实验四 差分放大器

差分放大器工作原理详细讲解Differential amplifiers, also known as difference amplifiers, are essential components in analog electronic circuits. They amplify the difference between two input signals while rejecting any common-mode signals present. They play a crucial role in filtering out noise and providing high common-mode rejection ratios. Differential amplifiers are commonly used in a variety of applications such as audio amplifiers, instrumentation amplifiers, and data acquisition systems.差分放大器，也称为差分放大器，是模拟电子电路中的重要组件。

它放大两个输入信号之间的差异，同时抑制任何共模信号。

它在滤除噪声和提供高共模抑制比方面发挥着至关重要的作用。

差分放大器通常用于各种应用，如音频放大器、仪器放大器和数据采集系统。

The differential amplifier works on the principle of amplifying the voltage difference between its two input terminals. When the two input signals are equal, the output voltage is ideally zero, providing common-mode rejection. This rejection of common-mode signals is achieved through the balanced configuration of the amplifier circuit,which amplifies only the difference between the two input voltages. By using matched transistors and resistors, the amplifier can effectively reject any signals that are common to both inputs.差分放大器的工作原理是放大其两个输入端之间的电压差。

[精编]差动放大器实验报告(1) 实验报告：差动放大器实验一、实验目的1.理解差动放大器的工作原理及特点。

2.掌握差动放大器的调整与测量方法。

3.通过实验，加深对模拟电路中放大器性能的理解。

二、实验原理差动放大器是一种对差模信号具有放大作用的放大器，它具有高输入阻抗、高共模抑制比、低零点漂移等优点，常用于模拟电路中的信号放大。

差动放大器主要由差分对管和负载电阻组成，通过对差分对管的基极电压进行适当调整，可以实现差模信号的放大。

三、实验步骤1.准备实验器材：差动放大器模块、信号源、示波器、万用表、导线若干。

2.连接实验电路：将差动放大器模块与信号源、示波器、万用表连接起来，构成完整的实验电路。

3.调整差动放大器：根据差动放大器的使用手册，调整差分对管的基极电压，使差动放大器工作在合适的状态。

4.输入信号：利用信号源产生一定幅度和频率的差模信号，输入到差动放大器的输入端。

5.观察输出信号：在示波器上观察差动放大器输出端的信号变化，记录下不同输入信号下的输出信号幅值和波形。

6.测量性能指标：利用万用表测量差动放大器的增益、共模抑制比等性能指标，并记录下测量数据。

7.分析实验结果：根据实验数据和观察结果，分析差动放大器的性能特点及工作原理。

四、实验结果与分析1.实验数据：2.结果分析：根据实验数据，我们可以看出，随着输入信号幅值的增加，输出信号幅值也相应增加，增益和共模抑制比也表现出良好的线性关系。

这表明差动放大器在放大差模信号的同时，能够有效地抑制共模信号，具有较高的信号保真度。

此外，通过观察示波器上的输出波形，我们发现差动放大器的输出信号波形具有良好的稳定性，没有出现明显的零点漂移现象。

这进一步验证了差动放大器在模拟电路中的重要作用。

五、实验结论通过本次实验，我们验证了差动放大器在模拟电路中的重要作用，包括放大差模信号、抑制共模信号、提高信号保真度以及减小零点漂移等。

此外，我们还发现，差动放大器的性能指标如增益和共模抑制比与输入信号的幅值和频率具有一定的关系。

一、实验目的1. 加深对差分放大电路性能及特点的理解。

2. 学习差分放大电路主要性能指标的测试方法。

3. 掌握差分放大电路的组装与调试技巧。

4. 分析差分放大电路在实际应用中的优势。

二、实验原理差分放大电路由两个结构相同、参数对称的共射放大电路组成，其核心原理是利用两个输入信号之间的差分来抑制共模信号，提高电路的共模抑制比（CMRR）。

差分放大电路具有以下特点：1. 差模放大：对差模信号有放大作用，对共模信号有抑制作用。

2. 共模抑制：提高CMRR，降低共模干扰。

3. 零点漂移抑制：通过调整电路参数，减小零点漂移。

4. 输出阻抗高：提高电路的驱动能力。

差分放大电路的原理图如下：```+---------+| Q1 | Q2+---------+ +---------+| || |+-------+ +-------+| | | || R1 | | R2 || | | |+-------+ +-------+| || |+---------+||V+-------+| || Vout || |+-------+```三、实验设备及器材1. 模拟电路实验箱2. 实验线路板3. 万用电表4. 信号发生器5. 示波器6. 线路连接线四、实验过程及数据记录1. 按照原理图搭建差分放大电路。

