1、一: 已知条件正负电源电压;负载输入差模信号。二:性能指标要求差模输入电阻差模电压增益共模抑制比三:方案设计及论证方案一:方案二方案论证: 在放大电路中,任何元件参数的变化,都将产生输出电压的漂移,由温度变化所引起的半导体参数的变化是产生零点漂移的主要原因。采用特性相同的管子使它们产生的温漂相互抵消,故构成差分放大电路。差分放大电路的基本性能是放大差模信号,抑制共模信号好,采用恒流源代替稳流电阻,从而尽可能的提高共模抑制比。论证方案一:用电阻R6来抑制温漂优点:R6 越大抑制温漂的能力越强;缺点:在集成电路中难以制作大电阻; R6的增大也会导致Vee的增大(实际中Vee不可能随意变化)论证方案
2、二优点:(1) 引入恒流源来代替R6,理想的恒流源阻趋于无穷,直流压降不会太高,符合实际情况; (2)电路中恒流源部分增加了两个电位器,其中47R的用来调整电路对称性,10K的用来控制Ic的大小,从而调节静态工作点。通过分析最终选择方案二。四:实验工作原理及元器件参数确定 静态分析:当输入信号为0时,IEQ(Vee-UBEQ)/2ReIBQ= IEQ /(1+)UCEQ=UCQ-UEQVcc-ICQRc+UBEQ动态分析已知:R1=R4,R2=R3Rid=2(R1+Rbe)+Rw1+Rw210K Uid=2ib1(R1+Rbe)Uod=Ib1(Rc/Rl) Aid=Uod/Uid= -(R2/
3、Rl)/2(R1+Rbe)Uoc=(Rc/Rl)* *Ib1Uic=Ib1(Rb1+Rbe)+(1+ )Ib*(2Re+Rw1)Re约等于无穷 Aic=Uoc/ Uic=0Kcmr=Aid/Aic=20lg(Aid/Aic)50db元件参数确定:取恒流源电流I0=1mA, 则IC1=IC2=0.5mA, =40由计算得,R1=R4 =2.7k, R2=R3=10K, R6=R7=2K, R10=5K, R8=20K.五:实验仿真及数据计算(1)差模增益仿真图 (2)共模增益仿真图(3):输入电阻测量:由仿真图(1)得:Aid=22.9815 (2)得: Aic=0.000407 (3)得:Ri
4、=18.818(20-18.818)*1k=15.9210k Kcmr= AidAic=56461.9320=50dB六:实验调试静态工作点的调试:理论上为达到性能指标,输入为零时,实验过程中应用万用表测量Q1和Q2的电压,同时调节47K电位器,使得电压为零,然后调节10k电位器,使得R10电压为5V.实际调试,通过调节47k电位器,Q1和Q2的电压最小只能达到0.68V,R10上的电阻可以达到5V。动态特性调试:当输入电阻为2.7k时,测得输入电阻为19.4k,差模电压增益为7.9;实际要求差模电压增益大于15,因此不满足指标要求,因此根据理论差模电压增益的计算公式知:可通过减小R1和R4(
5、R1= R4),来提高差模电压增益,故换用R1,R4为500R,此时测得放大倍数为41.8,但输入电阻为6.7K,不满足要求,根据理论输入电阻计算公式得应适当增大R1,R4,故换用R1,R4为1K,此时测得差模增益20.5,输入电阻为12.8K,满足指标要求,并测得共模增益为0.04,计算得共模抑制比为512.5,大于50dB,满足指标要求。七:实验改进措施: 在此次实验中,我们通过调整两个电位器使静态工作点得以改变,并且调整使电路对称性最好,提高了电路的可控性和实验精度,减小了实验误差。八:实验心得: 通过本次实验,我们对此电路原理有了深刻的认识,在焊接元器件和实验的调试过程中,我们不断地改进电路性能,发现问题并解决问题,最终达到性能指标要求。这对我们的动手实践能力、解决实际问题的能力都有了很大的提高。
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