差分放大器设计的实验报告.docx

1、差分放大器设计的实验报告设计课题设计一个具有恒流偏置的单端输入-单端输出差分放大器。学校：大学 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

2、；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+Rw2

3、10K Uid=2ib1(R1+Rbe)Uod=Ib1(Rc/Rl) Aid=Uod/Uid= -(R2/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

4、入电阻测量：由仿真图（1）得：Aid=22.9815 (2)得： Aic=0.000407 (3)得：Ri=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

5、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（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。