差動放大電路
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>1、加深對差動放大電路工作原理及特點(diǎn)的理解,了解零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的原因與抑制零漂的方式。
2、學(xué)習(xí)差動放大電路的測試方法。
實(shí)驗(yàn)原理簡述
差動放大電路在直流放大中零點(diǎn)漂移很小,它常用作多級直流放大電路的前置級,用以放大微弱的直流信號或交流信號。
1、電路特點(diǎn):
圖9-1差動放大電路
圖9-1為典型的差動放大電路。放大電路兩邊對稱,兩晶體管型號、特性一致,各對應(yīng)電阻阻值相同,RE為公共的發(fā)射極電阻,Rp為調(diào)零電位器,因電路兩邊實(shí)際組成時不可能完全對稱,因此靜態(tài)時可能兩端直流電壓不為零,調(diào)RE可使放大電路在輸入為零時輸出電壓也為零。
2、電壓放大倍數(shù):
對于差動放大電路來說,兩個輸入端輸入極性相反、幅值相同的輸入信號為差模信號,也就是要放大的有用的信號,同時輸入一對同極性、同幅值的輸入信號為共模信號,如零點(diǎn)漂移、工頻電源干擾就是這種信號。
1)對于差模信號,圖9-1的單管交流電路及其等效電路如圖9-2所示。而極性相反的兩組電壓輸入到差動放大管兩側(cè),令每側(cè)的放大倍數(shù)為A1,則:
即:這種兩管差動式放大電路和基本單管電路的放大倍數(shù)相同。對于單端輸出的放大倍數(shù)
將是單管交流放大電路的一半。
a 單管交流電路 b 單管等效電路
圖9-2差模輸入時差動放大電路工作狀態(tài)
2)對于共模信號,圖9-1的單管交流電路及其等效電路,如圖9-3
可見差動放大電路電壓放大倍數(shù)與對應(yīng)的單管電路的電壓放大倍數(shù)相同,共模反饋電路RE僅對共模信號起負(fù)反饋?zhàn)饔茫≧E與AC成反比),對差模信號不產(chǎn)生影響(Ad與RE無關(guān))。
實(shí)驗(yàn)器材
1、雙路可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 (0-30V) 一臺
2、函數(shù)信號發(fā)生器 臺
3、交流毫伏表 一臺
4、萬用表 一只
5、直流信號源裝置 一個
6、實(shí)驗(yàn)板 一塊
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
本實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖9-4所示:
1、對照實(shí)驗(yàn)電路原理圖,待檢查實(shí)驗(yàn)板無誤后接上電源,調(diào)穩(wěn)壓電源使UCC =12V,UEE= -9V。
2、測量靜態(tài)工作點(diǎn):
將輸入端短路并接地,調(diào)節(jié)Rp使Uo=0V,分別測兩管對地電位記錄于表9-1中。
表 9-1
對地電位 |
UC1 |
UC2 |
UE1 |
UBE1 |
UE2 |
UBE2 |
UB1 (計(jì)算) |
UB2 (計(jì)算) |
備注 |
測量值 |
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UB=UE +UBE |
3、測量差模電路電壓放大倍數(shù)(做法要求見實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格)。
1)在輸入端分別加入直流差模信號Uid=±0.2V(由直流低電壓與電位器組成直流小信號電源),測量單端電壓Uod1、Uod2 及雙端輸出電壓Uod 。計(jì)算其電壓放大倍數(shù)Ad1、Ad2及Ad。
2)輸入低頻小信號電壓(正弦交流)Ui=0.3V,f=100Hz,分別測量單端及雙端輸出電壓。
4、測量共模電壓放大倍數(shù)
將輸入端短接為一端,與地之間加入+0.1V直流為共模信號Uic,測量單端輸出電壓Uoc1、Uoc2,及雙端共模電壓Uoc。
5、定性了解溫度變化引起的零漂現(xiàn)象:
首先調(diào)零,接線及方法同測量靜態(tài)工作點(diǎn)時調(diào)零相同,然后手持已加熱的電烙鐵置于兩管等距的空間同時加熱(時間不宜太長)觀察單端及雙端輸出電壓變化情況。
思考題
1、在調(diào)節(jié)電路平衡過程中,若把P點(diǎn)向T2側(cè)滑動時,兩管集電極電位如何變化?
2、圖9-1中RE的提高受什么限制?如何解決?畫出相應(yīng)的電路圖。
3、Ad1與A1有什么區(qū)別?
作業(yè)
1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并填入表格,計(jì)算有關(guān)量。
2、由電路估算靜態(tài)工作點(diǎn)及差模電壓放大倍數(shù)并與實(shí)測值相比較。
3、總結(jié)差動放大電路的特點(diǎn)。
注:Ad為雙端輸出電壓放大倍數(shù);Ad1 、Ad2 為單端輸出電壓放大倍數(shù)。
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