差动放大器的原理及四种连接方法_下_
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差动放大电路工作原理差动放大电路是一种常见的电路,它常常被用于放大微小信号。
本文将介绍差动放大电路的工作原理、应用场景以及常见问题解决方法。
一、差动放大电路的工作原理差动放大电路由两个输入端和一个输出端组成。
当两个输入端的电压不同时,输出端就会输出一个差分电压。
差分电压的大小与两个输入端的电压差有关,电压差越大,则差分电压也越大。
差动放大电路的主要作用是将微小信号放大到可以被其他电路处理的程度。
差动放大电路通常由两个晶体管组成。
其中,一个晶体管的发射极连接到一个恒流源,另一个晶体管的发射极连接到另一个恒流源。
两个晶体管的集电极通过一个电阻连接在一起,形成一个共射放大电路。
两个输入端的信号分别连接到两个晶体管的基极上,输出端连接到两个晶体管的集电极上。
差动放大电路的工作原理可以用以下公式表示:Vout = (V1-V2) * (Rc / Re)其中,V1和V2分别是两个输入端的电压,Vout是输出端的电压,Rc是两个晶体管的集电极电阻,Re是两个晶体管的发射极电阻。
二、差动放大电路的应用场景差动放大电路广泛应用于音频放大器、电视机、电脑等电子产品中。
它可以将微弱的音频信号放大到可以被扬声器播放的程度。
此外,差动放大电路还可以用于测量仪器中,例如电压表、电流表等。
三、差动放大电路的常见问题解决方法1. 电路失真:差动放大电路有时会出现电路失真的情况,这可能是由于电容电压过高或者晶体管的工作状态不稳定造成的。
要解决这个问题,可以适当减小电容电压或者更换晶体管。
2. 电源噪声:电源噪声对差动放大电路的影响非常大,会导致输出信号的失真。
为了解决这个问题,可以采用滤波器来滤除电源噪声。
3. 温度漂移:温度漂移是指电路在不同温度下输出信号的变化。
要解决这个问题,可以采用温度补偿电路来进行调整。
总之,差动放大电路是一种常见的电路,它可以将微弱的信号放大到可以被其他电路处理的程度。
通过了解差动放大电路的工作原理和应用场景,我们可以更好地理解它的作用和意义。
差动放大器输出电流计算公式概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文将重点介绍差动放大器输出电流计算公式及其解释说明。
差动放大器是一种常用的电路结构,具有极高的增益和抗干扰能力,在现代电子技术领域得到广泛应用。
输出电流是差动放大器性能的关键指标之一,准确计算输出电流对于电路设计和优化至关重要。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分。
首先是引言,介绍论文的背景和目的。
接下来是差动放大器概述部分,包括差动放大器原理、应用领域和结构介绍。
然后我们将重点探讨差动放大器输出电流计算公式,介绍三种常用的计算方法。
在第四部分中,我们将分析输出电流计算公式的影响因素,如输入信号幅度、偏置电流和温度变化等。
最后,在结论部分总结主要观点和结果,并展望差动放大器输出电流计算公式的应用前景。
1.3 目的本文旨在提供一个清晰易懂的概述文章,帮助读者了解差动放大器输出电流计算公式及其相关概念。
通过阅读本文,读者将能够掌握三种常用的输出电流计算方法,并了解这些公式受到的影响因素。
同时,本文将为读者展示差动放大器输出电流计算公式的应用前景,为他们在实际工程中正确使用和优化差动放大器提供指导。
2. 差动放大器概述:2.1 差动放大器原理:差动放大器是一种特殊的电路,它利用两个输入信号的差异来放大信号。
