差分放大器.doc

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实验报告

姓名：

学号：

日期：

成绩：

课程名称

模拟电子实验

实验室名称

模电实验室

实验

名称

差分放大器

同组

同学

指导

老师

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

图5－1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。

当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。

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。

图5－1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。

它用晶体管恒流源代替发射极电阻RE，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。

　　1、静态工作点的估算

典型电路

（认为UB1＝UB2≈0）

恒流源电路

　　2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数

　　当差动放大器的射极电阻RE足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad由输出端方式决定，而与输入方式无关。

双端输出:

　RE＝∞，RP在中心位置时，

单端输出

当输入共模信号时，若为单端输出，则有

若为双端输出，在理想情况下

　　实际上由于元件不可能完全对称，因此AC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

　　　　　　或

　　差动放大器的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。

本实验由函数信号发生器提供频率f＝1KHZ的正弦信号作为输入信号。

　　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，要求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

按图5-1连接实验电路，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

　　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UO，调节调零电位器RP，使UO＝0。

调节要仔细，力求准确。

　　②测量静态工作点

零点调好以后，用直流电压表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端电压URE，记入表5－1。

　表5-1

测量值

UC1（V）

UB1（V）

UE1（V）

UC2（V）

UB2（V）

UE2（V）

URE（V）

6.51

-0.08

-0.75

6.51

-0.09

-0.76

11.19

计算值

IC（mA）

IB（mA）

UCE（V）

0.549

0.008

7.26

2）测量差模电压放大倍数

　断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大器输入A端，地端接放大器输入B端构成单端输入方式，调节输入信号为频率f＝1KHz的正弦信号，并使输出旋钮旋至零，用示波器监视输出端（集电极C1或C2与地之间）。

接通±12V直流电源，逐渐增大输入电压Ui（约100mV），在输出波形无失真的情况下，用交流毫伏表测Ui，UC1，UC2，记入表5－2中，并观察ui，uC1，uC2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。

3）　测量共模电压放大倍数

　　将放大器A、B短接，信号源接A端与地之间，构成共模输入方式，调节输入信号f=1kHz，Ui=1V，在输出电压无失真的情况下，测量UC1，UC2之值记入表5－2，并观察ui，uC1，uC2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。

　表5-2

典型差动放大电路

具有恒流源差动放大电路

单端输入

共模输入

单端输入

共模输入

Ui

100mV

1V

100mV

1V

UC1（V）

1.033

0.393

1.041

0.006

UC2（V）

0.997

0.367

1.049

0.02

10.33

/

10.41

/

0.36

/

-0.08

/

/

0.393

/

0.006

/

/

CMRR=││

26.28

26.28

1735

1735

2、具有恒流源的差动放大电路性能测试

将图5－1电路中开关K拨向右边，构成具有恒流源的差动放大电路。

重复内容1－2）、1－3）的要求，记入表5－2。

　　五、实验总结

　　1、整理实验数据，列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。

1）静态工作点和差模电压放大倍数。

在差分放大电路中,电路的偏置电阻、晶体管（BJT）的参数、信号源的内阻、工作温度都会引起输出的误差.由于前置及高增益,差分放大器的误差和零漂会造成整个电路的误差加大。

2）典型差动放大电路单端输出时CMRR的实测值与具有恒流源的差动放大器CMRR实测值比较。

实验仪器的误差，信号的输出与示波器所测的都有误差；实验板可能用久了，那些板上的器件有损耗；万能表的误差；温度变化引起的零点漂移.还有就是一些实验过程中的操作不对。

2、比较ui，uC1和uC2之间的相位关系。

Ui和Uc1Ui和Uc2的相位都是相反的。

Uc1和Uc2的相位相同

3、根据实验结果，总结电阻RE和恒流源的作用。

RE为两管共用的发射极电阻，对共模信号有较强的负反馈作用，可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。

恒流源进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。