差动放大电路实验报告


    差动放大电路实验报告 1. 实验目的 (1) 进一步熟悉差动放大器的工作原理; (2) 掌握测量差动放大器的方法。 2. 实验仪器 双踪示波器、信号发生器、数字多用表、交流毫伏表。 3. 预习内容 (1) 差动放大器的工作原理性能。 (2) 根据图3.1画出单端输入、双端输出的差动放大器电路图。 4.实验内容 实验电路如图3.1。它是具有恒流源的差动放大电路。在输入端,幅值大小相等,相位相反的信号称为差模信号;幅值大小相等,相位相同的干扰称为共模干扰。差动放大器由两个对称的基本共射放大电路组成,发射极负载是一晶体管恒流源。若电路完全对称,对于差模信号,若Q1的集电极电流增加,则Q2的集电极电流一定减少,增加与减少之和为零,Q3 和Re3等效于短路,Q1,Q2的发射极等效于无负载,差模信号被放大。对于共模信号,若Q1的集电极电流增加,则Q2的集电极电流一定增加,两者增加的量相等,Q1、Q2的发射极等效于分别接了两倍的恒流源等效电阻,强发射极负反馈使共射放大器对共模干扰起强衰减作用,共模信号被衰减。从而使差动放大器有较强的抑制共模干扰的能力。调零电位器Rp用来调节T1,T2管的静态工作点,希望输入信号Vi=0时使双端输出电压Vo=0. 差动放大器常被用作前置放大器。前置放大器的信号源往往是高内阻电压源,这就要求前置放大器有高输入电阻,这样才能接受到信号。有的共模干扰也是高内阻电压源,例如在使用50Hz工频电源的地方,50Hz工频干扰源就是高内阻电压源。若放大器的输入电阻很高,放大器在接受信号的同时,也收到了共模干扰。于是人们希望只放大差模信号,不放大共模信号的放大器,这就是差动放大器。运算放大器的输入级大都为差动放大器,输入电阻都很大,例如LF353的输入电阻约为1012Ω量级,0P07的输入电阻约为107Ω量级。 本实验电路在两个输入端分别接了510Ω电阻,使差动放大器的输入电阻下降至略小于这一数值,这是很小的输入电阻。其原因是,本实验电路用分列元件组成,电路中对称元件的数值并不是完全相等;其集电极为电阻负载,而不是恒流源负载;其发射极为恒流源负载,而不是镜像电流源负载,所以本实验电路的共模抑制比并不高。若本实验电路在输入端不接510Ω电阻,其输入电阻将较大,而共模抑制比不够高,实验环境中存在的高内阻共模干扰将进入输入端,那么输出端的共模干扰将较大,以致使验证差动放大器特性的实验难以进行。由于实验中所用信号源都为低输出电阻信号源,所以输入端接上510电阻后几乎不影响实验电炉接受来自信号源的信号,而高内阻共模干扰因实验电路输入电阻大大下降而基本上被拒之输入端外,从而使得输出端的共模干扰很小,实验得以顺利进行。输入端接510Ω电阻并不改变差动放大器的共模抑制比。 由此可见,在可以降低差动放大器输入电阻时,降低差动放大器输入电阻,可提高差动放大器的抗高内阻共模干扰的能力。 实验这弱的到教师的同意,可去掉实验电炉中的两个510欧电阻,再做实验就会发现,实验电路输出端的共模干扰明显增加。 (1) 静态工作点的调整与测量 将两个输入端Vi1、Vi2接地,调整电位器Rp使VC1=VC2,测量并填写下表。由于元件参数的离散,有的实验电路可能只能调到大致相等。静态调整的越对称,该差动放大器的共模抑制比就越高。 测量中应注意两点,一是所有的电压值都是对“地”测量值。二是应使测量的值有三位以上的有效数字。 静态工作点调整 对地电压 VB1 VB2 VB3 VC1 VC2 VC3 VE1 VE2 VE3 测量值(V) 0 0 -7.9012 6.4711 6.4501 -0.7817 -0.63985 -0.64013 -8.5650 由以上数据可得交流放大倍数为: (2) 测量双端输入差模电压放大倍数 在实验箱上调整DC信号源,使得OUT1大约为0.1V,OUT2大约为-0.1V,然后分别接至Vi1、Vi2,再调整,使得OUT1为0.1V,OUT2为-0.1V,测量,计算并填写下表。 双端输入差模电压放大倍数 测量值(V) 计算值 VC1 VC2 VO AD1 AD2 AD 3.1555 9.7610 -6.6055 -16.58 -16.55 -33.0 仿真测量值(V) 仿真计算值 2.304 10.367 -8.063 -20.84 -19.58 -40.31 这样做的原因是,实验电路的输入端对地有510欧的电阻,实验箱上的可变直流电压源是用1kΩ的可变电阻对5V、0.5V直流电压分压实现的,即直流电压信号源内阻于实验电路输入电阻大小可比。直流电压信号源接负载使得电压将明显小于未接负载时的电压,所以必须将直流电压信号源于实验电炉连接后,再把输入电压调到所需要的电压值。 