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            模电实验 差动放大器


            实 验 报 告
            实验单位 课程名称 实验项目 电子系 2015 本(2)班 模拟电子技术实验 差动放大器 姓 学 名 成 号 绩 实验日期 2017 年 5 月 16 日 签名 教师

            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 长尾式电路

            IE ?

            U EE ? U BE RE
            (认为 UB1=UB2≈0)

            1 IC1 ? IC2 ? IE 2 、

            恒流源电路

            R2 (U CC ? U EE )? U BE R1 ? R 2 IC3 ? IE3 ? R E3

            1 IC1 ? IC1 ? IC3 2 、

            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

            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=∞,RW 在中心位置时,

            二、实验仪器
            1、THM-3A 模拟电路实验箱 2、SS-7802A 双踪示波器 3、MVT-172D 交流数字毫伏表 4、数字万用电表 5、差动放大器电路模块

            Ad ?

            △UO β RC ?? 1 △Ui R B ? rbe ? (1 ?β )R W 2
            △UC1 1 ? Ad △Ui 2 A d2 ?
            、

            单端输出

            三、原理摘要
            图 6-1 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, 构成长尾式差动放大器。调零电位器 RW 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。

            A d1 ?

            △UC2 1 ? ? Ad △Ui 2

            当输入共模信号时,若为单端输出,则有

            A C1 ? A C2 ?

            △UC1 ?β RC R ? ?? C △Ui R ? r ?(1 ?β )(1 R ? 2R ) 2R E B be W E 2

            若为双端输出,在理想情况下

            AC ?

            △U O ?0 △Ui

            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

            CMRR ?

            Ad Ac

            CMRR ? 20Log


            Ad ?dB ? Ac

            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。 图 6-1 差动放大器实验电路

            四、实验内容与步骤
            (一)长尾式差动放大器性能测试 按图 6-1 连接实验电路,开关 K 拨向左边构成长尾式差动放大器。 1.测量静态工作点 (1)调节放大器零点 ①将输入端 A、B 连接在一起,再接至地。接通±12V 直流电源(即 UCC 和—UEE) 。此时不接入正弦交流信号。 ②将数字万用电表调至直流电压 20V 档,红表接 UC1 测量孔,黑表接 UC2 测量孔,调节电位器 RW,使电压表的读 数为零,即 UO=0。注意变换电压表的档位,应从 20V→2V→2mV 变换直至读数调为零。 (2)测量静态工作点 用数字万用电表的电压档测量 T1、T2 两个三极管的各电极电位及射极电阻 RE 两端的电压 URE,记入实验表格。 2.测量差模电压放大倍数 3.测量共模电压放大倍数 (二)具有恒流源的差动放大器性能测试 1.测量差模电压放大倍数 2.测量共模电压放大倍数

            五、实验数据及数据处理

            根据 Ad 1 ?

            uC1 ? uC 2 u C1 u u ? uC 2 A 、 Ad ? 、 AC1 ? C1 、 AC ? C1 、 CMRR ? d 1 计算出数据 ui ui ui ui AC1

            六、思考题 Rp=Rw=470Ω 、 β =100 Ube=Ub-Ue=0.5938V 、 Uce=Uc-Ue=7.163V
            IE ? U EE ? U BE 1 ≈1.11mA 、 I C1 ? I C 2 ? I E =0.555mA 1 2 RE ? RP 2
            0 ? (?U EE ) ? U BE ≈Ic/β =0.00555 mA 1 R B ? (1 ? ? )( 2 R E ? R P ) 2
            1、比较 ui,uC1 和 uC2 之间的相位关系 单端输入时,ui 和 uC2 同相,ui 和 uC1 反相,uC1 和 uC2 反相 共模输入时,ui 和 uC1、uC2 反向,uC1 和 uC2 同向 2、根据实验结果,总结电阻 RE 和恒流源的作用。 Re 的作用:Re 作为 T1 和 T2 管的共用发射极电阻,对差模信号并无负反馈,但对共模有较强的负反馈, 可以有效抑制共模信号,及可以有效抑制零漂,稳定工作点。 恒流源:恒流源作为负载时交流电阻很大,所以当用恒流源代替 Re 时,可以使差模电压增益由输出端决 定,而和输入端无关。从数据中可以看到,用恒流源做负载时,抑制共模信号的能力提高。

            IB ?


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