一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

1、加深理解差分放大器的工作原理與性能特點(diǎn)；

2、掌握差分放大器靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)整方法；

3、學(xué)習(xí)差分放大器動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的測(cè)量方法；

4、理解共模抑制比（ CMRR ）的含義。

二、實(shí)驗(yàn)儀器

雙蹤示波器 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

交流毫伏表 直流穩(wěn)壓源

數(shù)字萬(wàn)用表 子板-差分放大電路實(shí)驗(yàn)板

三 、實(shí)驗(yàn)電路

實(shí)驗(yàn)電路板

1、差分放大電路的幾種接法

差分放大電路有單端和雙端兩種輸入方式，其輸出端也有單端和雙端兩種輸出方式。電路的電壓放大倍數(shù)只與輸出方式有關(guān)，而與輸入方式無(wú)關(guān)。

（1）單端輸入：信號(hào)電壓ui僅由T1管A端輸入，而T2管B端接“地”。

（2）雙端輸入：可將兩路共“地”信號(hào)源分別輸入A端與B端。當(dāng) ui1 =–ui2時(shí)，完全為差模電壓輸入； ui1 =ui2時(shí)，則完全為共模電壓輸入。

一般地，可以出現(xiàn)ui**1 ≠ui2的情況，則可以理解為既有差模輸入，也有共模輸入。

（3）單端輸出：T1管單端輸出（ uo1 ），取自T1管的集電極對(duì)“地”電壓，輸入ui與輸出信號(hào)uo1反相；T2管單端輸出（ uo2 ），取自T2管的集電極對(duì)“地”電壓，輸入ui與輸出信號(hào)uo2反相。

單端輸出的放大倍數(shù)是單管放大的一半。

（4）雙端輸出：為T1管與T2管集電極之間的電壓，但因晶體管毫伏表測(cè)量信號(hào)時(shí)，其黑夾子只能接“地”，所以測(cè)量時(shí)分別對(duì)“地”測(cè)出uo1和 uo2 ，而 uo = u~o1 ~ ― * u o2 * 。

雙端輸出的放大倍數(shù)和單管放大相同。

（5）共模輸入：信號(hào)電壓ui可由A端輸入，將T1管輸入端A與T2管輸入端B連接在一起。而原來(lái)T2管B端接“地”的線必須斷開，否則會(huì)將信號(hào)源短路。AC為共模放大倍數(shù)，當(dāng)電路完全對(duì)稱，則A C ~ = 0， *KCMRR~* →∞，為理想情況。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

1、長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路

按圖4-1接線，將電路圖中RP1連接到R8。

（1）靜態(tài)測(cè)試：

調(diào)零： 由于電路不會(huì)完全對(duì)稱，當(dāng)輸入電壓為零（將A、B兩輸入端均接“地”）時(shí)，輸出不一定為零。通過調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RP，可以改變兩晶體管的靜態(tài)偏置。故調(diào)節(jié)RP時(shí)，用萬(wàn)用表直流電壓檔監(jiān)測(cè)差放電路輸出端，使雙端輸出電壓為零，即 UCQ1 = UCQ2 （ UCQ1 、UCQ2分別為T1和T2管集電極對(duì)“地”電壓）。

按表4-1測(cè)量并記錄T1和T2管的靜態(tài)工作點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路靜態(tài)調(diào)零

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路靜態(tài)UCQ1

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路靜態(tài)UCQ2

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路靜態(tài)UBQ1

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路靜態(tài)UBQ2

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路靜態(tài)UEQ1

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路靜態(tài)UEQ2

表4-1 長(zhǎng)尾式差放電路靜態(tài)數(shù)據(jù)

（2）動(dòng)態(tài)測(cè)試：

a、直流放大測(cè)試：

A5實(shí)驗(yàn)板左側(cè)直流信號(hào)源使用說明：電壓選擇按鍵為“彈出”狀態(tài)時(shí)，分別調(diào)節(jié)兩電位器旋鈕，兩路輸出信號(hào)均可在-5V～+5V范圍內(nèi)設(shè)定；電壓選擇按鍵按下時(shí)，兩路直流信號(hào)的可調(diào)范圍則為-0.5V～+0.5V。

可調(diào)直流電源

“雙入－雙出”工作模式的測(cè)量：

調(diào)節(jié)圖4-2所示直流信號(hào)源輸出電壓，使V**i1對(duì)地電壓為+0.1V（接 A點(diǎn) ）、V**i2為-0.1V（接 B點(diǎn) ），構(gòu)成直流差模信號(hào)輸入，然后用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量Vo數(shù)值并記錄于表4-2中。根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算單端輸出差模電壓放大倍數(shù)Aod1 、* A od *2以及雙端輸出差模電壓放大倍數(shù) A~od ~ 。

