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典型差分放大电路 1、典型差分放大电路的静态分析1电路组成2静态工作点的计算静态时：v s1=v s2=0, 电路完全对称,所以有I B Rs1+U BE +2I E Re=V EE 又∵ I E =1+βI B ∴ I B1=I B2=I B =通常Rs<<1+βRe,U BE =硅管: I B1=I B2=I B = 因： I C1=I C2=I C =βI B 故： U CE1=U CE2=V CC －I C Rc静态工作电流取决于V EE 和Re;同时,在输入信号为零时,输出信号电压也为零u o= Vc1－VC2=0,即该差放电路有零输入——零输出; 2、差分放大电路的动态分析 1差模信号输入时的动态分析如果两个输入端的信号大小相等、极性相反,即()es BEEE R 12R U V β++-v s1=- v s2= 或v s1- v s2= u idu id称为差模输入信号;在输入为差模方式时,若一个三极管的集电极电流增大时,则另一个三极管的集电极电流一定减小;在电路理想对称的条件下,有：i c1=- i c2; Re上的电流为：i E=i E1+i E2=I E1+ i e1+I E2+ i e2电路对称时,有I E1= I E2= I E、i e1=- i e2,使流过Re上的电流i E=2I E不变,则发射极的电位也保持不变;差模信号的交流通路如图:差模信号下不同工作方式的讨论:①双端输入—双端输出放大倍数：当输入信号从两个三极管的基极间加入、输出电压从两个三极管的集电极之间输出时,称之为双端输入—双端输出,其差模电压增益与单管放大电路的电压增益相同,无负载的情况下:当两集电极c1、c2间接入负载电阻RL时,双端输入—双端输出时的差模电压放大倍数为：bescs1o1s2s1o2o1idoud rRR22uuA+-==--==βvvvvvvbeLrR+-==s'idoud RuuAβ2R//RR'LcL=❖ 输入电阻： 输出电阻：Rod ≈2Rc ② 双端输入—单端输出 ❖ 放大倍数：❖ 输入电阻：Rid=2rbe❖ 单端输出时的等效电阻为： Rod ≈Rc 2共模输入时的动态分析如果两个输入端信号大小相等、相位相同,即： v s1=v s2=u ic 则称为共模输入信号,用u ic 表示 ;其共模交流通路如图:① 双端输入—双端输出输出的共模电压u oc=v c1－v c2=0,双端输出时的共模电压增益为： ② 双端输入—单端输出其共模电压增益为 计算共模放大倍数Av c 时,由于两个输入信号相等,R e 等效为2R e;Av c 的大小,取决于差分电路的对称性,双端输出时等于零;单端输出时交流通路如图所示;()be bs b be s b bs b d dr2i R i 2R i 2i R i 2u R =-+=-=r i i 0u u u A icc2c1ic oc uc =-==v v ec ic c2ic c1ic oc uc 2R Ru u u u A -≈===v v ()be u u r R 2R 2A s cs1o1s2s1o1id o ud +-==-==βv v v v v综上: 2 双端输入单端输出差模电压放大倍数21111d -i i o id o v v v v v v A ==be L c )//(21-r R R β=be'21-r R Lβ= 共模抑制比K CMR 或双端输出时由于Avc 等于零,K CMR 可认为等于无穷大,单端输出时共模抑制比：恒流源电路的基准电流为：I REF ≈I E4= 又因I E3R3≈I E4R2,所以有I0≈I E3≈ 即三极管V3、 V4及R1、R2、R3等值确定,则I0为一定值;差模特性 741型运放A v O 的频率响应 -()dB lg20VCVDCMR A A K =beeeL be L 11CMR ≈2/'2/'r R R R r R A A K vc vd ββ==21BE4EECCRR UV V +-+REF 32E432I R R I R R =bes cs1o1s2s1o2o1ido udr R R 22u u A +-==--==βv v v v v v 0u u u A icc2c1ic oc uc =-==v v VCVD CMR A A K =开环差模电压增益Av O 开环带宽BW f H 单位增益带宽 BW G f T差模特性2. 差模输入电阻r id 和输出电阻r o➢ BJT 输入级的运放r id 一般在几百千欧到数兆欧 ➢ MOSFET 为输入级的运放r id ＞1012Ω ➢ 超高输入电阻运放r id ＞1013Ω、I IB ≤➢ 一般运放的r o ＜200Ω,而超高速AD9610的r o ＝Ω 3. 