差动放大电路----直流信号

一、实验目的1. 理解直流差动放大电路的工作原理。

2. 掌握直流差动放大电路的组成和特点。

3. 通过实验，验证差动放大电路对差模信号和共模信号的放大能力。

4. 学习使用直流电压表、万用表等仪器测量电路参数。

二、实验原理差动放大电路是一种能够有效抑制共模干扰的放大电路，由两个完全相同的晶体管组成。

它能够分别放大两个输入端输入的差模信号和共模信号，并抑制共模信号的影响。

差动放大电路的原理如下：1. 差模信号放大：当两个输入端分别输入大小相等、极性相反的信号时，差动放大电路能够将这两个信号的差值作为输出信号放大。

2. 共模信号抑制：当两个输入端同时输入大小相等、极性相同的信号时，差动放大电路能够抑制这个共模信号的影响，只输出差模信号。

三、实验仪器与设备1. 直流电源2. 晶体管3. 电阻4. 电容5. 直流电压表6. 万用表7. 信号发生器8. 电路板9. 连接线四、实验步骤1. 搭建电路：根据实验原理图，将电路连接好，包括直流电源、晶体管、电阻、电容等元件。

2. 测量静态工作点：使用直流电压表测量晶体管的集电极电压和发射极电压，确保晶体管工作在合适的工作点。

3. 输入差模信号：使用信号发生器输入一个差模信号，使用直流电压表测量输出电压，分析差模放大倍数。

4. 输入共模信号：使用信号发生器输入一个共模信号，使用直流电压表测量输出电压，分析共模抑制能力。

5. 测量电路参数：使用万用表测量晶体管的参数，如β值、输入阻抗等。

五、实验结果与分析1. 差模信号放大：通过实验，我们得到了差模放大倍数Aud的测量值，并与理论值进行了比较，验证了差动放大电路对差模信号的放大能力。

2. 共模信号抑制：通过实验，我们得到了共模抑制比CMRR的测量值，并与理论值进行了比较，验证了差动放大电路对共模信号的抑制能力。

3. 电路参数测量：通过实验，我们测量了晶体管的参数，如β值、输入阻抗等，并与理论值进行了比较，验证了电路的可靠性。

第4章 差动放大电路在工业控制过程中，如温度、压力这样的物理量，被传感器检测到并转化为微弱的。

变化缓慢的非周期电信号。

而这些信号还需要经过直流放大器放大以后，才能进行进一步的处理或推动二次仪表进行显示。

那么，这里的放大器一般采用直接耦合多级放大器。

直接耦合多级放大器存在零点漂移的问题，克服零点漂移的有效办法，就是在多级放大器的输入级采用差动放大电路。

4.1 典型差动放大电路4.1.1 零点漂移问题1、零点漂移（1）零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象，简称零漂。

（2）零漂产生的原因：晶体管参数()CEO BE I U β、、随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化等。

（其中主要因素是温度对晶体管参数的影响，称为温漂。

）（3）温漂：环境温度每变化1℃，将放大电路输出端出现的漂移电压oU '∆ 折算到输入端，用这个折算到输入端的漂移电压数值表示零漂的大小，用i U '∆表示。

（常常认为，零漂就是温漂。

）放大电路的级数越多，放大倍数越大，则零漂电压逐级放大，就使零漂越严重，有时会将输入信号淹没。

那么，第一级零漂对输出端的总零漂来说，占主要地位。

2、抑制温度漂移的措施：① 在电路中引入直流负反馈。

（如第2章介绍的分压式偏置电路中的E R 就是一个直流负反馈。

）② 采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，构成差动放大电路，至于直接耦合多级放大电路的输入端。

（在直接耦合放大电路中抑制零点漂移最有效的电路结构是差动放大电路。

）4.1.2 典型差动放大电路1、电路结构与静态工作情况 （图4-1为典型的差动放大电路）将两个电路结构、参数均相同的单管放大电路组合在一起，就成为差动放大电路的基本形式。

两管射极均通过电阻E R 与负电源串联之后接地。

（1）差动放大电路的结构特点：① 由两个结构、参数左右对称的共射放大器组成；② 它有两个输入端a 和b ，存在两个输入信号1i u 、2i u ；③ 它有两个输出端，有单端输出（从任意一个集电极输出）、双端输出（从两个集电极之间输出）两种方式； ④ EE U 为负电源，确保1V 、2V 工作在放大状态。