實(shí)驗(yàn)操作 -調(diào)Vi1為+0.10V

實(shí)驗(yàn)操作 -調(diào)Vi1為-0.10V

實(shí)驗(yàn)操作 -測(cè)量直流放大雙入-雙出Vod1

實(shí)驗(yàn)操作 -測(cè)量直流放大雙入-雙出Vod2

實(shí)驗(yàn)操作 -測(cè)量直流放大雙入-雙出差模輸出Vod

表4-2長(zhǎng)尾式差放電路動(dòng)態(tài)測(cè)試（直流放大）

b、交流放大測(cè)試：

輸入頻率為1kHz交流信號(hào) ui ，用示波器始終觀察輸入、輸出信號(hào)，記錄輸入與輸出信號(hào)之間的相位關(guān)系。再用交流毫伏表分別測(cè)量 uo1、uo2 。

按表4-3 分別測(cè)量差模動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算差模放大倍數(shù)。并將雙端輸出uo的波形繪制于圖4-3（a）中。

注意：

電子儀器使用時(shí)要共“地”，即示波器的晶體管毫伏表它們的黑夾子只能接在“┻”上。選用示波器兩個(gè)通道信號(hào)相減的功能觀察雙端輸出的波形。

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-ui單端輸入1KHz正弦波100mV有效值

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-單端輸入-單端輸出uo1

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-單端輸入-單端輸出uo1

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-單端輸入-單端輸出uo2

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-單端輸入-雙端輸出uod

長(zhǎng)尾式差放差模動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 表4-3

按表4-4分別測(cè)量共模動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算共模放大倍數(shù)及共模抑制比，并繪制雙端輸出uo的波形于圖4-3（b）中。

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-共模輸入ui

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-共模輸入-單端輸出uo1

實(shí)驗(yàn)操作 -長(zhǎng)尾式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-共模輸入-單端輸出uo2

長(zhǎng)尾式差放共模動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 表4-4

當(dāng)差模輸入信號(hào)過大時(shí)（u i =0.5V），會(huì)出現(xiàn)什么情況？用示波器觀察ui和uo波形，并將波形圖畫在圖4-4中。

2、恒流源差動(dòng)放大電路

按圖4-1接線，將原來(lái)RP1與R8間的連線斷開，使RP1與T3集電極相連。

（1） 靜態(tài)測(cè)試

關(guān)閉信號(hào)源，拆下信號(hào)線。當(dāng)輸入電壓為零時(shí)（將A、B兩端接“地”），測(cè)量并記錄恒流偏置電流I E ，其他靜態(tài)參數(shù)測(cè)量方法與前一內(nèi)容相同，不必再測(cè)。

實(shí)驗(yàn)操作 -恒流源式差分放大電路靜態(tài)調(diào)零

（2） 動(dòng)態(tài)測(cè)試

按表4-5分別測(cè)量差模動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并計(jì)算差模放大倍數(shù)。

按表4-6分別測(cè)量共模動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并計(jì)算共模放大倍數(shù)及共模抑制比。

注：測(cè)試方法可參照長(zhǎng)尾電路。僅觀察波形，不必畫波形圖。

實(shí)驗(yàn)操作 -恒流源式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-ui單端輸入1KHz正弦波20mV有效值

實(shí)驗(yàn)操作 -恒流源式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-單端輸入-單端輸出uo1

實(shí)驗(yàn)操作 -恒流源式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-單端輸入-單端輸出uo2

實(shí)驗(yàn)操作 -恒流源式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-單端輸入-雙端輸出uod

恒流源式差放差模動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 表4-5

實(shí)驗(yàn)操作 -恒流源式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-共模輸入ui

實(shí)驗(yàn)操作 -恒流源式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-共模輸入-單端輸出uo1

實(shí)驗(yàn)操作 -恒流源式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-共模輸入-單端輸出uo2

實(shí)驗(yàn)操作 -恒流源式差分放大電路動(dòng)態(tài)測(cè)試-共模輸入-單端輸出uoc

恒流源式差放共模動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 表4-6

五、預(yù)習(xí)要求

（1）觀察A5實(shí)驗(yàn)板電路結(jié)構(gòu)圖，確定圖4-1實(shí)驗(yàn)電路接線方案。

（2）理論計(jì)算靜態(tài)參數(shù)：設(shè)RP1的滑動(dòng)端在中點(diǎn)，管子放大倍數(shù)β=50，UBE=0.7V，當(dāng)輸入端A、B均接地時(shí)，計(jì)算差分電路靜態(tài)參數(shù)并將結(jié)果填入表4-1中。

（3）理論計(jì)算長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路在單端輸入，雙端輸出時(shí)電壓放大倍數(shù)A d ，并將數(shù)值填入表4-2中（計(jì)算時(shí)不可忽略RP1值）。

六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論估算值，并進(jìn)行誤差分析。

2、簡(jiǎn)要說明RE及恒流源電路的作用，總結(jié)比較兩種差放電路的主要特點(diǎn)。

七、思考題

1、“長(zhǎng)尾”差放的直流放大性能測(cè)試中，怎樣根據(jù)直流電壓測(cè)量數(shù)據(jù)換算出Vod1 、Voc1 ？如何確定它們的極性？

2、差放動(dòng)態(tài)測(cè)試中，為什么不能用毫伏表直接測(cè)量 uod ，而必須分別測(cè)取uod1和uod2 ，再經(jīng)計(jì)算得到 uod ？

3、“ CMRR ”的含義是什么？

4、輸入信號(hào)過大時(shí)，差分放大電路會(huì)出現(xiàn)什么情況？