这里,双端输入差模电压单端输出的差模放大倍数应用下式计算: 差模放大倍数实验值与仿真值误差为: 差模放大倍数的理论值可由以下公式计算: , 其中 (3) 测量双端输入共模抑制比CMRR 将两个输入端接在一起,然后依次与OUT1、OUT2相连,记共模输入为ViC。测量、计算并填写下表。若电路完全对称,则VC1-VC2=Vo=0,实验电路一般并不完全对称,若测量值有四位有效数字,则Vo不应等于0. 这里双端输入共模电压单端输出的共模放大倍数应用下式计算: 建议CMRR用dB表示 测量双端输入共模抑制比CMRR 输入(V) 测量值(V) 计算值 VC1 VC2 VO AC1 AC2 AC CMRR +0.1001 6.4743 6.4469 0.0247 0.032 -0.032 0.247 42.52 输入+0.1仿真 6.327 6.327 0 0.02 -0.02 0 无穷 -0.1003 6.4917 6.4328 0.0589 0.206 -0.383 0.589 34.96 输入—0.1仿真 6.329 6.329 0 0.04 -0.04 0 无穷 由于理想状态下(正如仿真所得),所以共模放大倍数理论值为0,因此共模抑制比CMRR理论值为无穷。 事实上,电路不可能完全对称,因此,共模输入时放大器的∆V 不等于0,因而 AC也不等0,只不过共模放大倍数很小而已。共模输入时,两管电流同时增大或减小,Re3上的电压降也随之增大或减小,Re3起着负反馈作用。 由此可见,Re3 对共模信号起抑制作用;Re3 越大,抑制作用越强。晶体管因温度、电源电压等变化所引起的工作点变化,在差动放大器中相当于共模信号,因此,差动放大器大大抑制了温度、电源电压等变化对工作点的影响。 (4) 测量单端输入差模电压放大倍数 将Vi2接地,Vi1分别于OUT1、OUT2相连,然后再接入f=1KHz,有效值为50mV的正弦信号,测量计算并填写下表。若输入正弦信号,在输出端VC1、VC2的相位相反,所以双端输出Vo的模是它们两个模的和,而不是差。 单端输入差模电压放大倍数 输入 测量值(V) 单端输入放大倍数AD VC1 VC2 VO 直流+0.1V 4.8068 8.1128 -3.306 -33.06 直流-0.1V 8.1683 4.7584 3.4099 -34.10 正弦信号 0.768 0.774 1.542 30.84 仿真如下: 输入 测量值(V) 单端输入放大倍数AD VC1 VC2 VO 直流+0.1V 4.225 8.434 -4.209 -42.09 直流-0.1V 8.436 4.224 4.212 -42.12 正弦信号 1.06 1.06 2.12 42.4 实验值与仿真值的误差为: 单端输入的差模放大倍数理论上应该与双端输入的相近,因此其理论值也是-105.4 5. 思考题 (1) 实验箱上的双端输入差动放大器的共模抑制比不算高,若要进一步提高共模抑制比,可采取哪些办法? 1) 提高差动放大器的输入阻抗或提高闭环增益。 2) 可以用一个晶体管恒 流源取代 Re3。因为工作于线形放大区的晶体管的 Ic 基本上不随 Vce 变化(恒流特性),所以交流 电阻=△Vce /△Ic 很大,大大提高了共模抑制比。 (2) 图3.1中的电阻Rb1、Rb2在电路中起到什么作用,若去除上述两个电阻,按实验(3)步骤和方法再测CMRR,两次测量的结果是否会有较大差别?为什么? 在两个输入端分别接了510Ω电阻,使差动放大器的输入电阻下降至略小于510Ω,这是很小的输入电阻。其原因是,本实验电路用分列元件组成,电路中对称元件的数值并不完全相等;其集电极为电阻负载,而不是恒流源负载;其发射极为恒流源负载,而不是镜像电流源负载,所以本实验电路的共模抑制比并不高。若本实验电路在输入端不接510Ω电阻,其输入电阻将较大,而共模抑制比不够高,实验环境中存在的高内阻共模干扰将进入输入端,那么输出端的共模干扰将较大,以致使验证差动放大器特性的实验难以进行。由于实验中所用信号源都为低输出电阻信号源,所以输入端接上510Ω电阻后几乎不影响实验电路接收来自信号源的信号,而高内阻共模干扰因实验电路输入电阻大大下降而基本上被拒之输入端外,从而使得输出端的共模干扰很小,实验得以顺利进行。输入端接510Ω电阻并不该变差动放大器的共模抑制比。 去掉实验电路中的两个510Ω电阻,再做实验就会发现,实验电路输出端的共模干扰明显增加。 (3) 归纳差动放大器的特点与性能,并于共射放大器比较。 电路对称抑制零点漂移;对差模信号有放大作用;对共模信号有抑制作用;输入阻抗较高;共模抑制比高;一般用来放大微小信号 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传