最大差模输入电压V idmax 共模特性1. 共模抑制比K CMR 和共模输入电阻r ic一般通用型运放K CMR 为80～120dB,高精度运放可达140dB,r ic ≥100M Ω;2. 最大共模输入电压V icmax一般指运放在作电压跟随器时,使输出电压产生1%跟随误差的共模输入电压幅值,高质量的运放可达± 13V;功率放大器性能分析 1 输出功率:cem cm cem cm o V I V I P 2122=•=L cemL cm R V R I 222121==如果输入足够大,使输出达到最大值 ＶCC-VCES ,此时的功率为最大不失真输出功率 Pom ()LCC L CES CC om R VR V V P 2221≈-21=2 电源提供的功率每个电源只提供半个周期的电流,电源提供的平均功率为：)(sin 2120t d t I V P cm CCV ωωππ⎰•=πcmCC I V 2=3 电路的效率电路的效率是指输出功率与电源提供的功率之比:在输出最大V om ≈ＶCC 时得到最大输出功率:4 管耗时t V v om o ωsin = ⎰=πωπ1)-(21t d R v v V P L o o CCT )4-(12omom CC L V V V R π=V om=0时管耗为0 V om= VCC 时管耗为: ππ4421-=L CC T R V P5 最大管耗与输出功率的关系乙类互补对称电路输入为0时,输出为0,管耗也为0,所以输入较小时管耗较小；但输出信号越大并不意味着管耗也越大; 管耗最大发生在0/1=om T dV dP 时 此时：CC CCom V V V 6.0≈2π=om CCL T P V R P 2.0122max 1≈=πCC cemCCL cm cm CC L cm V o V V V R I I V RI P P •=•===442212πππη%5.78≈42/2ππη===cm CC CC cm Vom I V V I P P。
差分电路知识点总结一、差分电路的基本概念1. 差分电路的定义差分电路也称为差模电路，它是一种利用两个输入端的电压差来产生输出信号的电路，其基本原理是对两个输入端的电压进行差分运算。
差分电路可以用来放大、滤波、比较、数字化等，是现代电子系统中不可或缺的一部分。
2. 差分信号在差分电路中，输入信号通常以差分信号的形式处理。
差分信号是指两个信号的差值，通常用ΔV来表示，它可以表示为ΔV = V2 - V1，其中V1和V2分别代表两个输入端的电压信号。
差分信号的优势在于能够消除共模干扰，提高信号的可靠性和精度。
3. 差模运算放大器在差分电路中，常用的放大器是差模运算放大器（differential amplifier，简称差动放大器或差分放大器）。
差分放大器有两个输入端和一个输出端，通过放大输入端的差分信号来产生输出信号。
差分放大器通常具有高增益、低失调、高共模抑制比等特性，适用于多种应用场景。
二、差分电路的特性1. 共模抑制比共模抑制比是衡量差分电路抑制共模干扰能力的重要指标，通常用CMRR来表示。
CMRR 越高，表示差分电路对共模信号的抑制能力越强，其计算公式为CMRR =20log10(Av/Acm)，其中Av表示差分增益，Acm表示共模增益。
2. 带宽差分电路的带宽是指其能够正常工作的频率范围，通常用3dB带宽来表示。
带宽越宽，表示差分电路对高频信号的处理能力越强，能够更好地保持信号的准确性和完整性。
3. 驱动能力差分电路的驱动能力是指其输出端对负载的驱动能力，通常用开环输出阻抗来表示。
开环输出阻抗越小，表示差分电路对负载的驱动能力越强，能够输出更大的功率和电流。
4. 阻抗匹配差分电路的输入输出端通常需要与外部电路进行阻抗匹配，以确保信号的传输和处理的完整性和准确性。
阻抗匹配可以通过变压器、阻抗转换器、匹配网络等方式来实现。
5. 温度漂移差分电路的性能通常会受到温度的影响，其参数和特性在不同温度下可能会发生漂移。
差分电路功放差分电路功放是一种常用的放大电路，它能够将两个输入信号进行差分运算，并放大输出。
差分电路功放的原理是利用差分对抗共模干扰，增加电路的抗干扰能力，因此在实际应用中应用非常广泛。
差分电路功放的特点是增益高，线性好，输出功率大，因此在音频放大器和视频放大器中得到了广泛的应用。
在音频放大器中，它能够放大微弱的音频信号，使得音频信号能够被扩大到足够大的范围，以便于扬声器的放大；在视频放大器中，它能够放大微弱的视频信号，使得视频信号能够被扩大到足够大的范围，以便于显示设备的显示。
差分电路功放的结构一般分为两个部分，差分输入电路和功率放大电路。