2. 调整电路参数，使电路工作在最佳状态。

3. 使用信号发生器输入差模信号和共模信号，观察输出波形。

4. 测量差模电压放大倍数、共模电压放大倍数、共模抑制比等性能指标。

5. 记录实验数据。

五、数据处理与分析1. 分析差模电压放大倍数、共模电压放大倍数、共模抑制比等性能指标与理论值的差异。

2. 分析电路参数对性能指标的影响。

3. 总结差分放大电路在实际应用中的优势。

六、实验结论1. 通过本次实验，加深了对差分放大电路性能及特点的理解。

2. 掌握了差分放大电路主要性能指标的测试方法。

3. 熟悉了差分放大电路的组装与调试技巧。

差动放大器实验报告实验报告：差动放大器的原理与应用一、实验目的1.了解差动放大器的基本原理；2.学习差动放大器的性能参数评价与测量方法；3.熟悉差动放大器的应用。

二、实验原理1.差动放大器的基本电路为共射器差动放大电路。

它由两个相同的共射放大器和一个共同的负载电阻组成。

两个BJT管分别驱动同一负载电阻，其发射极相互连接。

通过负载电阻可以得到差模和共模信号。

其中，差模信号为两个输入信号之差，而共模信号为两个输入信号之和。

2.差动放大器的性能参数主要包括共模抑制比、增益、输入电阻和输出电阻。

其中，共模抑制比指的是差动放大器对于共模信号的抑制能力；增益指的是差动放大器对于差模信号的放大能力；输入电阻指的是差动放大器对于输入信号的电阻特性；输出电阻指的是差动放大器对于输出信号的电阻特性。

三、实验步骤1.接线：按照电路图将差动放大器电路搭建起来。

2.测量差动放大器的直流工作点：使用万用表测量差动放大器电路的直流电压，包括两个BJT管的发射极电压、基极电压和集电极电压。

3.测量差动放大器的交流性能参数：（1）输入特性测量：使用函数信号发生器作为输入信号源，测量输入信号和输出信号的电压，绘制输入特性曲线。

（2）共模抑制比测量：使用函数信号发生器分别给两个输入端口施加共模信号和差模信号，测量输出信号的电压，计算共模抑制比。

（3）增益测量：使用函数信号发生器分别给两个输入端口施加差模信号，测量输出信号的电压，计算增益。

（4）输入、输出电阻的测量：使用函数信号发生器施加信号，通过分析输入、输出端口的电流和电压变化，测量输入、输出电阻。

四、实验结果与分析1.直流工作点测量结果如下表所示：左端BJT管，发射极电压，基极电压，集电极电压:----------:，:----------:，:--------:，:--------:Q1，1.23V，0.72V，6.68VQ2，1.30V，0.75V，6.42V这里插入图片从图中可以看出，当输入信号的幅值逐渐增大时，输出信号的幅值也随之增大，但存在一个饱和区，超过该区域输入信号的幅值不再增大。

1. 差分放大器的结构、特点及作用 特点：差分信号作为输出可以增大最大输出压摆。

差分工作模式，能很好抑制环境噪声（如电源噪声），即所谓的共模抑制。

虽然这是以电路面积为代价的，但对于在单端模式时采用其它的方法来抑制环境噪声的干扰的电路面积而言还是较小的。

差分电路还具有偏置电路简单和线性度高等优点。

结构： 应用：2. 基本差分对中的尾电流源的作用为差分对提供一个电流源I S ，以使差分对具有固定的尾电流，从而产生独立于输入共模信号V ic 的电流I D1+I D2。

在共模输入时差分对管的工作电流I D1=I D2= I S /2，并且保持恒定； 同理，其共模输出电平也保持恒定，且其值为V DD -RI S /2（R 为负载等效电阻）。

解决了由于差分对管在共模输入时的工作电流变化引起非线性及输出信号失真等。

3. 各类差分放大器的增益（共模增益、差模增益）、输入输出共模电平范围、线性增益区的范围（对所给电路图分析计算）V i1V i2V i1V i2双端输入双端输出时的差模电压增益 双端输入单端输出差模电压增益在理想情况下，由于电路的完全对称性，则当输入共模信号时，由于引起差分对管的每边的输出电压的变化量相等，双端输出的电压为0，故电压增益为0。