其基本原理是将输入信号分别连接到差分放大器的两个输入端,并通过适当的电路配置来使其中一个输入与地相连,而另一个输入则与待放大信号相连。
这种布局使得差动放大器能够抵消共模噪声。
在有差异信号和共模噪声时,差分放大器会增加差异信号并减少共模噪声。
2.2 差动放大器应用领域:由于其出色的性能和广泛的应用领域,差动放大器在许多电子设备中被广泛使用。
其中包括音频处理、通讯系统、测量仪表、传感器接口等。
其独特的功能使得差动放大器适用于需要高增益和抑制干扰的应用。
2.3 差动放大器结构:一般情况下,差动放大器由两个晶体管或运算放大器组成。
每个晶体管或运算放大器均具有一个非反转输入端和一个反转输入端。
电子报/2011年/5月/22日/第010版电子职校差动放大器的原理及四种连接方法(下)江苏顾振远(接上期)3.晶体管恒流源电路用差动放大器抑制零点漂移的方法就是“加入”Re,如上所述Re愈大,克服零点漂移的效果愈好,但Re愈大,需要的电源Ee愈高。
我们一方面希望Re大,一方面又希望Ee低一些。
在这种情况下,可使用晶体管来代替Re,这种电路称为晶体管恒流源差动放大电路,如图3所示。
图3中R1和R2是分压电阻,为T3提供正向偏置,以固定基极电位Ub3。
当温度升高使Ic1、Ic2增加时,Re3两端的电压也要增加,但由于Ub3为固定值,Ube3就要下降,Ib3随之减小,因此抑制了Ic3的上升,保持了Ic3的不变。
则Ic1、Ic2就不能增加,从而使管子的输出uol和u02几乎不变。
4.共模反馈型如果一级差动放大倍数不够,就得采用多级进行放大,图4是一个高放大倍数放大器的前两级,为了提高共模抑制比和减小输出的漂移,引进了共模反馈。
当输入端有共模信号时(输入端的漂移或外界共模干扰),Ic1、Ic2将同时变化。
如果Ic1、Ic2都减小了,则第二级T4、T5管的Ie将增大,Ub3随之升高。
如果用Ub3控制T3的基极,则Ic3将增加一些,从而Ic1、Id2回升,使Ic1、Ic2的变化趋势被削弱,这样每个管子输出电压的漂移也就小了。
以上各种方法,在良好工艺措施保证下,差动电路的零点漂移可以作到10μV/℃以下。
5.差动电路四种连接方法的比较先将差动电路几种接法的主要性能列成附表。
从附表上可以看出一些规律:(1)凡是双端输出,放大倍数基本上和单管一样。
单端输出时放大倍数为单管一半。
(2)输出电阻在双端输出时为2RC,单端输出时为RC。
(3)输入电阻无论在双端输入还是单端输入时,均为2(Rbl+rbe)。
(完)附表。
精密仪用放大器INA114原理及应用摘要:第一章引言INA114是美国BURR—BROWN公司推出的精密仪用放大器,具有成本低、精度高通用性强等优点,三运放结构设计,减小了尺寸,拓宽了应用范围。
利用一个外部电阻器就可在1—10000范围内进行增益调节,内部输入防护可承受高达±40V的共模电压而不会损坏。
INA114具有低失调电压(50μV)、低漂移μV/︒C)和高共模抑制比(当G = 1000时为115dB )。
能在±低电源情况下工作,也可用5V单电源工作。
静态工作电流最大3mA。
第二章INA114结构原理及特点一、特性1.低失调电压: 最大50μV2.低漂移: 最大μV/︒C3.低输入偏流: 最大2nA4.高共模抑制:最小115dB5.输入过压保护:±40V6.宽电源范围: ±2.25 —±18V7.低静态电流: 最大3mA二、应用1.电桥放大器2.热电偶放大器3.RTD感测放大器4.医用放大器5.数据采集三、结构原理图INA114结构原理图如图1所示:图1 结构原理图1. V IN-(脚2):信号反向输入端。
该端与信号同相输入端(脚3)构成差分输入。
2. V IN+(脚3):信号同向输入端。
