模拟电子技术实验讲义(7)

如果输入一个信号UId，对地而言则是一对大小相等而极性相反的差模信号

1UI1??UI2?UId，在T1和T2完全对称的情况下，则有ICQ1增大了?IC，UCQ1减少了

2?UC；同时ICQ2减少了?IC，UCQ2增加了?UC，故Uod?VC1?VC2??2?VC。如果忽

略信号源内阻，则差模电压放大倍数Avd为：

Avd?Uod2Uod12Uod1???2Avd1UId2UId1UId??1??RL?2????2?RB?rbe??1(1??)RW?2?式中，R?L?RC1//端处于中间位置。

????RL ???1?(RB?rbe)?(1??)RW?2?RL，RB?Ri1//Rb1，Avd为T1的电压放大倍数，且调零电位器滑动2如果输入一对大小相等极性相同的共模信号UIC?UI1?UI2，则两管电流同时增大，相应IC随之增大，导致RE上的电压降便又随之增大且为单管电流增量的两倍，故RE对共模信号起着很强的负反馈作用。输出端由于各单管输出电压同时减少，且增量相等，故总输出UOC?0，几乎对共模信号无放大作用，其单边输出增益也很小。可推导出：

Avc1?Avc2???RC1RB?rbe?(1??)RW?2(1??)RE2

其中RC＝RC1＝RC1。

一般

2(1??)RE??RB?rbe?故上式可简化为：

1(1??)RW 2AVC1?AVC2??RC 2Re晶体管因温度、电源电压等变化引起的工作点变化，在差动放大器中相当于加入了共模信号。因此，差动放大器能大大抑制温度、电源电压等变化对工作点的影响。

2 共模抑制比

在差动放大器中常用共模抑制比来衡量放大器的性能。其定义为：

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KCMR或

Avd ?AvcAvd(dB) AvcKCMR(dB)?20lgKCMR越大，表示电路对称性越好，对漂移的抑制能力也就越强。

3 差动放大器输入、输出的4种组态

差动放大器有两个输入端和两个输出端。同样，输出也分双端输出和单端输出方式。组合起来,有四种连接方式：双端输入双端输出、双端输入单端输出,单端输入双端输出,单端输入单端输出。

（1）双端输入、双端输出

前面讨论就是双端输入、双端输出的情况，适用于输入、输出均不能接地的场合。双端输入、双端输出差动放大器，其放大倍数和单管放大倍数相同，实际上是通过牺牲一个管子的放大倍数去换取低温漂的效果。

（2）双端输入、单端输出

差模放大倍数是双端输入、双端输出的一半，输入电阻相同，输出电阻为一半。

这时共模放大倍数不为0，但由于RE对共模信号有很强的抑制作用，所以共模放大倍数也很小。

双端输入，单端输出适用于将双端输入信号转换成单端输出的场合。 （3）单端输入、双端输出

所谓单端输入，是指将输入端中一端接地。等效于双端输入、双端输出的情况，将输入分解为差模和共模，分别进行处理。

单端输入、双端输出适用于将单端输入转换成双端输出或负载不允许接地的场合。 （4）单端输入、单端输出

就相当于双端输入，单端输出。 注意输入与输出之间的相位关系。

三、实验仪器及设备

（1）低频信号发生器 1台 （2）晶体管毫伏表 1台 （3）双踪示波器 1台 （4）双路稳压电源 1台 （5）数字式万用表 l块 （6）微型计算机系统 1套

四、实验内容及步骤

1 测试差动放大电路

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（1） 调试测量静态工作点 将两个三极管的输入端接地，即使UI＝0，用万用表测量输出UO，调节RW2，使UO＝0。测量并记录两个三极管的各极直流电压值。

参数 测试值 （2） 测量差模放大倍数 ①双端输入

在电路的两个输入端加入Ui1＝Ui2＝10mV的差模信号，构成双端输入电路（由信号发生器输出交流信号?＝1kHz,，Ui＝20mV，分别加在Ui1和Ui2之间）。分别测量两个三极管输出端的单端输出电压Uod1和Uod2的值，计算出双端输出差模电压Uod＝Uod1-Uod2。注意输出电压的极性。计算单端输出差模增益和双端输出差模增益。

②单端输入

输入端Ui1接地，在Ui2端加入交流信号?＝1kHz,，Ui＝20mV，测出Uod1、Uod2的值，计算Uod和放大倍数。将测量和计算数据填入下表

输出方式 输入方式 双端 Ui＝20mV 单端 Ui＝20mV 测量值 单端输出 双端输出 计算值 单端增益 双端增益 UB1 UC1 UE1 UB2 UC2 UE2

（3） 测量共模放大倍数

将两端Ui1和Ui2相连，在Ui1与地之间加入交流信号?＝1kHz,，Ui＝500mV，构成共模输入电路。分别测量输出电压Uoc1和Uoc2的值，计算出双端输出共模电压Uoc＝Uoc1-Uoc2。注意输出电压的极性。计算单端输出共模增益和双端输出共模增益。

（4）计算共模抑制比

根据共模抑制比的定义，算出该电路在双端输出和单端输出两种情况下的共模抑制比。

2 差动放大电路的设计

（1）设计要求

增益Aud?20，双电源VCC??12V、VEE??12V供电，采用双端输入双端输出工作方式，要求工作点电流ICQ?0.5mA，负载RL?10K?。

（2）仿真

通过软件模拟仿真，修改电阻、电容的设计数值，以满足放大器设计指标的要求。 （3）安装设计好的电路，调整电路，测试参数使其达到设计要求。

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五、思考题

1 为什么要求输入为零时，输入端一定要接地？

2 双端输入时，为什么不能用毫伏表直接跨接在两个输出端直接测出双端输出电压？ 3 为什么差动放大器既可以加交流信号，也可以加直流信号进行测试？

实验六 集成运算放大器应用（一）——加减运算电路设计

一、实验目的

（l）掌握运算放大器构成比例、求和运算电路的结构特点。 （2）掌握集成运算放大器的设计方法。

二、实验原理

运算放大器是具有两个输人端、一个输出端的高增益、高输人阻抗的电压放大器。在它的输出端和输人端之间加上反馈网络，则可实现各种不同的电路功能，如反馈网络为线性电路时，运算放大器的功能有：放大、加、减、微分和积分等；如反馈网络为非线性电路时可实现对数、乘和除等功能；还可组成各种波形形成电路，如正弦波、三角波、脉冲波等波形发生器。在线性应用中，分析电路遵循的原则是：虚短和虚断。

虚短：认为流入运放两个输入端的电流近似为零。 虚断：认为运放两个输入端的电压近似相等（U+≈U。 －）

使用运算放大器时，调节零点和相位补偿是必须注意的两个问题。为了提高集成运算放大器的运算精度，消除因失调电压和失调电流引起的误差，必须采取调零技术，保证运算放大器输人为零时，输出也为零。一般运算放大器具有外接调零端，例如F007或μA741，它的调零电路如图6－1所示。

图6－1 μA741调零电路

1 反相比例放大器

电路如图6－2所示，当开环增益为∞（大于104以上）时，反相比例放大器的闭环电压增益为：

Auf?uoR??F uiR1由上式可知，选用不同的电阻比值

RF，Auf可以大R1于l，也可以小于1，若取RF＝R1，则放大器的输出电压等于输入电压的负值，也称为反相跟随器。

图6－2 反相比例放大器

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2 同相比例放大器 …… 此处隐藏：1309字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……