理想情况下，单端输出共模小信号增益也为0。

4. 各类差分放大器的失调分析（失调的表示方式、原因，减小失调的方法） P83减小由于输入差分对管不对称所引起的输入失调电压a 、减小输入差分对管MOS 管的阈值电压差，一种有效的方法就是采用离子注入工艺，使输入差分对管的阈值电压一致性较好。

b 、减小失调误差的另一种方法是减小由于差分对管的几何尺寸的不对称引入的误差，这可以增大差分对管的尺寸，从而减小ΔW/W 与ΔL/L 的值（但这会造成输入差分对管具有大的寄生电容）来实现，并且通过提高光刻精度以减小ΔW/W 与ΔL/L 的误差值。

5. 差分放大器共模抑制能力的表示方式共模抑制比CMRR 表示差分放大器的共模抑制能力，CMRR 定义为放大器的差模信号电压增益与共模信号电压增益之比。

差动放大器实验报告一、前言差动放大器是一种常见的电路，广泛应用于仪器仪表、通信、音频等领域。

它的主要作用是实现信号的放大和传输。

本文将介绍差动放大器实验的操作流程、结果分析及实验感悟。

二、实验目的1、了解差动放大器原理。

2、掌握差动放大器的实际应用。

3、实现差动放大器的搭建和测试。

三、实验器材1、操作板。

2、备注信号发生器。

3、万用表。

4、示波器。

5、电阻箱。

4、实验原理差动放大器是一种比较常见的电路，由于其技术特点以及应用场合的限制，在其设计和应用过程中，需要做出一些规定。

这些规定包括：输入和输出的连接方式、输出端基准点的接地方式、引脚连接以及电路参数的设定等。

差动放大器的原理如图所示：5、实验步骤1、搭建差动放大器电路。

2、将函数信号发生器的输出接到差分输入终端。

3、将差动放大器的输出接到示波器的A输入端，并将示波器的A端接地。

4、开启函数信号发生器和示波器。

5、调整函数信号发生器的输出频率，观察示波器屏幕上波形的形状和幅度。

6、将信号发生器输出的电压分别变化，观察示波器屏幕上波形的大小和变化情况。

6、实验结果分析通过上述实验步骤，我们对差动放大器的原理有了一定的了解。

在实验过程中，我们可以发现，随着信号的变化，示波器屏幕上的波形也会相应地变化。

实验结果表明，当我们将信号发生器的输出电压降低到一定的值之后，差动放大器的输出电压就会开始出现偏差。

这说明差动放大器的输出电压是与输入电压的变化相对应的。

此外，我们还检测了差动放大器的输入电阻和输出电阻。

实验结果表明，输入电阻为几兆欧姆，输出电阻为几千欧姆。

7、实验感想本次差动放大器实验，使我们更加深入地了解了差动放大器的电路结构、原理和应用。

它不仅可以在现代科技产业中得到广泛的应用，还可以在日常生活中用于放大音乐、电视、电影等娱乐设备中的音频信号。

在实验过程中，我们还学习了如何搭建电路、连接电器、使用万用表和示波器等实验操作技能，使我们更加具备了解决实际问题的能力。

实验四、差动放大器一、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、实验原理与内容：图4－1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K 拨向左边时，构成典型的差动放大器。

调零电位器R P 用来调节T 1、T 2管的静态工作点，使得输入信号U i ＝0时，双端输出电压U O ＝0。

R E 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。

图4－1 差动放大器实验电路当开关K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。

它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E ，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。

1、静态工作点的估算 典型电路EBEEE E R U U I -≈ （认为U B1＝U B2≈0）E C2C1I 21I I ==恒流源电路E3BEEE CC 212E3C3R U )U (U R R R I I -++≈≈C3C1C1I 21I I ==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U O ，调节调零电位器R P ，使U O ＝0。

调节要仔细，力求准确。

②、测量静态工作点零点调好以后，用直流电压表测量T 1、T 2管各电极电位及射极电阻R E 两端电压U RE ，记入表4－1。

2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数当差动放大器的射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。

双端输出: R E ＝∞，R P 在中心位置时，Pbe B CiO d β)R (121r R βR △U △U A +++-== 单端输出 d i C1d1A 21△U △U A ==d i C2d2A 21△U △U A -==当输入共模信号时，若为单端输出，则有若为双端输出，在理想情况下： 0△U △U A iOC ==实际上由于元件不可能完全对称，因此A C 也不会绝对等于零。