3.增益调整(脚1、8):该端接外接增益调整电阻器R G。
4. V O(脚6):放大器输出端。
5. Ref(脚5):参考电压输入端,通常接地。
为确保良好的共模抑制,连接必须是低阻抗的,如果一个5 的电阻串接在此脚,将引起共模抑制比典型值下降到80dB(G=1)。
三、工作原理分析1.三运放仪用放大器电路结构仪用放大器的三运放结构,是在差动运放的基础上发展起来的一种比较完善的结构形式,如图2所示,其中,A1、A2为同相放大器,A3为差动放大器,三个运放都具有高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低噪声等特性,且A1、A2性能完全匹配。
图2 三运放仪用放大器电路结构2.工作原理分析(1)当Ui1单独作用,即Ui2 = 0时:Ui2 = 0, UN = 0(2)当U i2单独作用(Ui1= 0)时:Ui1 = 0, UM = 0(3)当Ui1、Ui2同时作用时:当满足电阻匹配条件,即 R5 = R4 , R7 = R6 , R3 = R2时,输出电压为:选择R2~R6=R ,则增益为:因此,INA114的增益为: GR k G Ω+=501 i1121o1U R R R U +='i113o2U R R U -='i2121o2U R R R U +=''i212o1U R R U -=''o1o1o1U U U '''=+122i1i211R R RU U R R +=-o2o2o2U U U '''=+133i2i111R R RU U R R +=-6o o2o14()R U U U R =-6123i2i114()()R R R R U U R R ++=-121)(413216R RR R R R R R G +=++=其中,R是外接电阻器,50k 是内部两个反馈电阻值的和。
差动放大器的工作原理
差动放大器是一种基本的放大电路,通过将两个输入信号取差值来实现放大功能。
差动放大器通常由两个输入端,一个共模输入端和一个输出端组成。
差动放大器的基本工作原理如下:
1. 输入信号:将两个输入信号分别连接到差动放大器的两个输入端,分别称为正相输入和负相输入。
这两个输入信号可以是不同的信号源,也可以是同一个信号的不同相位。
2. 差模和共模信号:差动放大器将输入的两个信号进行差分运算,产生的差分信号称为差模信号。
同时,差动放大器还将两个输入信号的平均值称为共模信号。
3. 差分放大:差动放大器通过差模信号进行放大,并将放大后的信号发送到输出端。
差动放大器的放大倍数由电路的设计决定,可以通过选择合适的电阻和晶体管来调整。
4. 共模抑制:差动放大器的一个重要特点是它能够抑制共模信号。
共模信号通常是来自于干扰源或者信号源的共同部分,如电源噪声或环境干扰。
差动放大器的电路设计能够选择性地放大差模信号,而对共模信号进行抑制,从而提高信号的质量和可靠性。
5. 输出信号:放大后的差模信号通过输出端口输出,可以连接到其他电路或设备进行进一步处理。
差动放大器的工作原理是基于差分放大和共模抑制的原理。
差动放大器将输入信号进行差分运算,并通过设定的放大倍数放大差模信号,同时抑制共模信号。
这个特性使得差动放大器在许多应用中非常有用,如抑制噪声、增强信号质量和差分传输等。
模拟电路课程设计报告题目:差分放大器设计专业年级:2012级通信工程组员:20121342104 王开鹏20121342105 王娜20121342107 王象指导教师:方振国2014年11月27日差分放大器设计一、实验内容设计一具有恒流源的单端输入一双端输出差动放大器。
VCC =12V,VEE=-12V,R L =20kΩ,Uid=20Mv。
