模拟电子线路实验
直流差动放大电路
一、实验目的
1、了解差分直流放大器的组成、调零方法以及如何构成不同的输入输出方式。
2、验证放大器对差模输入和共模输入的作用。
3、测量单端输入、单端输出情况下放大器的放大倍数。
4、掌握差分放大电路的设计方法和基本测试方法。
二、实验仪器
1、模拟电路实验箱
2、示波器
3、万用表
4、毫伏表
5、信号发生器
三、预习要求
1、计算图6.1的静态工作点（设rbe=3k,β=100）及电压放大倍数。
2、在图6.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。
四、实验原理说明
差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路，由典型的工作点稳定电路演变而来。为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路，以牺牲一个晶体管放大倍数为代价获取了低温飘的效果。它还具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，由于不存在电容，可以不失真的放大各类非正弦信号如方波、三角波等等。差分放大电路有四种接法：双端输入单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。
由于差分电路分析一般基于理想化（不考虑元件参数不对称），因而很难作出完全分析。为了进一步抑制温飘，提高共模抑制比，实验所用电路使用V3组成的恒流源电路来代替一般电路中的Re,它的等效电阻极大，从而在低电压下实现了很高的温漂抑制和共模抑制比。为了达到参数对称，因而提供了RP1来进行调节，称之为调零电位器。实际分析时，如认为恒流源内阻无穷大，那么共模放大倍数AC=0。分析其双端输入双端输出差模交流等效电路，分析时认为参数完全对称：
设
，因此有公式如下：
差模放大倍数
同理分析双端输入单端输出有：
单端输入时：其
、
由输出端是单端或是双端决定，与输入端无关。其输出必须考虑共模放大倍数：
五、实验内容
实验电路如图6.1所示，在模拟电路实验箱上按图6.1用插接线连接实验电路，接线完毕，检查无误后，接上±12V直流电源（在模拟电路实验箱的右上角）。
1、测量静态工作点。
(1)调零。将输入端ui1、ui2短路并接地，接通直流电源，调节电位器Rp1使双端输出电压Uo=0。（为了精确，当Uo接近于零时，要用万用表的小电压量程测量）。
(2)测量静态工作点。测量V1、V2、V3各极对地电压填入表6.1中。
表6.1
2、双端输入。
（1）加差模信号。调模拟电路实验箱上的直流电压源一路为+0.05V，另一路为-0.05V,分别加到Ui1和Ui2上，测出Vc1、Vc2、Uo并填入表6.2中，并由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。特别提示：先将放大器输入端接入，再将OUT1及OUT2分别调至+0.05V和-0.05V。
（2）加共模信号。将ui1和ui2短接，调模拟电路实验箱上的直流电压源一路为+0.05V，另一路为-0.05V，分别加到Ui1或Ui2上，即两输入端加上极性相同大小相等的共模信号，测出两组不同的Vc1、Vc2、Uo并填入表6.2中，并由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数，进一步算出共模抑制比CMRR =
。
表6.2
(计算公式：
Ac2=
Ac= 
）
3、单端输入。
(1)在图6.1中，将Ui2接地，组成单端输入差分放大器，从Ui1输入直流信号±0.05V，测量单端及双端输出，填表6.3记录电压值。由测量数据算出单端输入时的单端和双端输出的电压放大倍数，并与双端输入时的单端和双端输出的电压放大倍数进行比较。
(2)在图6.1中，将Ui2接地，从Ui1加入正弦交流信号幅值V=50mV，f=1000Hz，分别测量、记录单端及双端输出电压，填表6.3。计算单端和双端差模放大倍数。（注意：在输入交流信号时，用示波器监视Vc1、Vc2波形，若有失真现象时，可减小输入电压值，使Vc1、Vc2都不失真为止）。
注意事项：为使测量结果准确，每改变一次工作状态都要核对一下其零点。即在没加信号时，看Uo是否为零，如不为零则应加以调整。
表6.3
五、实验报告要求
1、 根据实测数据计算图6.1电路的静态工作点，与预习计算结果相比较。
2、整理实验数据，计算各种接法的放大倍数,并与理论计算值相比较。
3、计算实验步骤2中的Ac和CMRR值。
4、 总结差分放大电路的性能和特点。
六、思考题
1、直流差动放大器对差模信号和共模信号的放大倍数有何不同？
2、如何组成单端输入、单端输出电路?放大倍数与双端输入、双端输出有何不同?
