实验四-差分放大器
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实验报告_差分式放大电路一、实验目的:1.了解差分式放大电路的工作原理;2.熟悉差分放大电路的实际应用场景;3.掌握实验中的测量方法和仪器的使用。
二、实验仪器与设备:1.示波器;2.信号发生器;3.双踪电压表。
三、实验原理和内容:差分放大电路是一种常用的放大电路,它是以运放为核心组成的,通过对输入信号进行差分放大,从而实现信号放大和滤波等功能。
差分放大电路的输入端是由两个输入信号和一个共模信号组成的,一般情况下,差分输入电路的两个输入端的信号具有相同的幅值和频率,相位差为180°。
本实验使用两个预先设定的输入电压,分别作为差分放大电路的输入信号,并利用示波器测量输出信号的放大后的幅值和相位。
四、实验步骤:1.将差分放大电路的输入端分别与信号发生器的正负端子相连,并将信号发生器的输出设置为正弦信号;2.调节信号发生器的幅值和频率,观察并记录信号发生器的输出波形;3.分别将差分放大电路的输出端和电压表的两个测量端相连,调节电压表的量程,记录输出电压的幅值和相位差;4.调节信号发生器的频率,观察并记录输出信号的变化情况;5.分别改变其中一个输入信号的幅值和频率,观察并记录输出信号的变化;6.对实验数据进行处理和分析,总结实验结果和心得体会。
五、实验数据处理:1.绘制输入电压和输出电压随频率变化的曲线图;2.对输入电压和输出电压的幅值和相位差进行统计和比较;3.分析数据的相关性和实验结果的可靠性;4.从实验结果中得出结论,总结实验心得和体会。
六、实验结论:通过本实验,我们对差分式放大电路有了更深入的理解,了解了差分放大电路的基本工作原理和应用场景。
实验结果显示,差分放大电路能够有效放大输入信号,并且输出信号的幅值和相位差与输入信号有一定的关系。
实验数据的分析和处理结果也验证了差分放大电路的性能和可靠性。
七、实验改进:在实验过程中,可以尝试调整不同的输入信号和改变差分放大电路的其他参数,进一步研究其对输出信号的影响。
加法器及差分放大器项目实验报告一、项目内容和要求 (一)、加法器 1、任务目的:(1)掌握运算放大器线性电路的设计方法; (2)理解运算放大器的工作原理;(3)掌握应用仿真软件对运算放大器进行仿真分析的方法。
2、任务内容:2.1 设计一个反相加法器电路,技术指标如下:(1)电路指标运算关系:)25(21i i O U U U +-=。
输入阻抗Ω≥Ω≥K R K R i i 5,521。
(2)设计条件电源电压Ec=±5V ; 负载阻抗Ω=K R L 1.5(3)测试项目A :输入信号V U V U i i 5.0,5.021±=±=,测试4种组合下的输出电压;B :输入信号V KHz U V U i i 1.0,1,5.021为正弦波±=信号,测试两种输入组合情况下的输出电压波形。
C :输入信号V U i 01=,改变2i U 的幅度,测量该加法器的动态范围。
D :输入信号V U i 01=,V U i 1,2为正弦波,改变正弦波的频率,从1kHz 逐渐增加,步长为2kHz ,测量该加法器的幅频特性。
2.2 设计一个同相加法器电路,技术指标如下: (1)电路指标运算关系:21i i O U U U +=。
(2)设计条件电源电压Ec=±5V ; 负载阻抗Ω=K R L 1.5 (3)测试项目A :输入信号V U V U i i 1,121±=±=,测试4种组合下的输出电压;B :输入信号V KHz U V U i i 1,1,121为正弦波±=信号,测试两种输入组合情况下的输出电压波形。
(二)、差分放大器1、任务目的:(1)掌握运算放大器线性电路的设计方法; (2)理解运算放大器的工作原理;(3)掌握应用仿真软件对运算放大器进行仿真分析的方法。
2、任务内容2.1 设计一个基本运放差分放大器电路,技术指标如下: (1)电路指标运算关系:)(521i i O U U U --=。
差分放大电路实验报告一、实验目的1.了解差分放大电路的基本原理和特点;2.掌握差分放大电路的设计和调试方法;3.熟悉差分放大电路的频率特性;4.学习使用示波器进行电路信号的观测和测量。
二、实验器材1.差分放大电路实验箱;2.示波器;3.信号源;4.直流电压源。
三、实验原理差分放大电路是众多电子设备中常见的一类电路,采用了差分输入方式可以有效降低共模干扰,提高了电路的抗干扰能力。
