武汉大学差动放大电路实验报告

武汉大学计算机学院教学实验报告

课题名称:     电工实验      专业:计算机科学与技术   20## 年  12 月  14 日

 

第二篇:差动放大电路_实验报告

实验五 差动放大电路

(本实验数据与数据处理由果冻提供,仅供参考,请勿传阅.谢谢~)

一、实验目的

  1、加深对差动放大器性能及特点的理解

  2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法

  二、实验原理

RP用来调节T1、T2管的静态工作点, Vi=0时, VO=0。RE为两管共用的发射极电阻, 它对差模信号无负反馈作用,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,可以有效抑制零漂。

差分放大器实验电路图

 三、实验设备与器件

  1、±12V直流电源      2、函数信号发生器

  3、双踪示波器        4、交流毫伏表

  5、直流电压表

  6、晶体三极管3DG6×3, T1、T2管特性参数一致,或9011×3,电阻器、电容器若干。

  四、实验内容

1、 典型差动放大器性能测试

开关K拨向左边构成典型差动放大器。

  1) 测量静态工作点

  ①调节放大器零点

信号源不接入。将放大器输入端A、B与地短接,接通±12V直流电源,用直流电压表测量输出电压VO,调节调零电位器RP,使VO=0。

②测量静态工作点

再记下下表。

2) 测量差模电压放大倍数(须调节直流电压源Ui1=0.1V ,Ui2=-0.1V)

3) 测量共模电压放大倍数

 

(理论上Uc1-Uc2=Uo双 ,由此可检验数据的准确性,但误差也是不可避免的)

理论计算:(r be=3K  .=100.  Rp=330Ω)

静态工作点:

=1.153mA

IcQ=Ic3/2=0.577mA,      IbQ=Ic/=0.577/100=5.77uA

UCEQ=Vcc-IcRc+UBEQ=12-0.577*10+0.7=6.93V

双端输出:(注:一般放大倍数A的下标d表示差模,下标c表示共模,注意分辨)

=-33.71

Ac双 =0.

单端输出:

 =-16.86,      =16.86 

 

(参考答案中的Re=10K ,而Re等效为恒流源电阻,理想状态下无穷大,因此上式结果应为0.读者自己改一下)

实测计算:(注:本实验相对误差不做数据处理要求,下面给出的仅供参考比对数据)

静态工作点:

Ic1Q=(Vcc-Uc1)/Rc1=(12-6.29)/10mA=0.571mA        Ic2Q=0.569mA

Ib1Q= IcQ/=0.571/100mA=5.71uA                  Ib2Q=5.69uA

UC1E1Q=UC1-UE1=6.29-(-0.61)=6.90V                  UC2E2Q=6.92V

差模放大倍数:(Ui=Ui1-Ui2=+0.2V)  (注:放大倍数在实测计算时,正负值因数据而异~!)

Ad1=(Uc1差模-Uc1)/(Ui-0)=(10.08-6.29)/(0.2-0)=18.95         

Ad2=(Uc2差模-Uc2)/(Ui-0)=-18.80

Ad双=Uo双/Ui=7.46/0.2=37.3

相对误差计算  (||Ad|-|Ad||)/|Ad|

rd1=|16.86-18.95|/16.86=12.4%     rd2=|16.86-18.80|/16.86=10.9%     rd=10.6%

共模放大倍数:(Ui=+0.1V)

Ac1=(Uc1共模-Uc1)/Ui=(6.29-6.29)/0.1=0

Ac2=(Uc2共模-Uc2)/Ui=(6.31-6.31)/0.1=0

Ac双=Uc双/Ui=-0.02/0.1=-0.2          (Ui=-0.1V时同理)

共模抑制比:

CMRR=|Ad双/Ac双|=|37.3/(-0.2)|=186.5

4.单端输入(注:上面实验中差模与共模接法均为双端输入,详见最后分析)

(正弦信号的Uc1=Uc2)

Ui=+0.1V时

Ac1=(4.76-6.29)/0.1=-15.3

Ac2=(7.84-6.31)/0.1=15.3

Ao=(-3.70/0.1)=-37.0

Ui=-0.1时

Ac1=(8.13-6.29)/(-0.1)=-18.4

Ac2=(4.47-6.31)/(-0.1)=18.4

Ao=3.64/(-0.1)=-36.4

正弦信号时(注:部分同学的输入电压可能为500mV,处理时请注意)

Ac1=(0.32-6.29)/0.05=-119.4

Ac2=(0.32-6.31)/0.05=-119.8

分析部分:(注:只供理解,不做报告要求)

Vi、Vo、Vc1和Vc2的相位关系

其中Vi、Vc1同相,Vi、Vc2反相,Vc1、Vc2反相。

Re的作用:Re作为T1和T2管的共用发射极电阻,对差模信号并无负反馈,但对共模有较强负反馈,可以有效抑制共模信号,即可以有效抑制零漂,稳定工作点。

恒流源(书上P165-166有介绍):恒流源作为负载时交流电阻很大,所以当用恒流源代替Re时,可以使差模电压增益由输出端决定 ,而和输入端无关。从数据中可以看到,用恒流源作负载时,抑制共模信号的能力大大提高了。

   

输入差模信号时Ui1=+0.1V , Ui2=-0.1V     输入共模信号时Ui1=Ui2=+0.1V或-0.1V

因为Ui1与Ui2均有信号输入,所以差模信号与共模信号属于双端输入

(输出方式则如图所示,只测一端电压Uoi为单端输出,测两端电压Uo则为双端输出)

单端输入时(注:Ui2此时接地)

接直流电压源Ui1=+0.1V或-0.1V   而Ui2=0

接交流电压源Ui1=50mV或500mV  而Ui2=0

即Ui1与Ui2只有一端输入信号,因此称为单端输入

(如有错漏与不理解处,致电683983 ,以便修正)

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