集成差分放大电路的设计

7.6集成差分放大电路的设计

7.6.1实验任务：

7.6.1.1基本功能实现

设计三个差分放大电路分别为：单运放差分放大器、双运放差分放大器、三运放差分放大器。实现零点漂移抑制，差分放大。

要求:

（1）自行设计输入信号源，0-2V幅值连续可调；

（2）测出差分放大的实际倍数，并实现多种倍数可调；

（3）三种差分放大器的输入输出阻抗测定（负载可用100Ω电阻）；

（4）计算出三种电路的共模抑制比是多少。

7.6.1.2扩展功能与创新

（1）能设计出相应的显示电路，对于放大倍数和输入输出电压进行显示；

（2）三运放的差分放大电路的输入阻抗大，通过外围器件设计，使单双运放也能有角的的输入阻抗。

7.6.2预习提示：

7.6.2.1参考系统框图：

图7.6.2.1差分放大器电路原理框图

7.6.2.2 主要参考电路图：

以下电路图仅供参考，请在掌握原理前提下进行改变运用，不用一定要用下面的电路

单运放差分放大器：

差分接法:差分放大电路（图7.6.2.2.1）的输入信号是从集成运放的反相和同相输入端引入，如果反馈电阻RF等于输入端电阻R1 ，输出电压为同相输入电压减反相输入电压，这种电路也称作减法电路。

图7.6.2.2.1 单运放差分放大电路

双运放差分放大器：

采用两个OPA2379构成的差分放大器电路：

图7.6.2.2.2 双运放差分放大电路三运放差分放大器：

图为高输入阻抗差分放大器,应用十分广泛.从仪器测量放大器,到特种测量放大器,几乎都能见到其踪迹。

图7.6.2.2.3 三运放差分放大电路

从图中可以看到A1、A2两个同相运放电路构成输入级，在与差分放大器A3串联组成三运放差分防大电路。电路中有关电阻保持严格对称,具有以下几个优点: (1)A1和A2提高了差模信号与共模信号之比,即提高了信噪比;

(2)在保证有关电阻严格对称的条件下,各电阻阻值的误差对该电路的共模抑制比K CMRR 没有影响;

(3)电路对共模信号几乎没有放大作用,共模电压增益接近零。 因为电路中R1=R2、 R3=R4、 R5=R6 ，故可导出两级差模总增益为：

3

5P 1p i2i1o

vd R R R 2R R u u u A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=-=

通常，第一级增益要尽量高，第二级增益一般为1~2倍，这里第一级选择100倍，第二级为1倍。则取R3=R4=R5=R6=10K Ω,要求匹配性好，一般用金属膜精密电阻，阻值可在10K Ω~几百K Ω间选择。则

A vd =(R P +2R 1)/R P

先定R P ，通常在1K Ω~10K Ω内，这里取R P ＝1K Ω，则可由上式求得R 1=99R P /2=49.5K Ω

取标称值51KΩ。通常R S1和R S2不要超过R P/2，这里选R S1＝ R S2＝510，用于保护运放输入级。A1和A2应选用低温飘、高K CMRR的运放，性能一致性要好。