3、电路中的Rp起什么作用?
理论分析
设β=150，由此估算静态工作点和放大倍数：
，
双端输入时（差模信号）
，
，
双端输入（共模信号）
,Ree为三极管V3的c、e极间的等效电阻。
第二篇：实验三 直流差动放大电路
实验三 直流差动放大电路
一、实验目的
l.熟悉差动放大电路工作原理。
2.掌握差动放大电路的基本测试方法。
二、实验仪器
1.双踪示波器
2.信号发生器
3.数字万用表
三、实验原理
差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路，由典型的工作点稳定电路演变而来。为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路，以牺牲一个晶体管放大倍数为代价获取了低温飘的效果。它还具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，由于不存在电容，可以不失真的放大各类非正弦信号如方波、三角波等等。差分放大电路有四种接法：双端输入单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。 由于差分电路分析一般基于理想化（不考虑元件参数不对称），因而很难作出完全分析。为了进一步抑制温飘，提高共模抑制比，实验所用电路使用V3组成的恒流源电路来代替一般电路中的Re,它的等效电阻极大，从而在低电压下实现了很高的温漂抑制和共模抑制比。为了达到参数对称，因而提供了RP1来进行调节，称之为调零电位器。实际分析时，如认为恒流源内阻无穷大，那么共模放大倍数AC=0。分析其双端输入双端输出差模交流等效电路，分析时认为参数完全对称： 设
，因此有如下公式：
，差模放大倍数
，同理分析双端输入单端输出有
单端输入时：其
由输出端是单端或是双端决定，与输入端无关，其输出必须考
虑共模放大倍数
无论何种输入输出方式输入电阻不变：
。
四、实验内容及步骤
实验电路如图所示 +12V
图1.1差动放大原理图
1.测量静态工作点，
(1)调零
将输入端b1、b2短接到地，接通电压，调节电位器Rpi,使双端输出电压V0双=Vc1-Vc2=0
(2)测量静态工作点
测量V1、V2、V3各极对地电压填入表1中
表1
2.测量差模电压放大倍数。
用实验箱上的直流电压源，在输入端加入直流电压信号Vid=土0.1V按表2要求测量并记录，由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。
注意：先将DC信号源OUTl和OUT2分别接入Vi1,和Vi2端，然后调节DC信号源，使其输出为+0.1V和-0.1V。
3.测量共模电压放大倍数。
先将输入端b1、b2短接，然后再接到信号源的输出端。先后接OUTl和OUT2，分别测量并填入表2。由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。进一步算出共模抑制比
。
表2：差模、共模电压放大倍数和共模抑制比
共模输入
4.在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验。 (1)在图1中将b2接地，组成单端输入差动放大器，从b1端输入直流信号V=±0.1V，测量单端及双端输出，填表2.3记录电压值。计算单端输入时的单端及双端输出的电压放大倍数。并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。
表3：单端输入差动放大电路输出
（2）从b1端加入正弦交流信号Vi=0.05V，f=1000Hz分别测量、记录单端及双端输出电压，填入表2.3计算单端及双端的差模放大倍数。
注意：输入交流信号时，用示波器监视υC1、υC2波形，若有失真现象时，可减小输入电压值，使υC1、υC2都不失真为止
五、实验小结及感想
1.根据实测数据计算图2.1电路的静态工作点，与预习计算结果相比较。
2.整理实验数据，计算各种接法的Ad，并与理论计算值相比较。
3.计算实验步骤3中AC和KCMR值。
4.总结差动放电路的性能和特点。
实验电路所用三极管不确定，根据具体实验箱来调整，放大倍数β一般在100-300之间，所以基极电流很小，对电路影响可忽略不计。设β=150，由此估算静态工作点和放大倍数：
理论计算结果与实际比较基本相符。