它由两个共模输入信号为零的晶体管组成,通过二极管连接的虚地点对共模信号进行抑制,只放大差模信号。
差模信号指的是两个输入信号的差值,共模信号指的是两个输入信号的平均值。
在差分放大电路中,晶体管的放大倍数由输入电流决定,输入电流越大,放大倍数越大。
同时,将两个输入信号松耦合,可以大幅度减小共模信号的放大倍数,从而达到抑制共模干扰的目的。
四、实验步骤1.搭建差分放大电路,接入示波器和信号源;2.分别接入正向输入信号和负向输入信号,将其调节至理想值;3.调节直流电压源和输入电阻,使差分放大电路的工作点稳定;4.调节输入信号频率,记录输出信号幅度和相位的变化情况;5.结束实验,关闭相关设备。
五、实验结果与分析通过实验,我们可以得到差分放大电路的输入输出特性曲线。
根据实验数据,我们可以计算出差分传输增益、共模抑制比和输出相位等。
实验结果显示,差分放大电路能够很好地放大差模信号,同时将共模信号压制得很低。
由于输入阻抗大,输入信号能够有效地传入差分放大电路中,而输出阻抗小,可以将信号有效地传递到下一个级联电路中。
此外,差分放大电路的相位可以随输入信号的频率变化而变化,相位差可达到180度。
六、实验总结通过本次实验,我们了解了差分放大电路的基本原理和特点,掌握了差分放大电路的设计和调试方法。
实验结果表明,差分放大电路能够有效地抑制共模干扰,提高电路的抗干扰能力。
在实际应用中,差分放大电路被广泛应用于增加电路增益、提高系统灵敏度、减小噪声等方面。
武汉大学计算机学院教学实验报告课程名称电路与电子技术成绩教师签名实验名称差分放大电路(合作实验)实验序号07 实验日期2011-12-19姓名李一人学号2011301500151专业计算机科学与技术年级-班计科5班一、实验目的及实验内容(本次实验所涉及并要求掌握的知识;实验内容;必要的原理分析)小题分:实验目的:1.熟悉差分放大器的工作原理2.掌握差分放大电路的基本测试方法实验内容:测量差分放大电路的放大倍数与共模差模输入的数据比较二、实验环境及实验步骤(本次实验所使用的器件、仪器设备等的情况;具体的实验步骤)小题分:实验器材:1.示波器2.信号发生器3.数字万用电表4.TRE-A3模拟电路实验箱实验步骤:1.测量静态工作点(1)按计划连接电路(2)调零:将Vi1和Vi2接地,接通直流电源,调节Rp使双端输出电压Vo=0(3)测量V1,V2,V3的对地电压对地电压Vc1 Vc2 Vc3 Vb1 Vb2 Vb3 Ve1 Ve2 Ve3 测量值(V) 6.34 6.37 0.75 0.00 0.00 -7.95 -0.62 -0.62 -8.602.测量差模电压放大倍数与共模电压放大倍数:将输入端接入+0.1V,-0.1V的直流电压信号;将输入端B1,B2短接,一端接入输入端记录相应数据并计算共模抑制比差模输入测量值计算值信号Vc1 Vc2 V0双Ad1 Ad2 Ad双+0.1V 3.82 8.92 5.02 38.2 89.2 50.2 -0.1V共模输入测量值计算值信号Vc1 Vc2 V0双Ad1 Ad2 Ad双+0.1V 5.40 7.28 1.88 54 -72.8 -18.8 -0.1V 5.40 7.29 1.88 54 -72.9 -18.9共模抑制比Ad=50.2 Ac=18.8 则其比为2.67差模Ad1=Vc1/UI=38.2 Ad2=Vc2/UI=-89.2 Ad双=Vo双/UI=50.2共模+0.1V:Ad1=Vc1/UI=54 Ad2=Vc2/UI=-72.8 Ad双=Vo双/UI=-18.8Ad1=Vc1/UI=54 Ad2=Vc2/UI=-72.9 Ad双=Vo双/UI=-18.93.单端输入的差分放大电路B2接地组成单端输入差分放大器,b1端接入+0.1V,-0.1V测量单端双端输出的电压值电压值单端Av 双端Av信号Vc1 Vc2 V0直流+0.1V 4.49 8.21 3.72 -1 -2 直流-0.1V 6.42 6.25 -0.17 -1 -2三、实验过程分析(详细记录实验过程中发生的故障和问题,进行故障分析,说明故障排除的过程及方法。
《电流源和差分运放的Hspice仿真》实验报告学生姓名:丁英光学号:111200508专业班级:微电子学1班指导教师:江浩二○一四年十一月十七日实验四电流源和差分运放的Hspice仿真一、实验目的1、复习各种结构电流源的电路结构、特点及工作原理。
2、复习差分运放电路结构及工作原理。