性能指标要求R id>25kΩ,A vd≥25,K CMR>60Db。
二、实验原理图3.3.31、恒流源差分放大器在生产实践中,常需要对一些变化缓慢的信号进行放大,此时就不能用阻容耦合放大电路了。
为此,若要传送直流信号,就必须采用直接耦合。
差分式直流放大电路是一种特殊的直接耦合放大电路,要求电路两边的元器件完全对称,即两管型号相同、特性相同、各对应电阻值相等。
为了改善差分式直流放大电路的零点漂移,利用了负反馈能稳定工作点的原理,在两管公共发时极回路接入了稳流电阻R E和负电源V EE,R E愈大,稳定性愈好。
但由于负电源不可能用得很低,因而限制了R E阻值的增大。
为了解决这一矛盾,实际应用中常用晶体管恒流源来代替R E,形成了具有恒流源的差分放大器,电路如图3.3.3所示。
具有恒流源的差分放大器,应用十分广泛。
特别是在模拟集成电路中,常被用作输入级或中间放大级。
图3.3.3中,V1、V2称为差分对管,常采用双三极管,如5G921、BG319或FHIB等,它与信号源内阻R b1、R b2、集电极电阻R Cl、R C2及电位器RP共同组成差动放大器的基本电路。
V3、V4和电阻R e3、R e4、R共同组成恒流源电路,为差分对管的射极提供恒定电流I o。
电路中R1、R2是取值一致而且比较小的电阻,其作用是使在连接不同输入方式时加到电路两边的信号能达到大小相等、极性相反,或大小相等、极性相同,以满足差模信号输入或共模信号输入时的需要。
晶体管V1与V2、V3与V4是分别做在同一块衬底上的两个管子,电路参数应完全对称,调节RP 可调整电路的对称性。
差动放大电路的四种接法
差动放大电路有两个输入端和两个输出端,因此信号的输入、输出方式有四种情况。
(1)双端输入、双端输出
它的电路的接法如图(1)所示:
差模电压的放大倍数为:
共模电压的放大倍数为:
共模抑制比为:CMRR→∞(2)双端输入、单端输出
它的电路接法如图(2)所示:
差模电压的放大倍数为:
共模电压的放大倍数为:
共模抑制比为:
(3)单端输入、双端输出
它的电路接法如图(3)所示:这种放大电路忽略共模信号的放大作用时,它就等效为双端输入的情况。
双端输入的结论均适用单端输入、双端输出。
(4)单端输入、双端输出
它的电路的接法如图(4)所示:它等效于双端输入、单端输出。
这种接法的特点是:它比单管基本放大电路的抑制零漂的能力强,还可根据不同的输出端,得到同相或反相关系。
一、实验目的1. 理解差动放大电路的工作原理及特点。
2. 掌握差动放大电路的性能指标测试方法。
3. 分析差动放大电路在抑制共模信号和放大差模信号方面的作用。
4. 通过实验验证理论分析的正确性。
二、实验原理差动放大电路由两个结构相同、参数对称的放大电路组成,分别称为同相输入端和反相输入端。
当输入信号同时作用于两个输入端时,电路能够有效抑制共模信号,放大差模信号。
三、实验器材1. 模拟电路实验箱2. 实验线路板3. 万用电表4. 信号发生器5. 示波器6. 线路连接线四、实验步骤1. 搭建电路:根据实验原理图,在实验线路板上搭建差动放大电路。
2. 静态测试:使用万用电表测量电路的静态工作点,确保电路正常工作。
3. 差模信号测试:向电路输入差模信号,使用示波器观察输出波形,并记录数据。
4. 共模信号测试:向电路输入共模信号,使用示波器观察输出波形,并记录数据。
5. 性能指标测试:根据测试数据,计算差模电压放大倍数、共模电压放大倍数、共模抑制比等性能指标。
五、实验结果与分析1. 静态测试结果:电路静态工作点稳定,符合设计要求。
2. 差模信号测试结果:输入差模信号时,输出波形清晰,差模电压放大倍数符合理论计算值。