一文解析差动放大器电路原理运算放大器广泛应用于各类型电子产品上面，用来对模拟量信号进行放大或衰减，使信号幅值达到一个合理的区间，供其它电路进行比较或采样。

差动放大器具有一个普通放大器不具备的优点：可对一个或多个不共地的信号进行检测，各个被测信号或放大器皆不受非等电位带来的影响，使各个被信号与放大器之间继续保持着“隔离”特性。

但这个这么好的优点却没有被仪器厂家重视。

目前绝大多数的示波器都无法对两个以上不共地信号进行同时检测，甚至只使用单通道时也无法直接测量非隔离的信号，例如220V市电，或220V整流后的电压，因为探头的地跟交流电地线是通的，一测就是短路。

假如前级采样采用差动放大器电路形式，此问题迎刃而解了。

不过福禄克的示波表倒是支持测量不共地信号，但它是不是用的差动放大电路，我就没去研究过了。

下图是整流器电压的采样电路，根据科技先躯们的经验，当两输入电阻相等，两反馈电阻也相等时（姑且把同相端电阻也称为反馈电阻），电路的放大比例为RF/RI，下图为10/1000，即0.01倍，衰减型电路。

教科书上的公式推导过程我看来看去硬是看不明白，数学没学好是我的硬伤，但我相信公式是正确的，因为我用我自己的理解方式计算过，也实验过，放大比例确实是RF/RI，下面我就分享一下我的推导方法，也是各电压点的计算方法，但是要注意的是，这个计算方法是针对被测信号与放大器不共地的时候用的，在共地的时候计算法又不同，后面我会讲到。

图中，受测电压为540VDC，上正下负。

我们知道，运放工作在放大区时，正反输入端电压是相等的（理想状态下完全一致，实际有少许偏差，偏差值由运放品质决定），即虚短，那受测信号的负载电流可以等效于右图，我们由此计算出受测信号回路电流，540V/2000K=0.27MA，红色箭头为电流方向，OK。

我们还知道，运放还有虚断特性，即正反输入端的电流几乎为0，可以忽略不计，那我们就可以断定，流经两输入电阻的电流与流经两反馈电阻的电流是一样的，即4个电阻的电流都为0.27MA。

差动放大器实验报告实验报告：差动放大器的原理与应用一、实验目的1.了解差动放大器的基本原理；2.学习差动放大器的性能参数评价与测量方法；3.熟悉差动放大器的应用。

二、实验原理1.差动放大器的基本电路为共射器差动放大电路。

它由两个相同的共射放大器和一个共同的负载电阻组成。

两个BJT管分别驱动同一负载电阻，其发射极相互连接。

通过负载电阻可以得到差模和共模信号。

其中，差模信号为两个输入信号之差，而共模信号为两个输入信号之和。

2.差动放大器的性能参数主要包括共模抑制比、增益、输入电阻和输出电阻。

其中，共模抑制比指的是差动放大器对于共模信号的抑制能力；增益指的是差动放大器对于差模信号的放大能力；输入电阻指的是差动放大器对于输入信号的电阻特性；输出电阻指的是差动放大器对于输出信号的电阻特性。

三、实验步骤1.接线：按照电路图将差动放大器电路搭建起来。

2.测量差动放大器的直流工作点：使用万用表测量差动放大器电路的直流电压，包括两个BJT管的发射极电压、基极电压和集电极电压。

3.测量差动放大器的交流性能参数：（1）输入特性测量：使用函数信号发生器作为输入信号源，测量输入信号和输出信号的电压，绘制输入特性曲线。

（2）共模抑制比测量：使用函数信号发生器分别给两个输入端口施加共模信号和差模信号，测量输出信号的电压，计算共模抑制比。

（3）增益测量：使用函数信号发生器分别给两个输入端口施加差模信号，测量输出信号的电压，计算增益。

（4）输入、输出电阻的测量：使用函数信号发生器施加信号，通过分析输入、输出端口的电流和电压变化，测量输入、输出电阻。

四、实验结果与分析1.直流工作点测量结果如下表所示：左端BJT管，发射极电压，基极电压，集电极电压:----------:，:----------:，:--------:，:--------:Q1，1.23V，0.72V，6.68VQ2，1.30V，0.75V，6.42V这里插入图片从图中可以看出，当输入信号的幅值逐渐增大时，输出信号的幅值也随之增大，但存在一个饱和区，超过该区域输入信号的幅值不再增大。

