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1、模电实验五 差动放大器实验五 差动放大器 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 二、实验原理 图51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，构成典型的差动放大器。调零电位器RP用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui0时，双端输出电压UO0。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。 图51 差动放大器实验电路 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
2、管恒流26 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 典型电路 IEUEE-UBERE1 IC1=IC2=IE 2恒流源电路 R2(UCC+UEE)-UBER1+R2 IC3IE3RE31IC1=IC1=IC3 2 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，RP在中心位置时， UORC Ad=-1UiRB+rbe+(1+)RP2单端输出 Ad1=UC11=Ad Ui2UC21=-Ad Ui2 Ad2= 当输入共模信号时，
3、若为单端输出，则有 UC1-RCRAC1=AC2=-CUiR+r+(1+)(1R+2R)2REBbePE227 若为双端输出，在理想情况下 AC=UO=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=AdA 或CMRR=20Logd(dB) AcAc 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f1KHZ的正弦信号作为输入信号。 三、实验设备与器件 1、12V直流电源 2、函数信号发生器 3、双踪示波
4、器 4、交流毫伏表 5、直流电压表 6、模电实验箱 四、实验内容 1、典型差动放大器性能测试 按图5-1连接实验电路，开关K拨向左边构成典型差动放大器。 1) 测量静态工作点 调节放大器零点 信号源不接入。将放大器输入端A、B与地短接，接通12V直流电源，用直流电压表测量输出电压UO，调节调零电位器RP，使UO0。 调节要仔细，力求准确。 测量静态工作点 零点调好以后，用直流电压表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端28 电压URE，记入表51。 表5-1 UC1(V) UB1(V) IC(mA) UE1(V) UC2(V) IB(mA) UB2(V) UE2(V) URE(V) UC
5、E(V) 测量值 计算值 2) 测量差模电压放大倍数 断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大器输入A端，地端接放大器输入B端构成单端输入方式，调节输入信号为频率f1KHz的正弦信号，并使输出旋钮旋至零， 用示波器监视输出端。 接通12V直流电源，逐渐增大输入电压Ui，在输出波形无失真的情况下，用交流毫伏表测 Ui，UC1，UC2，记入表52中，并观察ui，uC1，uC2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。 3) 测量共模电压放大倍数 将放大器A、B短接，信号源接A端与地之间，构成共模输入方式， 调节输入信号f=1kHz，Ui=1V，在输出电压无失真的情况下，测量UC1， UC2
6、之值记入表52，并观察ui， uC1， uC2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。 表5-2 典型差动放大电路 单端输入 100mV 共模输入 1V 具有恒流源差动放大电路 单端输入 100mV 共模输入 1V Ui 29 UC1(V) UC2(V) Ad1=UC1 UiU0 UiUC1 UiU0 Ui / / Ad= / / AC1=/ / AC=/ / CMRR = Ad1 AC12、具有恒流源的差动放大电路性能测试 将图51电路中开关K拨向右边，构成具有恒流源的差动放大电路。重复内容12)、13)的要求，记入表52。 五、实验总结 1、 整理实验数据，列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。 1) 静态工作点和差模电压放大倍数。 2) 典型差动放大电路单端输出时的CMRR实测值与理论值比较 3) 典型差动放大电路单端输出时CMRR的实测值与具有恒流源的差动放大器CMRR实测值比较。 2、 比较ui，uC1和uC2之间的相位关系。 3、 根据实验结果，总结电阻RE和恒流源的作用。 30
