实验八_差分放大器实验报告

差分放大电路实验报告姓名：黄宝玲班级：计科1403学号：201408010320实验摘要（关键信息）实验目的：由于差分放大器是运算放大器的输入级，清楚差分放大电路的工作原理，有助于理解运放的工作原理和方式。通过实验弄清差分放大器的工作方式和参数指标。这些概念有：差模输入和共模输入；差模电压增益Avd和共模电压增益Avc；共模抑制比Kcmr。实验内容与规划：1、选用实验箱上差分放大电路；输入信号为Vs=300mV，f=3KHz正弦波。2、发射极先接有源负载，利用调零电位器使得输出端电压Vo=0。（Vo=Vc1-Vc2）3、在双端输入和单端输入差模信号情况下，分别测量双端输出的输入输出波形，计算各自的差模放大倍数Avd。4、在双端输入共模信号情况下，分别测量双端输出的输入输出波形，计算双端输出共模放大倍数Avc。5、计算共模抑制比KcmR。最好作好记录表格，因为要记录的数据较多。电路中两个三极管都为9013。实验环境（仪器用品等）1.仪器：示波器（DPO2012B100MHZ1GS/s）直流电源（IT63020~30V,3Ax2CH/0~5V,3A）台式万用表（UT805A）模拟电路实验箱（LTE-AC-03B）。2、所用功能区：单管、多管、负反馈放大电路。实验原理和实验电路1、实验原理：差分电路是具有这样一种功能的电路。该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。概念梳理：差模和共模是对于差动放大电路的两个输入端而言的。A）差模输入：差动放大电路的两管基极输入的信号幅度相等、极性相反，这样的信号称为差模信号，这样的输入称为差模输入。差模信号Vid：即差模输入的两个输入信号之差。B）共模输入：差动放大电路的两管基极输入的信号幅度相等、极性相同，这样的信号称为共模信号，这样的输入称为共模输入。共模信号Vic：即共模输入的两个输入信号的算数平均值。C）差模电压增益Avd：指差动放大电路对差模输入信号的放大倍数。差模电压增益越大，放大电路的性能越好。=D）共模电压增益Avc：指差动放大电路对共模输入信号的放大倍数。共模电压增益越小，放大电路的性能越好。=E）共模抑制比Kcmr：指差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，它表明差动放大电路对共模信号的抑制能力。=20lg||（dB）=||2、实验电路：SW1SW-SPDTQ1NPNQ2NPNQ3NPNR1510R2510R310kR410kR510kR610kR710kR85.1KR968KR1036KRV1100R9(1)R10(2)ABCDAMFM+-上图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SW1拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器RV1用来调节Q1、Q2管的静态工作点，使得输入信号Ui＝0时，双端输出电压UO＝0。R7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。实验步骤和数据记录1、设置信号发生器信号幅值频率偏移量相位Ch1300mV3KHz0180°Ch2300mV3KHz00°2、调试输出波形直接将信号源输出端接到示波器输入端，若两输出波形没对齐，则用信号发生器的“同相位”功能键对齐。注意输出信号的相位分别为0°和180°得到反相信号。图中1、2输出分别为两输出信号的单端输出Vo1、Vo2，M为输出信号1减去输出信号2的值（用这种方法计算出双端输出Vo的值）。由于ch1和ch2等大反相，因此双端输出V0=2*V1=600mV，波形输出正确。3、调零在电路接入信号前，用电位器测量Vo1、Vo2之间的电压，使Δ=(Vo1-Vo2)=04、测单端差模输入时的双端输出A端接信号ch1，B端接地，测得输出波形如图最大值最小值峰峰值Vod单3.56V-4.04V7.60V5、测双端差模输入时的双端输出A端接信号ch1，B端接ch2，测得输出波形如图最大值最小值峰峰值Vod双7.2V-8.0V15.2V6、测双端共模输入时的双端输出A端接信号ch1，相位为0°；B端接ch2，相位也为0°。测得输出波形如图最大值最小值峰峰值Voc4．0mV-16.0mV20．0mV实验结果计算和分析单端差模输入双端差模输入双端共模输入Vod单Ui单Avd单Vod双Ui双Avd双VocUiAvc7.6V300mV25.3315.2V600mV25.3320mV300mV0.067CMRR=|Avd/Avc|=378.111、由于双端差模输入的两个输入信号大小相等、方向相反，此时Uipp=Ui1ppUi2pp=600mV2、由于双端差模输入的Ui双=2*Ui单，因此Vod双=2*Vod单3、在差分放大器或集成运算放大器的输入级完全对称时（如本次实验电路图），共模增益应趋于零。实验测得为0.067，还是有一些误差，因此得到的共模抑制比也不是特别理想。实验总结1、示波器输入信号线的地极要与实验箱的地极公共，否则它们没有相同的基准，也就没有相同的参考电压，波形会不稳定。2、用示波器测双端输出时，我们用到示波器的运算功能（即M键），本次实验用到减法运算，用输出信号一减输出信号二。当然还可以做加法和乘法运算。3、由于双端差模输入时两输入信号反向，因此Uipp=Ui1pp-Ui2pp=600mV，相位与Ui1pp同相。4、由于实验器材的原因，测得的共模抑制比不算很大，只有378左右，理想的话应该有1千多。