc2和双端输出电压U0，填入表5中，电路在双（单）端输入—单端输出、双端输出时的Au1=（Uc1-Vc1）/Ui,Au2=（Uc2-Vc2）/Ui,Au=U0/Ui.（Vc1=,Vc2=）

再将Ui1、Ui2两输入端连接，调出一电压为-0.1V的直流信号，“+”接输入端“-”接地，分别测量单端输出电压Uc1，Uc2和双端输出电压U0，填入表5中。

输入共模信号

Ac1

Ac2

Ac

11.584

表5差动电路共模输入—单端输出、双端输出数据表

有表可知，Ac=0共模电压增益为零，则共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。

6.共模抑制比

Kcmr1=∣Au1/Ac1∣=∣Au1/∣→∞

Kcmr2=∣Au2/Ac2∣=∣Au2/∣→∞

Kcmr=∣Au/Ac∣=∣Au/0∣=∞

共模抑制比越大，说明电路性能越好，在该电路中参数理想对称，则Kcmr=∞

7.在Ui1端加入幅度为0.05mV、频率为1KHz的交流信号，用示波器分别观察Uc1、Uc2、Uo的波形,电路如图7:

图7

1）用示波器分别观察Uc1、Uc2的波形，如图7-1连接示波器，Uc1输出波形用红线表示，Uc2输出波形用蓝线表示：

图7-1

仿真-运行，通过调节得到两条直线：

2）测量Uo的波形，如图7-2连接示波器：

如图7-2

仿真-运行，通过调节可以得到如下波形：

如果电路的对称性很好，则UOC1≈UOC2≈0，示波器观测UOC1、UOC2时其波形近似于一条水平直线。

共模电压增益AUC≈0。

如果电路的对称性不是很好，UOC1、UOC2的波形可能为一对大小相等、极性相反的正弦波（其原因是由于电路的参数不完全对称所引起的）。

但其幅值很小，用交流毫伏表测量或将示波器的"

VOLTS/DIV"

置于较小档时才能观测到波形。

该电路对称性很好，则示波器观测UOC1、UOC2时其波形近似于一条水平直线。

实验总结

1.熟悉了Multisim中元器件的放置和手动、自动连线方法。

2.掌握了其中常用元器件值的设置方法。

3.基本熟悉差动放大器主要性能指标的测试方法。

4.熟悉了其中示波器，函数发生器万用表的性质和使用方法。

指导老师意见