    下载文档到电脑,查找使用更方便

    文档的实际排版效果,会与网站的显示效果略有不同!!

    需要 2 香币 [ 分享文档获得香币 ]

    下载文档

    相关文档

    电路实验报告

    实验一 元件特性的示波测量法一、实验目的1、学习用示波器测量正弦信号的相位差。2、学习用示波器测量电压、电流、磁链、电荷等电路的基本变量3、掌握元件特性的示波测量法,加深对元件特性的理解。二...

    2个月前   
    307    0

    电路实验报告要求

    电路实验报告要求  电路实验报告要求  同学您好:  电路实验课已经结束,请按题目要求认真完成实验报告,并要仔细检查一遍,以免退回,具体要求如下:  一、 绘制电路图要工整、选取合适比例,元件...

    7年前   
    382    0

    **石油大学差动变压器的性能实验实验报告

    实验报告内容:实验目的、原理、使用的仪器设备、实验步骤(包含电路图、数据表格等)、实验结果及分析。实验性质为设计性实验时,应增加设计过程、实验方案;为综合性实验时,应详细叙述本实验项目所涵盖的相...

    2年前   
    2061    0

    模电及线性电子电路 模拟电子电路实验室实验报告写作要求

    模拟电子电路实验室实验报告写作要求封面写作要求1.选课时间段:如周一下午(6~8节);2.序号:签名时的座位号;3.课程名称:如线性电子线路实验、电路与电子学实验等;4.实验名称:如常用电子仪...