3. 共模信号测试结果:输入共模信号时,输出波形基本消失,说明电路对共模信号抑制效果良好。
4. 性能指标测试结果:差模电压放大倍数、共模电压放大倍数、共模抑制比等性能指标均达到预期目标。
六、实验结论1. 差动放大电路能够有效抑制共模信号,放大差模信号,具有较好的线性度和稳定性。
2. 通过实验验证了理论分析的正确性,加深了对差动放大电路的理解。
3. 实验过程中,掌握了差动放大电路的搭建、测试和性能指标计算方法。
七、实验注意事项1. 实验过程中,注意电路的连接和调整,确保电路正常工作。
2. 测试数据要准确记录,以便后续分析。
3. 注意安全,避免触电等事故发生。
八、实验拓展1. 研究不同类型的差动放大电路,如具有恒流源的差动放大电路、差分放大电路的频率响应等。
差动放大电路_实验报告差动放大电路是一种常用的电子电路,用于放大信号并提高音频、视频和其他信号的传输质量。
本实验旨在通过搭建差动放大电路并进行测试,深入了解差动放大电路的原理和性能。
本实验报告将分为引言、实验目的、实验原理、实验装置与实验步骤、实验结果与分析、实验总结等几个部分进行说明。
引言:差动放大电路是一种基础电子电路,广泛应用于音频放大器、功率放大器等领域。
差动放大电路的特点是具有较高的共模抑制比,能够避免共模噪声对信号传输的干扰。
本次实验将通过搭建差动放大电路并进行测试,从而深入了解差动放大电路的工作原理和性能。
实验目的:1.了解差动放大电路的原理和特点。
2.掌握差动放大电路的搭建和测试方法。
3.测试差动放大电路的性能指标,如放大倍数、共模抑制比等。
4.分析差动放大电路的工作原理和性能。
实验原理:差动放大电路由差动放大器、电源、输入和输出端口等组成。
差动放大器是由两个放大器的输出端连接在一起,并以共源极管引入共模信号的。
在正常工作状态下,差动放大电路对差模信号有很高的增益放大作用,对共模信号有较低的放大作用。
实验装置与实验步骤:实验装置包括信号源、CATV信号发生器、示波器和电源等。
实验步骤如下:1.将差动放大电路搭建在面包板上,按照电路图连接好电源、输入和输出端口。
2.设置信号源为正弦波信号,通过输入端口输入信号。
3.设置示波器连接输出端口,观察输出信号波形。
4.调节信号源的频率和幅度,观察输出信号的变化。
5.测量和记录不同频率下的输出电压和输入电压,计算差动放大电路的放大倍数。
6.测量和记录共模输入电压和差模输入电压,计算差动放大电路的共模抑制比。
实验结果与分析:通过实验测量和计算,得到差动放大电路在不同频率下的放大倍数和共模抑制比的数据。
通过分析数据,可以得出差动放大电路在不同频率下的放大性能和抑制噪声的能力。
同时,可以对差动放大电路的工作原理进行进一步的探究。
实验总结:本实验通过搭建差动放大电路并进行测试,深入了解差动放大电路的原理和性能。
差分放大电路原理差分放大电路是一种常见的电子电路,它可以用来放大微小的差分信号,并且抑制共模信号。
在很多应用中,差分放大电路都扮演着重要的角色,比如在通信系统、传感器接口、音频处理等领域。
本文将介绍差分放大电路的原理及其工作方式。
差分放大电路通常由两个输入端和一个输出端组成。
输入端分别接收两个不同的信号,输出端则输出这两个信号的差值经放大后的结果。
差分放大电路的核心是差动放大器,它可以有效地放大差分信号,并且抑制共模信号。
这种设计可以提高信号的抗干扰能力,对于抑制噪声和提高信噪比非常有帮助。
差分放大电路的原理基于差动放大器的工作方式。
差动放大器由两个共模输入和一个差分输入组成,输出则是两个输入信号的差值经放大后的结果。
在差动放大器中,共模输入信号会被抑制,而差分输入信号则会被放大。
