实验七--直流差动放大电路.doc
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实验七直流差动放大电路
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.数字万用表
3.信号源
4.模拟电路试验箱
三、预习要求
1.计算图7.1的静态工作点(设rbc=3K,β=100)及电压放大倍数。
2.在图7.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。
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:
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7.1所示
图7.1差动放大原理图
1.测量静态工作点,
(1)调零
将输入端Vi1Vi2短路接地,接通直流电源,调节电位器RPl使双端输出电压V0=0。
(2)测量静态工作点
测量V1、V2、V3各极对地电压填入表7.1中
表7.1
对地电压
Vc1
Vc2
Vc3
Vb1
Vb2
Vb3
Ve1
Ve2
Ve3
测量值(V)
2.测量差模电压放大倍数。
在输入端加入直流电压信号(实验箱左上角直流信号输出)Vid=土0.1V按表7.2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。
将输入端b1、b2短接,接到信号源调节使得输出电压是0.2V,测量结果填入表7.2。
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CMRR=。
表7.2
测量及
计算值
输入
信号Vi
差模输入(±0.1V)
共模输入(0.2v)
共模抑制比
测量值(V)
计算值
测量值(V)
计算值
计算值
Vc1
Vc2
V0双
Ad1
Ad2
Ad双
Vc1
Vc2
V0双
Ac1
Ac2
AC双
CMRR
+0.1V
-0.1V
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7.3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7.3
测量仪计算值
输入信号
电压值
双端放大倍数AV
单端放大倍数
Vc1
Vc2
Vo
AV1
AV2
直流+0.1V
直流-0.1V
正弦信号(50mV、1KHz)
(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5.3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、实验报告
1.根据实测数据计算图5.1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CMRR值。
4.总结差放电路的性能和特点。
提示:
实验电路所用三极管均为9013,放大倍数β一般在150-200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:
,
,,
用理论计算结果与实际比较
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