差分放大器

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单管放大电路的特性
子模块15 差分放大器的组成及工作原理
一、直流放大电路
1.阻容耦合与直接耦合放大电路如图(a),交流信号经过耦合电容加在晶体管的基极,经过放大后经输出耦合电容传送给下一级。
优点:电容起到隔直流通交流的作用,前后极工作相互独立,互不影响。
缺点:由于电容器容抗的存在。放大器对直流信号和变化极其缓慢的电信号不能放大。
荧光发射光谱解决办法:为此取消,得到如图(b)所示的直接耦合放大器——直流放大器。
a
                                b
2.直流放大器与交流放大器相比不足之处:
1)级间存在直流量的相互影响。
2)零点漂移,是直接耦合最突出的问题。
3.零点漂移现象
将放大器的输入端对地短路,输出端接入一个电压表。理论上,电表的指针应该停,保留某个数值不变,并以此值为放大器的输出端的静态起始值。实际上,指针可能偏离起始值,忽大忽小,忽快忽慢的不规则摆动,如图所示。
零漂:直流放大器输入为零时,输出电压不为起始值的现象称为零点漂移。
导致零漂的主要原因:温度。放大器级数越多,零漂越严重。
解决办法:使用差分电路。
二、差分放大器
1.电路构成
由个特性相同的基本放大电路组合而成。输入信号分压为,分别加到两管基极;输出信号是两管集电极电压之差,即
这样的形式称为双端输入、双端输出连接。其他连接方式如图所示。
2.抑制零漂的原理
V1V2两管对称,在没有加入输入信号时
当温度变化时,根据对称原则,两管作相同变化,输出信号电压也相等,所以
可见,两管的零漂正好在输出端得到抵消,从而有效的抑制了零漂。
3.电压放大倍数
1)差模放大倍数
如图所示,因,输入信号被分成大小相等,极性相反的两个信号,,分别输入两管基极。此种方式称为差模输入。
两个大小相等,极性相反的信号称为差模信号。
的推导:
当放大器以差模方式工作时,,设两基本放大器的放大倍数为 = 。整个差分放大倍数为
所以,差分放大器的差模放大倍数等于电路的单管放大电路的放大倍数。
结论:零点漂移是以牺牲一个单管放大电路的电压放大倍数而得到抑制的。
2)共模放大倍数
如果差分放大电路中的两个输入信号大小和极性相同,则称为共模信号,这种输入方式为共模输入。总的输出为
由此可见,一个完全对称的差分放大器其共模放大倍数为零。
实际上,差分放大器不可能完全对称,共模放大倍数也并不为零,单通常较小。
从上面分析可知,输入信号有差别,输出信号才不为零。所以称差分放大器。
4.共模抑制比
衡量差分放大器抑制零漂的能力用共模抑制比来表示,其定义为
砂轮粒度
此比值越大,表明性能越好,一般为60 80 dB,较高的为120 dB。注意对于电压放大倍数A,其分贝值(dB= 20 lg A
5.实用电路
图示为一种更实用的差分放大器,它是在差模放大器的基础上加一个调零电位器、一个共发射极电阻章开沅、一个辅助电源。具有进一步抑制零漂的能力。
——调节电路的对称性。当= 0时,不一定为零,调节使= 0一般取值几百至1 k
——引入共模负反馈,但对差模信号无影响。
由于受温度影响而产生的共模信号:
而对差模信号,若增加,则减小,因而流过的总电流不变。因此,对差模信号没有反馈作用。
越大,共模反馈越强,零漂越小。但的引入,使下降,故用一个对地为负的电源来补偿上的直流压降。
6.差分放大器的一个应用实例
美国影院击案如图所示
东海县海陵路小学
对地而言,,,若要测出电位差,可以采用两种方法。
1)分别测量,然后将所测结果相减,这种方法是很不准确的。因为对于一个量程为10 V的电压表,要测出1 mV的电压很难。
2)直接测量。问题,困难是必须排除地线影响,要测量1 mV的电压差,可能出现的干扰信号(交流杂波)要比1 mV高很多。
利用差分放大器,可以在很大程度上对于这种干扰进行抑制。
方法:将差分放大器一个输入端接A点,另一个接B点。这样,干扰信号就是以同相的方式(即同极性)从输入端输入的。因此,在输出端几乎没有与之相应的输出信号,注意,1 mV的差分信号得到了相应放大。
1.直流放大器的缺点:零点漂移。差分放大器可有效的抑制零漂。
2.差分放大器的四种连接方式:单端输入单端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出、双端输入双端输出。
现代汉语频率词典
3.差分放大器的共模抑制比越大,其抑制零漂的能力越强。
4.直流放大器和差分放大器是集成运算放大器中最基本的电路。
养成教育
引导学生分析
结合实际介绍
画图
在原图基础上修改
引导学生推导出公式
略讲

本文发布于:2023-08-14 18:31:09,感谢您对本站的认可!

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