这样,差分放大电路就可以实现对差分信号的放大,同时抑制共模信号的作用。
差分放大电路的工作原理非常简单,但是在实际应用中有着广泛的用途。
比如在传感器接口中,差分放大电路可以放大传感器输出的微小差分信号,提高信号的可靠性和精度。
在音频处理中,差分放大电路可以提高音频信号的动态范围和信噪比,提供更清晰和真实的音频效果。
在通信系统中,差分放大电路可以有效地抑制干扰信号,提高通信质量和稳定性。
总之,差分放大电路是一种非常重要的电子电路,它可以实现对差分信号的放大和抑制共模信号的作用。
在实际应用中,差分放大电路有着广泛的用途,可以提高系统的性能和可靠性。
因此,对差分放大电路的原理和工作方式有着深入的了解,对于电子工程师来说是非常重要的。
希望本文对大家对差分放大电路有所帮助。
差分放大器是一种常见的放大器类型,其基本原理是接收两个输入信号,并放大它们之间的差值。
这种放大器的主要优点是可以抑制共模信号,即同时作用于两个输入端的信号,从而提高信号的质量和准确性。
差分放大器的基本组成部分包括两个输入晶体管,它们的集电极分别连接到负载电阻上,而发射极则连接到公共电源上。
两个输入晶体管的基极分别接收两个输入信号。
当两个输入信号的电压差改变时,两个晶体管的电流差也会改变,从而改变负载电阻上的电压,实现信号的放大。
差分放大器的主要参数包括共模抑制比(CMRR)和差模增益(Ad)。
共模抑制比表示差分放大器抑制共模信号的能力,通常用共模信号与差模信号之比来表示。
差模增益表示差分放大器对差模信号的放大能力,通常用差模信号的输出电压与输入电压之比来表示。
差分放大器广泛应用于各种电子设备中,如运算放大器、数据转换器和通信系统等。
它们的主要优点是能够抑制共模信号,提高信号的质量和准确性。
然而,差分放大器的设计和实现也具有一定的挑战性,需要考虑诸如失调电压、温度漂移和电源抑制比等因素。
电子报/2011年/5月/22日/第010版
电子职校
差动放大器的原理及四种连接方法(下)
江苏顾振远
(接上期)
3.晶体管恒流源电路
用差动放大器抑制零点漂移的方法就是“加入”Re,如上所述Re愈大,克服零点漂移的效果愈好,但Re愈大,需要的电源Ee愈高。
我们一方面希望Re大,一方面又希望Ee低一些。
在这种情况下,可使用晶体管来代替Re,这种电路称为晶体管恒流源差动放大电路,如图3所示。
图3中R1和R2是分压电阻,为T3提供正向偏置,以固定基极电位Ub3。
当温度升高使Ic1、Ic2增加时,Re3两端的电压也要增加,但由于Ub3为固定值,Ube3就要下降,Ib3随之减小,因此抑制了Ic3的上升,保持了Ic3的不变。
则Ic1、Ic2就不能增加,从而使管子的输出uol和u02几乎不变。
4.共模反馈型
如果一级差动放大倍数不够,就得采用多级进行放大,图4是一个高放大倍数放大器的前两级,为了提高共模抑制比和减小输出的漂移,引进了共模反馈。
当输入端有共模信号时(输入端的漂移或外界共模干扰),Ic1、Ic2将同时变化。
如果Ic1、Ic2都减小了,则第二级T4、T5管的Ie将增大,Ub3随之升高。
如果用Ub3控制T3的基极,则Ic3将增加一些,从而Ic1、Id2回升,使Ic1、Ic2的变化趋势被削弱,这样每个管子输出电压的漂移也就小了。
以上各种方法,在良好工艺措施保证下,差动电路的零点漂移可以作到10μV/℃以下。
5.差动电路四种连接方法的比较
先将差动电路几种接法的主要性能列成附表。
从附表上可以看出一些规律:
(1)凡是双端输出,放大倍数基本上和单管一样。
单端输出时放大倍数为单管一半。
(2)输出电阻在双端输出时为2RC,单端输出时为RC。
(3)输入电阻无论在双端输入还是单端输入时,均为2(Rbl+rbe)。
(完)
附表。