《实验八差分放大器实验报告》由会员分享,可在线阅读,更多相关《实验八差分放大器实验报告(5页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、差分放大电路实验报告姓名:黄宝玲班级:计科1403学号:201408010320实验摘要(关键信息)实验目的:由于差分放大器是运算放大器的输入级,清楚差分放大电路的工作原理,有助于理解运放的工作原理和方式。通过实验弄清差分放大器的工作方式和参数指标。这些概念有:差模输入和共模输入;差模电压增益Avd和共模电压增益Avc;共模抑制比Kcmr。实验内容与规划:1、选用实验箱上差分放大电路;输入信号为Vs=300mV,f=3KHz正弦波。2、发射极先接有源负载,利用调零电位器使得输出端电压Vo=0。(Vo=Vc1-Vc2)3、在双端输入和单端输入差模信号情况下,分别测量双端输出的输入输出波形,计算各
2、自的差模放大倍数Avd。4、在双端输入共模信号情况下,分别测量双端输出的输入输出波形,计算双端输出共模放大倍数Avc。5、计算共模抑制比Kcm R 。最好作好记录表格,因为要记录的数据较多。电路中两个三极管都为9013。实验环境(仪器用品等)1. 仪器:示波器(DPO 2012B 100MHZ 1GS/s) 直流电源(IT6302 030V,3Ax2CH/05V,3A) 台式万用表(UT805A)模拟电路实验箱(LTE-AC-03B)。2、所用功能区:单管、多管、负反馈放大电路。实验原理和实验电路1、实验原理: 差分电路是具有这样一种功能的电路。该电路的输入端是两个信号的输入,这两个信号的差值
3、,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。概念梳理:差模和共模是对于差动放大电路的两个输入端而言的。A)差模输入:差动放大电路的两管基极输入的信号幅度相等、极性相反,这样的信号称为差模信号,这样的输入称为差模输入。 差模信号Vid:即差模输入的两个输入信号之差。B)共模输入:差动放大电路的两管基极输入的信号幅度相等、极性相同,这样的信号称为共模信号,这样的输入称为共模输入。 共模信号Vic:即共模输入的两个输入信号的算数平均值。C)差模电压增益Avd:指差动放大电路对差模输入信号的放大倍数。差模电压增益越大,放大电路的性能越好。=D)共模电压增益Avc:指差动放大电路对共模
4、输入信号的放大倍数。共模电压增益越小,放大电路的性能越好。=E)共模抑制比Kcmr:指差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比,它表明差动放大电路对共模信号的抑制能力。 =20lg|(dB) =| 2、实验电路: 上图是差动放大器的基本结构。 它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当开关SW1拨向左边时,构成典型的差动放大器。调零电位器RV1用来调节Q1、Q2管的静态工作点,使得输入信号Ui0时,双端输出电压UO0。R7为两管共用的发射极电阻, 它对差模信号无负反馈作用,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。实验步骤和数据记录1、
5、 设置信号发生器信号幅值频率偏移量相位Ch1300 mV3 KHz0180Ch2300 mV3 KHz002、 调试输出波形直接将信号源输出端接到示波器输入端,若两输出波形没对齐,则用信号发生器的“同相位”功能键对齐。注意输出信号的相位分别为0和180得到反相信号。图中1、2输出分别为两输出信号的单端输出Vo1、Vo2,M为输出信号1减去输出信号2的值(用这种方法计算出双端输出Vo的值)。由于ch1和ch2等大反相,因此双端输出V0 = 2*V1 = 600 mV ,波形输出正确。3、 调零在电路接入信号前,用电位器测量Vo1、Vo2之间的电压,使=( Vo1-Vo2)=04、 测单端差模输入
6、时的双端输出A端接信号ch1,B端接地,测得输出波形如图最大值最小值峰峰值Vod单3.56 V-4.04 V7.60 V5、 测双端差模输入时的双端输出A端接信号ch1,B端接ch2,测得输出波形如图最大值最小值峰峰值Vod双7.2 V-8.0 V15.2 V6、 测双端共模输入时的双端输出A端接信号ch1,相位为0;B端接ch2,相位也为0。测得输出波形如图最大值最小值峰峰值Voc40 mV-16.0 mV200 mV实验结果计算和分析单端差模输入双端差模输入双端共模输入Vod单Ui单Avd单Vod双Ui双Avd双VocUiAvc7.6 V300 mV25.3315.2 V600 mV25.
7、3320 mV300 mV0.067CMRR =|Avd/Avc|=378.111、由于双端差模输入的两个输入信号大小相等、方向相反,此时Uipp=Ui1ppUi2pp=600 mV2、由于双端差模输入的Ui双 = 2*Ui单,因此Vod双 = 2*Vod单3、在差分放大器或集成运算放大器的输入级完全对称时(如本次实验电路图),共模增益应趋于零。实验测得为0.067,还是有一些误差,因此得到的共模抑制比也不是特别理想。实验总结1、 示波器输入信号线的地极要与实验箱的地极公共,否则它们没有相同的基准,也就没有相同的参考电压,波形会不稳定。2、 用示波器测双端输出时,我们用到示波器的运算功能(即M键),本次实验用到减法运算,用输出信号一减输出信号二。当然还可以做加法和乘法运算。3、 由于双端差模输入时两输入信号反向,因此Uipp=Ui1pp-Ui2pp=600 mV,相位与Ui1pp同相。4、 由于实验器材的原因,测得的共模抑制比不算很大,只有378左右,理想的话应该有1千多。