3、学会使用Hspice 调节并仿真电路,使电路达到相应要求。
二、实验内容1、图1为基本电流镜结构,请编写电路网表,模拟仿真当输出电压v(2)从0~5V 变化时,输出电流I o的变化情况。
(工作电压为5V ,M1,2:W/L=5μ/1μ)图1 基本电流镜结构 图2 威尔逊电流源.title dianliujing .options post=2.include '/home/jingjing/hspice/models/tsmc35.m'm2 1 1 0 0 tsmc35n w=5u l=1um1 2 1 0 0 tsmc35n w=5u l=1uv2 2 0 3ir vdd 1 100uvdd vdd 0 5v.dc v2 0 5 0.01.op.probe i1(m1).end2、图2为威尔逊电流源结构,请编写电路网表,模拟仿真当输出电压v(4)变化时,输出电的变化情况。
(工作电压为5V ,M1,2,3,4:W/L=5μ/1μ)流Io.title wilson current mirrors.options list post=2.include '/home/jingjing/hspice/models/tsmc35N.m'm1 2 1 0 0 tsmc35n w=5u l=1um2 1 1 0 0 tsmc35n w=5u l=1um3 4 3 1 0 tsmc35n w=5u l=1um4 3 3 2 0 tsmc35n w=5u l=1uv4 4 0 1idc vdd 3 1mvdd vdd 0 5v.dc v4 2 5 0.1 sweep idc 1m 2m 1m.print dc i(m3) i(m4).end3、图3为共源共栅电流源结构,请编写电路网表,模拟仿真当输出电压v(4)变化时,输出电流I o的变化情况。
差分放大电路实验一、实验目的1.加深对差分放大电路原理、性能及特点的理解。
2.学习差分放大电路主要性能指标的测试方法。
二、预习要求1.阅读实验原理,根据实验电路参数,估算典型差分放大电路和具有恒流源的差分放大电路的静态工作点及差模电压放大倍数(取β1=β2=100)。
2.测量静态工作点时,差分放大器输入端A、B与地应如何连接?3.实验中怎样获得双端和单端输入差模信号?怎样获得共模信号?画出A、B端与信号源之间的连接图。
怎样调整静态零点?4.用什麽仪表测量输出端电压U0?5.怎样用交流毫伏表测双端输出电压U0?三、实验原理与参考电路-V EE-12V图5-1差分放大电路图5-1是差分放大电路的基本结构。
它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。
当开关K拨向左边时,构成典型的差分放大电路。
调节调零电位器R p,使差分放大电路两边对称的元件参数相等,当输入信号U I=0时,双端输出电压U0=0。
R E为两管共用的发射极电阻,它对差模信号无反馈作用,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。
当开关拨向右边时,构成具有恒流源的差分放大电路。
它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E,可以进一步提高差分放大电路抑制共模信号的能力。
1.静态工作点的估算典型电路EBE EE E R U U I ][-=(认为U B1=U B2≈0)221E C C I I I ==恒流源电路3212331)()]([E BEEE CC E C R U R R U U R I I ⨯-++⨯=≈2321C C C I I I == 2.差摸电压放大倍数和共模电压放大倍数当差分放大电路的射极电阻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,P be B CI O d R r R R U U A )1(ββ+++=∆∆= 单端输出:211dI C d A U U A =∆∆=222dI C d AU U A -=∆∆=当输入共模信号时,若为单端输出,则有,EC E Pbe B CIC C C R R R R r R R U U A A 2)22)(1(121-≈++++-=∆∆==ββ若为双端输出,在理想情况下=∆∆=I OC U U A实际上由于元件不可能完全对称,因此共模放大倍数A c 也不会绝对等于零。