差分放大器的工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII差分放大器的工作原理差分放大器也叫差动放大器是一种将两个输入端电压的差以一固定增益放大的电子放大器，有时简称为“差放”。

差分放大器通常被用作功率放大器（简称“功放”）和发射极耦合逻辑电路 (ECL, Emitter Coupled Logic) 的输入级。

如果Q1 Q2的特性很相似，则V a,V b将同样变化。

例如，V a变化+1V，V b也变化+1V，因为输出电压VOUT=V a-V b=0V,即V a的变化与V b的变化相互抵消。

这就是差动放大器可以作直流信号放大的原因。

若差放的两个输入为，则它的输出V out为：其中Ad是差模增益 (differential-mode gain)，Ac是共模增益 (common-mode gain)。

因此为了提高信/噪比，应提高差动放大倍数，降低共模放大倍数。

二者之比称做共模仰制比（CMRR, common-mode rejection ratio）。

共模放大倍数AC可用下式求出：A c=2R l/2R e通常以差模增益和共模增益的比值共模抑制比 (CMRR, common-mode rejection ratio) 衡量差分放大器消除共模信号的能力：由上式可知，当共模增益Ac→0时，CMRR→∞。

Re越大，Ac就越低，因此共模抑制比也就越大。

因此对于完全对称的差分放大器来说，其Ac = 0，故输出电压可以表示为：所谓共模放大倍数，就是V a，V b输入相同信号时的放大倍数。

如果共模放大倍数为0，则输入噪声对输出没有影响。

要减小共模放大倍数，加大R E就行通常使用内阻大的恒流电路来带替R E差分放大器是普通的单端输入放大器的一种推广，只要将差放的一个输入端接地，即可得到单端输入的放大器。

很多系统在差分放大器的一个输入端输入反馈信号，另一个输入端输入反馈信号，从而实现负反馈。

四种差分放大电路的放大倍数差分放大电路是一种用于放大差分信号的电路，在许多应用中都有广泛的应用，如在通信、音频放大、电路控制等方面。

差分放大电路有很多种类型，每一种类型都有自己的特点和适用范围。

本文将介绍四种典型的差分放大电路及其放大倍数。

一、基本差分放大电路基本差分放大电路是由两个晶体管组成的放大器，其中一个管为PNP型管，另一个为NPN型管，所以它也被称为PNP-NPN对差分放大器。

该电路的输入端是一个差分信号，输出端是差分信号的放大信号。

它的放大倍数可以分为交流放大倍数和直流放大倍数两种情况。

交流放大倍数是指在差分信号的交流信号中，输出信号放大的倍数。

基本差分放大电路的交流放大倍数为RC/L1的电阻倍数，其中RC是输出端的负载电阻，L1是输入端的电感。

它还受到晶体管的放大度和共模抑制比等因素的影响。

如果输入端的电阻和电感的比值适当，则交流放大倍数可以达到几百倍。

直流放大倍数是指在差分信号的直流信号中，输出信号放大的倍数。

基本差分放大电路的直流放大倍数由晶体管上的基极电阻和负载电阻决定，它通常在几十倍到几百倍之间。

但由于晶体管的特性参数都有所不同，所以直流放大倍数也会有所不同。

长尾对差分放大电路的交流放大倍数与基本差分放大电路类似，仍然受到负载电阻、输入电感等因素的影响，但它的直流放大倍数明显优于基本差分放大电路。

直流放大倍数通常在几十倍到几百倍之间。

三、差动对称放大电路差动对称放大电路的交流放大倍数主要由负载电阻和输入电感共同决定。

输入电感的质量越好，其放大倍数越高。

由于该电路采用了对称结构，因此共模抑制比很高，可以达到90dB以上。

直流放大倍数通常也在几十倍到几百倍之间。

差分对数放大电路的交流放大倍数很大，可以达到1000倍以上。

直流放大倍数则是由电区电阻大小决定，一般在几十倍到几百倍之间。

此外，差分对数放大电路还有一个特点是输入信号的比例关系，当输入信号比例为1:1000时，输出信号的比例为1:1，因此可以实现对低电平信号的有效放大。

差动放大电路差动放大电路是一种常用的电子电路，用于放大和增强信号。

它由多个放大器组成，每个放大器都有一个输入端和一个输出端，通过适当的连接方式，可以实现信号的差分放大。

差动放大电路常用于音频放大、信号处理等领域，下面我们来详细介绍一下它的原理和应用。

差动放大电路的基本原理是利用两个相互耦合的放大器同时对输入信号进行放大，然后将它们的输出信号相减得到差分信号。

其优点是可以抑制共模信号，提高系统的抗干扰能力，减小噪声的影响。

差动放大电路可以分为单端输入差动放大电路和双端输入差动放大电路两种。

单端输入差动放大电路一般由一个差动放大器和一个普通放大器组成，其基本结构如下：（此处省略图片描述）图中的OA1和OA2为两个放大器，VIN+和VIN-为差动输入信号，VOUT为输出信号。