差分输入电路一般由差分对和偏置电路组成，差分对能够对输入信号进行差分运算，而偏置电路则能够使得输入信号的零点偏移量为零。
功率放大电路一般由三级放大电路组成，它能够放大差分输入电路输出的信号，并将其输出到负载上。
差分电路功放的工作原理是利用差分对的差分运算原理。
差分对能够将两个输入信号进行差分运算，并将其差分输出。
这样做的好处是能够消除共模干扰，提高电路的抗干扰能力。
在差分输出信号经过功率放大电路之后，能够得到更大的输出功率，并且线性度也更好。
差分电路功放的应用场景非常广泛，特别是在高保真音频放大器和高清晰视频放大器中应用非常广泛。
在高保真音频放大器中，差分电路功放能够放大微弱的音频信号，使得音频信号能够被扩大到足够大的范围，以便于扬声器的放大；在高清晰视频放大器中，差分电路功放能够放大微弱的视频信号，使得视频信号能够被扩大到足够大的范围，以便于显示设备的显示。
差分电路功放是一种非常重要的放大电路，它能够将两个输入信号进行差分运算，并放大输出。
差分电路功放具有增益高、线性好、输出功率大等特点，因此在音频放大器和视频放大器中得到了广泛的应用。
在实际应用中，差分电路功放的抗干扰能力非常强，因此在噪声环境下使用效果更佳。
差分运算放大器电路差分运算放大器（Differential Amplifier）是一种用于放大差分信号的电路。
它是运算放大器（Operational Amplifier）的一种特殊形式，常被用于测量和增强微弱的差分输入信号。
差分运算放大器的电路结构由两个输入端口和一个输出端口组成。
两个输入端口分别连接到两个输入电阻上，并与负反馈网络相连。
输出端口则连接到负载电阻上。
差分运算放大器的主要功能是放大差分信号，并抑制共模信号。
差分信号是通过将一个信号与另一个信号相减来获得的。
例如，当两个输入信号分别为Vin+和Vin-时，差分信号为Vd = Vin+ - Vin-。
差分运算放大器的工作原理如下：1.输入端口：差分运算放大器的输入端口由Vin+和Vin-两个输入引脚组成。
通常情况下，Vin+被作为非反相输入端口，Vin-则被作为反相输入端口。
这意味着，当Vin+上升时，输出电压Vout下降，反之亦然。
2.反馈网络：差分运算放大器的反馈网络通常由电阻和电容组成，用于实现负反馈。
负反馈可以使差分运算放大器的增益和频率响应更加稳定，并提高放大器的线性度。
3.输出端口：差分运算放大器的输出端口由Vout引脚组成。
输出电压Vout的幅度和极性取决于输入信号Vin+和Vin-之间的差异。
差分运算放大器的放大倍数可以通过改变反馈网络中的电阻值来调整。
通常情况下，差分运算放大器的放大倍数很高，达到数百甚至数千倍。
这使得差分运算放大器成为测量微弱差分信号和抑制共模噪声的理想选择。
差分运算放大器的主要优点包括：1.高放大倍数：差分运算放大器有很高的开环增益，可以有效地放大微弱的差分信号。
2.抑制共模信号：差分运算放大器通过差分输入和负反馈，能够有效地抑制共模噪声。
共模信号是同时施加于两个输入端口的噪声，如果没有差分放大器进行抑制，它可能会严重干扰信号。
3.精确性：差分运算放大器可以提供高精度的放大，并且具有很低的失调电压和失调电流。
放大电路中的放大器类型介绍在电子设备中，放大器是一种关键的电子元件，用于将信号的幅度增大，以便在不同的应用中实现放大功能。
放大器可以分为不同的类型，每个类型都有其特定的应用和特点。
本文将为您介绍一些常见的放大器类型。
一、低频放大器低频放大器是用于放大音频信号的一种类型。
它们通常工作在20Hz至20kHz的频率范围内，适用于音频放大器和音响系统。
低频放大器的特点是具有较高的增益和良好的线性性能，以确保音频信号的准确放大和高保真度。
二、高频放大器高频放大器是用于放大射频信号的一种类型。
它们主要用于无线通信设备、雷达系统和卫星通信系统等高频应用领域。
高频放大器需要具备较高的频率响应和较低的噪声系数，以确保对信号的准确放大和高质量的信号传输。
三、功率放大器功率放大器是一种特殊类型的放大器，用于将信号的功率增大。
它们通常用于驱动高功率负载，如扬声器、电机和发电机等。
功率放大器需要具备较大的功率输出能力、低失真和高效率，以确保稳定的功率放大和可靠的负载驱动。
四、差分放大器差分放大器是一种特殊构型的放大器，它们用于对差分信号进行放大和处理。
差分放大器的特点是具有较高的共模抑制比和良好的抗干扰能力，可以应对噪声和干扰信号的影响。
差分放大器常用于模拟信号处理、电压比较器和差分运算放大器等应用中。
五、运算放大器运算放大器是一种用于放大和处理模拟信号的集成电路。
它们通常用于模拟计算、滤波器设计和传感器接口等应用。
