第三章差动放大器
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差动放大器工作原理
差动放大器是一种电子放大器电路,用来放大不同输入信号之间的差值。
它通过将输入信号分为两个相位相反的部分,然后进行放大,并且抑制共模信号,从而提高放大器的性能和抗干扰能力。
差动放大器的基本原理是利用两个输入信号与一个共同的对地参考点相连,形成一个闭合的回路。
这两个输入信号被分别送入差动放大器的两个输入端口。
当有差异信号输入时,即两个输入信号的幅度不相同或相位不同,差动放大器会放大这种差异,并输出一个放大后的差动信号。
差动放大器通常由一个差动对和一个输出级组成。
差动对通常由两个晶体管或场效应管构成,这两个管子会分别放大两个输入信号。
输出级则用来将输入信号的差动信号转换成单端信号,以便输出到其他电路中。
从工作原理上来看,差动放大器利用两个输入信号之间的差异来实现放大效果。
这种差异可以是输入信号的幅度差异或者相位差异。
在输入信号的共模信号上放大器会进行抑制,以便提高输出信号的纯净度。
通过合理选取差动放大器的工作参数和外围元件,可以调整差动放大器的放大倍数、频率响应和输入输出阻抗等性能。
差动放大器常用于信号处理、音频放大、通信系统以及精密测量等领域,其优点包括高增益、低噪声、抗干扰能力强等。
总之,差动放大器通过放大不同输入信号之间的差异,实现对差动信号的放大和抑制共模信号的功能,从而提高放大器的性能和抗干扰能力。
它是一种常用的电子放大器电路,用于各种信号处理和放大的应用中。
第3章 电流源电路和差动(又称差分)放大电路内容提要:本章首先讨论常用在集成运放中的几种电流源的形式及其主要应用,然后讨论差动放大电路的工作原理及计算。
本章重点:1.镜像电流源、比例电流源、微电流源、I o 和I R 的计算。
2.典型差动放大电路的工作原理及计算。
学习要求:1.掌握电流源电路结构及基本特性,主要包括基本镜像电流源、比例电流源、微电流源,会分析其镜像关系及其输出电阻。
2.掌握差模信号、共模信号的定义与特点。
3.掌握长尾型和恒流源共模负反馈两种射极耦合,差动放大器的电路结构、特点,会熟练计算电路的静态工作点,熟悉电路的4种连接方式及输入输出电压信号之间的相位关系。
4. 要求会熟练分析差动放大器对差模小信号输入时的放大特性,共模抑制比。
会画出微变等效电路,会计算A Vd 、R id、R od 、K CMR 。
5.会运用晶体管工作在有源区时的大信号特性方程i c =I s exp(V be /V t )分析研究差动放大器的差模传输特性。
了解基本的差动放大器线性放大的输入动态范围和扩大线性输入动态范围的办法。
6.定性了解差动放大器的各种非理想特性,如输入失调特性、共模输入电压范围等。
3.1 电流源电路3.1.1 三极管电流源电流源是模拟集成电路中广泛使用的一种单元电路,如 图3.1.1所示。
对电流源的主要要求是:(1)能输出符合要求的直流电流I o 。
(2)交流电阻尽可能大。
图3.1.1 三极管电流源电路第3章 电流源电路和差动(又称差分)放大电路·129·三极管射极偏置电路由V CC 、R b1、R b2和R e 组成,当V CC 、R b1、R b2、R e 确定之后,基极电位V B 固定(I b 一定),可以推知I c 基本恒定。
从三极管的输出特性曲线可以看出:三极管工作在放大区时,I c 具有近似恒流的性质。
当I b 一定时,三极管的直流电阻CQ CEQ CE I VR =,V CEQ 一般为几伏,所以R CE 不大。
差动放大电路的原理
差动放大器的原理是利用两个对称输入信号进行放大,输出信号为两个输入信号的差值。
差动放大电路一般由一个差动放大器和一个负反馈电路组成。
差动放大器由两个输入端,分别接收两个对称的输入信号。
这两个输入信号经过放大器的放大作用后,输出两个放大的信号。
差动放大器的输出取决于两个输入信号的差异大小。
负反馈电路将差动放大器的输出信号与输入信号进行比较,并将差异信号放大器的输入端,实现对输出信号的修正。
通过不断修正差动放大器的输出,使得输入和输出之间的差异趋近于零,实现对输入信号的放大。
差动放大电路的原理可以简单概括为:通过抑制两个输入端之间的差异信号,只放大两个输入信号之间的差异部分,从而实现对差异信号的放大。
这样可以有效抑制共模干扰,提高信号的抗干扰能力,提高放大器的稳定性。
差动放大电路广泛应用于各种信号放大和处理电路中。
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。
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。