[精编]差动放大器实验报告(1) 实验报告:差动放大器实验一、实验目的1.理解差动放大器的工作原理及特点。
2.掌握差动放大器的调整与测量方法。
3.通过实验,加深对模拟电路中放大器性能的理解。
二、实验原理差动放大器是一种对差模信号具有放大作用的放大器,它具有高输入阻抗、高共模抑制比、低零点漂移等优点,常用于模拟电路中的信号放大。
差动放大器主要由差分对管和负载电阻组成,通过对差分对管的基极电压进行适当调整,可以实现差模信号的放大。
三、实验步骤1.准备实验器材:差动放大器模块、信号源、示波器、万用表、导线若干。
2.连接实验电路:将差动放大器模块与信号源、示波器、万用表连接起来,构成完整的实验电路。
3.调整差动放大器:根据差动放大器的使用手册,调整差分对管的基极电压,使差动放大器工作在合适的状态。
4.输入信号:利用信号源产生一定幅度和频率的差模信号,输入到差动放大器的输入端。
5.观察输出信号:在示波器上观察差动放大器输出端的信号变化,记录下不同输入信号下的输出信号幅值和波形。
6.测量性能指标:利用万用表测量差动放大器的增益、共模抑制比等性能指标,并记录下测量数据。
7.分析实验结果:根据实验数据和观察结果,分析差动放大器的性能特点及工作原理。
四、实验结果与分析1.实验数据:2.结果分析:根据实验数据,我们可以看出,随着输入信号幅值的增加,输出信号幅值也相应增加,增益和共模抑制比也表现出良好的线性关系。
这表明差动放大器在放大差模信号的同时,能够有效地抑制共模信号,具有较高的信号保真度。
此外,通过观察示波器上的输出波形,我们发现差动放大器的输出信号波形具有良好的稳定性,没有出现明显的零点漂移现象。
这进一步验证了差动放大器在模拟电路中的重要作用。
五、实验结论通过本次实验,我们验证了差动放大器在模拟电路中的重要作用,包括放大差模信号、抑制共模信号、提高信号保真度以及减小零点漂移等。
此外,我们还发现,差动放大器的性能指标如增益和共模抑制比与输入信号的幅值和频率具有一定的关系。
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。
差分放大电路的实验方案探究一、实验目的1.熟悉差分放大电路的原理和构成;2.了解差分放大电路的工作特性;3.掌握差分放大电路的实验测试方法。
二、实验原理差分放大电路是一种电路,它主要由两个放大电路组成,分别称为“正”和“负”放大电路。
它们的输入信号是相反的,但是输出信号是相同的,因此可以抵消外界噪声的影响。
差分放大电路的输出电压与输入电压的差值有关,因此它可以用来放大微小的差值信号。
三、实验准备1.电路板一块;2.放大器一个;3.电阻一些;4.电容一些;5.双极型晶体管一些;6.电源一个;7.万用表一个;8.频率计一个。
四、实验步骤1.用电路板把放大器、电阻、电容和双极型晶体管组装成差分放大电路;2.将电源供电,用万用表测量输入、输出电压;3.用频率计测量输入、输出频率;4.改变放大器的工作电流,观察输入、输出电压和频率的变化;5.用万用表测量放大器的增益;6.用万用表测量放大器的负载阻抗;7.用万用表测量放大器的输入阻抗;8.用万用表测量放大器的输出阻抗;9.用万用表测量放大器的噪声比;10.用万用表测量放大器的输出电压和输入电压的比值;11.用万用表测量放大器的输出频率和输入频率的比值。
五、实验结论通过上述实验,可以得出以下结论:1.差分放大电路的输出电压与输入电压的差值有关;2.改变放大器的工作电流,可以改变输入、输出电压和频率;3.放大器的增益、负载阻抗、输入阻抗、输出阻抗、噪声比和输出电压和输入电压的比值都可以通过实验测量;4.放大器的输出频率和输入频率的比值可以通过实验测量。
实验四-差分放大器
实验四差分放大器
实验目的:
1.掌握差分放大器偏置电路的分析和设计方法;
2.掌握差分放大器差模增益和共模增益特性,熟悉共模抑制概念;
3.掌握差分放大器差模传输特性。
实验内容:
一、实验预习
根据图4-1所示电路,计算该电路的性能参数。
已知晶体管的导通电压V BE(on)=0.55, β=500,|V A|=150 V,试求该电路中晶体管的静态电流I CQ,节点1和2的直流电压V1、V2,晶体管跨导g m,差模输入阻抗R id,差模电压增益A v d,共模电压增益A v c和共模抑制比K CMR,请写出详细的计算过程,并完成表4-1。
图4-1. 差分放大器实验电路
表4-1: I
CQ
(mA ) V 1(V ) V 2(V ) g m