    1年前   
    289    0

    差动保护技术资料

    母线差动保护设计有比率差动保护(常规比率差动和突变量比率差动)和大差后备保护两个保护。

    3年前   
    606    0

    北航电子电路设计数字部分实验报告

    电子电路设计数字部分实验报告学 院: 姓  名:实验一 简单组合逻辑设计实验内容描述一个可综合的数据比较器,比较数据a 、b的大小,若相同,则给出结...

    1年前   
    337    0

    单相桥式逆变电路的仿真实验报告

    掌握相桥式逆变器电路的双极性SPWM调制和单极性SPWM调制方法。

    2年前   
    3766    0

    实验三、基本门电路及触发器 电子版实验报告

    基本门电路及触发器实验 一、 实验目的1.了解TTL门电路的原理、性能和使用方法;验证基本门电路逻辑功能。2.验证D触发器;J-K触发器的逻辑功能。二、实验内容(一)验证以下门电路的逻...

    1年前   
    1682    0

    实验报告 实验十一 一阶电路暂态过程的研究

    1、研究RC一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点;2、学习一阶电路时间常数的测量方法,了解电路参数对时间常数的影响;3、掌握微分电路和积分电路的基本概念。

    1年前   
    1220    0

    《数字电路与逻辑设计实验》实验报告

    数字电路按逻辑功能和电路结构的不同特点,可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。组合逻辑电路是根据给定的逻辑问题,设计出能实现逻辑功能的电路。用小规模集成电路实现组合逻辑电路,要求是使用的芯片最少,连线最少。

    2年前   
    1081    1

    R—L—C 元件的阻抗特性和谐振电路实验报告

    1.通过实验进一步理解R,L,C的阻抗特性,并且练习使用信号发生器和示波器2.了解谐振现象,加深对谐振电路特性的认识3.研究电路参数对串联谐振电路特性的影响4.理解谐振电路的选频特性及应用5.掌...

    2年前   
    1953    1

    电路实验

    1.掌握系统误差和随机误差的概念2.学会分析系统误差和随机误差的方法

    2年前   
    461    0

    2022届高考物理一轮复习:闭合电路欧姆定律 动态电路 含容电路 电路计算

    1.在如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,各电表都看做理想表。闭合开关,滑动变阻器滑片P向右移动,若以、、、分别表示电压表V1、V2、V3和电流表A的示数变化的大小,则下述结论正确的...

    5个月前   
    166    0

    综合电子设计 驻极体话筒放大电路

    实 验 报 告课程名称 综合电子设计 实验项目 驻极体话筒放大电路 实验环境 ...

    2周前   
    68    0

    电路板常识

     电路板知识 电路板主要由焊盘、过孔、安装孔...

    6年前   
    297    0

    电路练习题

    电路练习题1.在如图所示的电路中,电源电动势为12V,电源内阻为1.0Ω,电路中的电阻R0为1.5Ω,小型直流电动机M的内阻为0.5Ω,闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数为2.0A.则以下...

    9年前   
    349    0

    电路基础教案

    第1、2课时课题第一章 电路基本概念课型理论课教学目的了解电路的组成及电流的概念重点难点参考方向与真实方向的关系教具挂图教学方法授课班级授课日期 月 日 月 日 ...

    7个月前   
    180    0

    电路出租合同

    电路出租合同  ___________通信股份有限公司(以下简称甲方)  ___________________________(以下简称乙方)  兹因电信服务事宜,双方同意订立本合同书,并经...

    6年前   
    225    0

    如何看懂电路图

    如何看懂电路图2--电源电路单元前 面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。一张电路图通常有几十乃至几百个元器件,它们的连线纵横交叉,形式变化多端,初学者往往不知道该从什么地方开始, 怎样才能读...

    9年前   
    231    0

    电路租用合同

    电路租用合同  甲方:_____________________________  地址:_____________________________  邮政编码:_______________...

    7年前   
    310    0

    文档贡献者

    文***享

    贡献于2021-11-25

    下载需要 2 香币 [香币充值 ]
    亲,您也可以通过 分享原创文档 来获得香币奖励!
    下载文档

    该用户的其他文档