而双端输入差动放大电路一般由两个差动放大器组成，其基本结构如下：（此处省略图片描述）图中的OA1和OA2为两个放大器，VIN1+和VIN1-为一个差动输入信号，VIN2+和VIN2-为另一个差动输入信号，VOUT为输出信号。

差动放大电路的输出电压可以用以下公式来表示：VOUT = (V1 - V2) * A其中，V1和V2分别为输入信号的电压，A为放大器的放大倍数。

差动放大电路的应用非常广泛。

例如，在音频放大领域，差动放大电路常用于放大麦克风、音乐设备等音频信号，并提供高质量的声音。

此外，它还常被应用于仪器仪表、通信设备、测量系统等领域，用于放大小信号、增强信号的稳定性和精确性。

总结一下，差动放大电路是一种用于放大和增强信号的电子电路。

它能够通过差分放大的方式来抑制共模信号，提高系统的抗干扰能力。

差动放大电路的结构和工作原理相对简单，应用范围广泛。

无论是音频放大、信号处理还是其他领域，差动放大电路都发挥着重要作用。

希望通过本文的介绍，您对差动放大电路有了更深入的了解。

直流差动放大电路实验报告问题讨论一、实验目的本次实验的目的是掌握直流差动放大电路的基本原理和实现方法，通过实验验证其性能和特点。

二、实验原理1. 直流差动放大电路的基本原理直流差动放大电路是由两个输入端口和一个输出端口组成的电路。

其中，两个输入端口分别接收输入信号，而输出端口则输出放大后的信号。

该电路采用了差分放大器作为核心元器件，可以对输入信号进行增益和相位变换，并且具有很高的共模抑制比。

2. 差分放大器的工作原理差分放大器是由两个共用一个负反馈回路的晶体管组成。

其中一个晶体管被称为“正相位输入晶体管”，另一个被称为“反相位输入晶体管”。

当两个输入信号相同时，它们会同时作用于正反相位晶体管上，并产生对称的电流；当两个输入信号不同时，则会产生不对称的电流。

这样就可以将差异信号进行增强。

3. 直流差动放大电路的特点直流差动放大电路具有以下特点：（1）具有很高的共模抑制比；（2）可以对输入信号进行增益和相位变换；（3）适用于直流信号的放大；（4）可以用于信号差分、滤波等应用。

三、实验器材与仪器1. 实验器材示波器、函数信号发生器、电阻箱、电容箱、万用表等。

2. 实验仪器直流差动放大电路实验板。

四、实验步骤1. 连接实验板将实验板连接好，并将两个输入端口分别接收到两个输入信号，输出端口则连接到示波器上。

2. 调节信号发生器调节函数信号发生器，使其产生合适的输入信号。

可以根据需要改变频率和幅度等参数。

3. 调节电阻箱和电容箱根据需要调节电阻箱和电容箱，以匹配不同的输入信号。

这样可以保证输出端口的负载匹配良好，从而提高系统性能。

4. 测量输出信号使用万用表或示波器测量输出信号，并记录下来。

可以通过改变输入信号的频率和幅度等参数，来观察输出端口的响应情况。

五、实验结果与分析通过本次实验，我们得到了直流差动放大电路的输出波形，并对其进行了分析。

实验结果表明，该电路具有很高的共模抑制比和较好的放大性能，可以用于信号差分、滤波等应用。

直流差动放大电路一、 实验目的(一) 加深对差动放大电路工作原理及特点的理解;了解零漂产生的原因与抑制零漂的方法。

(二) 学习差动放大电路的测试方法。

二、知识要点 （一） 静态工作点的估算 对于典型电路： EBEEE E R U U I -≈（认为U B1＝U B2≈0），E C2C1I 21I I ==对于恒流源电路：E3BEEE CC 212E3C3R U )U (U R R R I I -≈≈++，C3C1C1I 21I I ==（二） 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R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。