(mS )
R id
(k Ω)
A v d A v c K CMR
二、仿真实验
1. 在Multisim 中设计差分放大器,电路结构和参数如图4-1所示,进行直流工作点分析(
DC 分析),得到电路的工作点电流和电压,完成表4-2,并与计算结果对照。
表4-2:
I
CQ
(mA ) V 1(V ) V 2(V ) V 3(V ) V 5(V ) V 6(V )
仿真设置:Simulate → Analyses → DC Operating Point ,设置需要输出的电压或者电
流。
2. 在图4-1所示电路中,固定输入信号频率为10kHz,输入不同信号幅度时,测量电路的差模增益。
采用Agilent示波器(Agilent Oscilloscope)观察输出波形,测量输出电压的峰峰值(peak-peak),通过“差模输出电压峰峰值/差模输入电压峰峰值”计算差模增益A v d,用频谱仪器观测节点1的基波功率和谐波功率,并完成表4-3。
表4-3:
1 10 20
输入
信号
单端
幅度
(mV)
A v d
基波
功率
P1
(dBm)
二次
谐波
功率
P2
(dBm)
三次
谐波
功率
P3
(dBm)
仿真设置:Simulate →Run,也可以直接在Multisim控制界面上选择运行。
在示波器中观察差模输出电压可以采用数学运算方式显示,即用1通道信号减2通道信号,设置见图4-2。
显示设置按钮可以设置数学运算模式下的示波器显示参数,见图4-3,采用图中所示显示调节按钮可以分别调节Scale和Offset。
图4-2. 采用示波器测量差模电压
图4-3. 数学运算模式下的显示调节
思考:○1输入幅度1mV时,表4-3中的数据
A v d和计算结果一致吗?若有差异,请
解释差异主要来自什么方面?
○2表4-3中的A v d在不同输入信号幅度的时候一样吗?若不一样,请解释原因?
3. 在图4-1所示电路中,将输入信号V2的信号幅度设置为10mV(Vpk,单端信号幅度),频率为10kHz,输入信号V3的信号幅度设置为0,仿真并测量输出信号幅度。
若输出信号V1和V2的幅度不一致,请解释原因,并写出详细的计算和分析过程,计算过程可以直接采用表4-1中的性能参数。
仿真设置:Simulate →Run,也可以直接在Multisim控制界面上选择运行,通过Agilent 示波器测量输出波形幅度。
4. 在图4-1所示电路中,将输入信号V2和V3设置成共模输入信号——信号频率10kHz,信号幅度10mV,相位都为0°,仿真并测量输出信号的幅度,计算电路的共模增益,并与计算结果对照。
思考:若需要在保证差模增益不变的前提下提高电路的共模抑制能力,即降低共模增益,可以采取什么措施?请给出电路图,并通过仿真得到电路的共模增益和差模增益。
仿真设置:Simulate →Run,也可以直接在Multisim控制界面上选择运行,通过Agilent
示波器测量输出波形幅度。
5. 采用图4-4所示电路对输入直流电压源V2进行DC扫描仿真,得到电路的差模传输特性。
○1电压扫描范围2.35V~2.75V,扫描步进1mV,得到电阻R2和R3中电流差随V2电压的变化曲线,即输出电流的差模传输特性,并在差模输出电流的线性区中点附近测量其斜率,得到差分放大器的跨导,并与计算结果对照(V BE(on)=0.55, β=500);
○2若将V3电压改为1V,再扫描V2的电压,扫描范围0.8V~1.2V,扫描步进1mV,与○1中一样,通过仿真得到差模传输特性,在传输特性的线性区测量差分放大器的跨导,并与计算结果对照。
图4-4. 差分放大器传输特性实验电路1
○3若将图4-4中的电阻R1改为理想直流电流
源,如图4-5所示。
与○2中一样,固定V3电压为1V,扫描V2的电压,扫描范围0.8V~1.2V,扫描步进1mV,通过仿真得到差模传输特性,并与○2中仿真结果对照,指出二者结果的异同并给出解释。
图4-5. 差分放大器传输特性实验电路2
思考:
a.在仿真任务○1中,若V2的电压扫描范围改为0V~15V,测量电源电压V2和V3中的电流,即三极管的基极电流,与理论分析一致吗?参考硬件实验中给出的MAT02EH内部电路,给出解释。
硬件实验中,由于误操作,三极管基极可能接地或者接电源,若电流过大,可能导致晶体管损坏,如何避免这种误操作导致的基极电流过大?
b.比较仿真任务○1和○2,差模输出电流随V2的变化趋势一样吗?若有差异,原因是什么?