运算放大器具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗，可以实现准确的信号放大和精确的信号处理。
六、继电器放大器继电器放大器是一种特殊的放大器，它们通常用于控制电路中的电气开关。
继电器放大器通过放大控制信号，使继电器能够控制更大电流和更高电压的负载。
继电器放大器常用于工业自动化和电力控制系统中，以实现对各种设备和机械的精确控制。
以上是一些常见的放大器类型介绍，它们在不同的应用中扮演着重要的角色。
了解这些放大器类型的特点和应用可以帮助工程师和设计师选择合适的放大器来满足特定的需求。
本文介绍的功率放大器在输入级和电压放大级采用两级非对称结构的差分电路，放大线性好、频响宽，对温漂和电源波动影响抑制力强，音质甜美，韵味十足，值得一试。
一、电路原理简要分析图1为本功率放大器的主放大电路，VT2、VT3构成输入级差分电路，VT1、LED1、R4、R9及C2组成输入级差分电路的恒流源电路。
LED1正常发光时其正负端电压差恒定在1.8V～2V之间，噪声小于稳压二极管，常用于功放电路。
其正负端的1.9V左右电压差作用于VT1发射结回路.使VT1射-集电流恒定在(1.9V～0.6V)/680Ω≈1.9mA。
在VT2、VT3差分输入电路参数完全对称的情况下，流经VT2、VT3射-集的电流为1.9mA的一半即0.95mA。
RP2改变VT2、VT3发射极的反馈电阻，使VT2、VT3的静态工作点发生正负对称变化，最终改变输出级中点的直流电位。
R7、R8上的电压降正常情况下为2.2kΩ×0.95mA≈2.1V，作为电压放大级VT7、VT8差分电路的发射结偏置电压。
流经VT7、VT8集-射的电流为(2.1V～0.6V)/R13≈4.5mA。
VT4、VT5构成VT7、VT8差分电压放大级的镜像电流源负载。
VT6接成共基状态，作为VT7的负载电阻。
VT9、R12及RP3构成推动级、输出级的偏置电路，同时起到对末级功率管温度反馈控制作用。
调节RP3可以改变VT9集-射之间的电压，进而改变推动级和输出级的静态偏置电流。
另一方面，VT9与功率级对管VT12、VT13安装在同一块散热片上，起到对VT12、VT13温度的反馈控制作用，防止VT12、VT13温度过高导致输出电流过大而烧坏。
温度反馈控制的原理是，当VT12、VT13输出电流增大，升温超标时VT9的集-射电流增加而集-射电压下降，从而减小了推动级和输出级的静态输出电流，将功率对管VT12、VT13的电流和温度控制在安全范围之内。
VT10、VT11构成推动级，其发射极电阻R19、R20上的直流电压降又作为功率输出级VT12、VT13的偏置电压，调节RP3可以改变VT12、VT13的静态输出电流。
差分电路原理差分电路是电子电路中常见的一种电路，它在信号处理、放大和滤波等方面有着重要的应用。
差分电路的原理是利用两个输入信号的差值来进行信号处理，通过比较两个信号的大小或者变化来实现特定的功能。
在实际的电子电路设计中，差分电路可以用于减少噪音、增强信号的稳定性和精确度，因此对于电子工程师和电路设计师来说，了解差分电路的原理和应用是非常重要的。
差分电路通常由差分放大器和其他辅助电路组成。
差分放大器是差分电路的核心部分，它可以放大两个输入信号的差值，并将放大后的差值作为输出信号。
在差分放大器中，通常使用运算放大器和电阻网络来实现差分放大的功能。
通过合理设计电阻网络的参数和连接方式，可以实现不同的差分放大器电路，满足不同的应用需求。
差分电路的原理在信号处理中有着广泛的应用。
例如，在模拟信号处理中，差分电路可以用于测量温度、压力、光强等物理量，并将这些物理量转换成电压信号进行处理。
在数字信号处理中，差分电路可以用于差分信号的编码和解码，以及差分信号的传输和接收。
此外，差分电路还可以用于滤波、调制解调、功率放大等方面，为信号处理和通信系统的设计提供了重要的技术支持。
在实际的电子电路设计中，差分电路的原理和应用需要特别注意一些关键问题。
首先，差分放大器的输入端需要保持匹配，以确保两个输入信号的差值能够被准确放大。
其次，差分电路的电源和地线需要良好的分离和过滤，以减少噪音和干扰对差分信号的影响。
最后，差分电路的设计需要考虑温度漂移、器件非线性、共模抑制比等因素，以确保差分电路在不同工作条件下都能够稳定可靠地工作。
综上所述，差分电路是电子电路中非常重要的一种电路，它通过对两个输入信号的差值进行处理，实现了在信号处理、放大和滤波等方面的重要应用。
了解差分电路的原理和应用对于电子工程师和电路设计师来说是非常重要的，只有深入理解差分电路的工作原理，才能够设计出稳定可靠的电子电路产品。
希望本文对读者能够有所帮助，谢谢！。