双端输出: R E ＝∞，R P 在中心位置时，Pbe B C iO d R β+++r R βR =△U △U =A )1(21单端输出d i C d A =△U △U =A 2111，d i C d A △U △U =A 21-22当输入共模信号时，若为单端输出，则有若为双端输出，在理想情况下0=△U △U =A iO C实际上由于元件不可能完全对称，因此A C 也不会绝对等于零。

（三） 共模抑制比CMRR为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）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c d A A CMRR= 或()dB A A LogCMRR=cd20 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E C E P be B C i C C C R R ≈)R +R +β++r R 踨R =△U △U ==A A 2-221)1(-121数信号发生器提供频率f＝1KHZ 的正弦信号作为输入信号。

图7—1 直流差动放大电路三极管：T1 ，T2，T3，3DG 型（要求T1，T2特性曲线大致相同）。

二、 实验内容及步骤（一） 将FG 连上，检查电路接线正确后闭合电源开关。

差动放大电路一、概述差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。

特别是大量的应用于集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。

基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成，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。

设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的。

二、基本电路图差动放大电路的基本电路图上图为差动放大电路的基本电路图[1]三、差动放大电路的工作原理1、差动放大电路的基本形式对电路的要求是：两个电路的参数完全对称两个管子的温度特性也完全对称。

它的工作原理是：当输入信号Ui=0时，则两管的电流相等，两管的集点极电位也相等，所以输出电压Uo=UC1-UC2=0。

温度上升时，两管电流均增加，则集电极电位均下降，由于它们处于同一温度环境，因此两管的电流和电压变化量均相等，其输出电压仍然为零。

它的放大作用（输入信号有两种类型）（1）共模信号及共模电压的放大倍数 Auc共模信号---在差动放大管T1和T2的基极接入幅度相等、极性相同的信号。

如图（2）所示共模信号的作用，对两管的作用是同向的，将引起两管电流同量的增加，集电极电位也同量减小，因此两管集电极输出共模电压Uoc为零。

因此：。

于是差动电路对称时，对共模信号的抑制能力强字串3（2）差模信号及差模电压放大倍数 Aud差模信号---在差动放大管T1和T2的基极分别加入幅度相等而极性相反的信号。

如图（3）所示差模信号的作用，由于信号的极性相反，因此T1管集电极电压下降，T2管的集电极电压上升，且二者的变化量的绝对值相等，因此：此时的两管基极的信号为：所以：，由此我们可以看出差动电路的差模电压放大倍数等于单管电压的放大倍数。

差动整流电路的工作原理差动整流电路是一种用于将交流信号转换为直流信号的电路，它主要由差动放大器、整流电路和滤波电路组成。

其工作原理是利用差动放大器来放大输入信号的微弱变化，然后通过整流电路将其转换成直流信号，最后通过滤波电路对直流信号进行平滑处理，以获得所需的直流电压。

差动放大器是差分放大器的一种，它具有两个输入端和一个输出端。

其中一个输入端作为正相输入，另一个输入端作为反相输入。

当输入信号作用到差动放大器时，它将分别被放大并且出现相位差。

如果两个输入信号相等且180度相位差，那么输出信号将为零。

而当两个输入信号不相等或相位差不为180度时，输出信号将有所变化，并且其变化幅度与两个输入信号的差值成正比。

整流电路是差动放大器的后级，其主要作用是将差动放大器的输出信号转换成单向的直流信号。

它通常由二极管桥或者整流管组成。

当输出信号为正时，整流电路中正向的二极管导通，而负向的二极管被反向偏置，并且不导通。

这样输出信号中的负半期将被截断，从而实现了信号的半波整流。

滤波电路是整流电路的后级，它的主要作用是对半波整流后的信号进行滤波，以去除掉直流信号中的高频杂散成分，使得直流电压更加稳定和平滑。

滤波电路一般由电容器和电阻组成。

当电容器处于充电状态时，它将会储存电荷，并且在电容器两端产生电压，从而平滑输出信号。

通过合理选择滤波电路的参数，可以实现对直流电压输出的精确控制和调整。

总结起来，差动整流电路的工作原理是利用差动放大器对输入信号的微弱变化进行放大，然后通过整流电路将其转换为单向的直流信号，最后通过滤波电路进行平滑处理。

这样就实现了将交流信号转换为直流信号的功能。

差动整流电路在实际中有着广泛的应用，如在电源电路、信号放大电路以及通信系统中等。

通过差动整流电路的设计和优化，可以提高电路的性能和稳定性，从而满足各种应用的需求。