仿真设置:Simulate →Analyses →DC Operating Point,设置扫描电压源及扫描范围和步进,需要输出的电压或者电流。
差模电流通过表达式计算得到,设置界面见图4-6。
在仿真结果中通过标尺完成测量,设置如下:Grapher view → Cursor → Show Cursor,然后拖动标尺测量。
图4-6. 差模输出电流的设置
三、硬件实验
1. 按照图4-7所示的myDAQ连接示意图在面包板上设计电路,并进行测试和分析。
示意图中,+15V提供电源,AO-0和AO-1是两路输入信号,必须保证差分输入,AI-0+和AI-1+是差分放大器的两路输出信号,接入myDAQ进行分析和显示,AI-0-和AI-1-需要接地。
差分对管MAT02EH
的管脚分布如图4-8所示,封装形式为TO-78,可以参阅该产品的数据手册。
图4-7. 差分放大器硬件实验电路及myDAQ连接示意图
图4-8. MAT02EH管脚图
○1测量电路的直流工作点,完成表4-4。
表4-4:
V1(V)V2(V)V3(V)V5(V)V6(V)
思考:若直流电压V1和V2不一样,可能是什么原因?如何调整电路可以使得输出直流电压
V1和V2更加一致?
○2按照图4-9所示,采用myDAQ任意波形发生器产生差分信号,并测量输出波形。
图4-9. 生成差分信号波形文件
按照图示设置完成后,选择file→save as 存储波形文件,在后续的弹出窗口中文件格式选择wdt,点击NEXT后的参数取缺省值。
将图4-9中的波形设置部分的相位改为180°后再存一个wdt波形文件,得到两个等幅反相的差模信号。
然后在任意波形发生器打开已存储的两个波形文件,并点击run得到实际的输出信号。
输入差模信号后,通过示波器同时观测两路输出波形,示波器界面如图4-10所示。
设置合理的显示参数并截图,根据截图数据中的波形峰峰值计算电路的差模增益。
请提交输入信号单端
振幅分别为5mV和10mV时的两路差分输出波形,并分别计算差分增益,信号频率都为10kHz。
图4-10. 示波器界面
○3将两路输入信号改为相同的信号,频率10kHz,振幅为10mV,得到两路输出信号的波形并提交截图。
2. 差模传输特性
按照图4-11所示电路在面包板上设计电路,并测试差模传输特性。
图中R7为20kΩ~30kΩ可变电阻。
AO-1采用myDAQ任意波形发生器产生2.55V直流电压,产生方法参考硬件实验1(先编辑生成wdt文件)。
图4-11. 差模传输特性硬件实验电路及myDAQ连接示意图
○1R4=R5=1 kΩ, 手动调节可变电阻R7,逐点测量节点8电压,节点4及节点7的电压差(通过该电压差计算差模电流),在2.55V附件步长可以取小一点,提高测量精度,过了限幅区步长可以增加。
根据测量数据,以节点8电压为X 轴,差模输出电流为Y轴,得到电路的差模传输特性,并在差模输出电流0附近测量其斜率,即放大器跨导。
○2R4=R5=47 kΩ, 重复○1中的测量,并得到差模传输特性及其斜率。
根据○1和○2的测量结果,对比分析串联电阻对差模传输特性的影响,并给出理论分析过程。
思考:若固定电阻R7=26.8 kΩ,在2V~3V范围内逐渐改变节点5电压(可以采用myDAQ中的FGEN-Function Generator产生连续不同的直流电压),同样在R4=R5=1 kΩ和R4=R5=47 kΩ两种条件下,可同得到两种差模传输特性及相应的传输特性斜率,这两种斜率之间的倍数关系和实验○1与○2之间的倍数关系相同吗?为什么?。