差分放大器的原理嘿，小伙伴们！今天咱们来聊一聊差分放大器的原理，这听起来有点高大上，但其实没那么难理解啦。

想象一下，你在一个特别吵闹的集市上，你想和朋友聊天。

周围的嘈杂声就像是干扰信号，而你们俩之间清晰传达的话语就是我们想要的有用信号。

差分放大器干的事儿呢，就有点像帮你们从这一堆乱糟糟的声音里，把彼此的对话单独拎出来放大，让你们能听清楚。

差分放大器有两个输入端，咱们就叫它们A端和B端吧。

这两个输入端就像两个耳朵，都在接收信号。

这信号呢，可以是各种各样的，比如电压信号。

那它是怎么把有用的信号放大，把那些干扰信号去掉的呢？这里面就有个很有趣的数学关系。

假设A端接收到的电压是V1，B端接收到的电压是V2。

差分放大器主要放大的是这两个电压的差值，也就是Vd = V1 - V2。

这就好比两个人说话声音大小不一样，咱们关心的是他们声音大小的差别，而不是各自声音的绝对值。

比如说，A端的电压是5伏，B端的电压是3伏，那么这个差值Vd就是2伏。

差分放大器就会把这个2伏的差值按照一定的倍数放大。

这个倍数呢，就是差分放大器的放大倍数，就像一个魔法放大镜，能把这个差值变得更大。

再来说说差分放大器为什么能抵抗干扰。

还是回到那个集市的例子，周围的嘈杂声对你们两个人的影响几乎是一样的，就像干扰信号同时加到A端和B端。

因为差分放大器关注的是V1 - V2，这种同时加到两个输入端的干扰信号，在做减法的时候就被减掉了，就好像干扰声音同时进入两只耳朵，但是大脑能识别出这是干扰，然后把它过滤掉一样。

从电路的角度来看，差分放大器里面有很多电子元件，像晶体管之类的。

这些元件就像是一个个小助手，它们相互配合，根据V1和V2的差值，调整输出的电压。

就像一个小团队，大家分工合作，最终实现把电压差值放大的目标。

比如说，有一个简单的差分放大器电路，它里面的晶体管会根据V1和V2的微小变化，改变电流的大小，从而改变输出电压。

这个过程是很精确的，就像一个超级精密的小机器在工作。

模拟电路差分放大器差分放大器是模拟电路中常见的一种放大电路，它能够将输入信号放大并产生相对输出信号。

本文将介绍差分放大器的原理、结构、工作方式以及应用领域，并探讨其特点和优势。

一、差分放大器的原理差分放大器是基于差动放大器的原理设计而成的，它由两个互补的放大器组成。

一个放大器接收正输入信号，另一个放大器接收负输入信号，然后两个放大器的输出信号进行相减，得到差分放大器的输出信号。

差分放大器的输入是通过差模输入来实现的，即正输入端和负输入端之间的电压差。

当输入端电压差趋近于零时，差分放大器的增益最大，输出信号最稳定。

二、差分放大器的结构差分放大器通常由三个主要部分组成：差分输入级、差分放大级和输出级。

1. 差分输入级：差分输入级由两个输入晶体管组成，一个用于接收正输入信号，另一个用于接收负输入信号。

这两个晶体管通过共射极的方式连接，并通过电流镜电路进行偏置。

2. 差分放大级：差分放大级通常由驱动晶体管和负载电阻组成。

驱动晶体管将输入信号放大，并传递给负载电阻。

3. 输出级：输出级通常由一个共射放大器组成，它对差分放大级输出的信号进行进一步放大，并将其传递给负载电阻，最终得到输出信号。

三、差分放大器的工作方式差分放大器的工作方式可分为静态工作和动态工作两种情况。

1. 静态工作：在静态工作状态下，差分放大器会将输入信号放大，并产生相对输出信号。

此时输入信号的幅度较小，通常在毫伏级别，差分放大器的增益较大。

2. 动态工作：在动态工作状态下，差分放大器可以应对更大幅度的输入信号，通常在几伏至数十伏之间。

差分放大器能够放大差模信号，同时将共模信号抑制到最小，保持输出的稳定性。

四、差分放大器的应用领域差分放大器在模拟电路中具有广泛的应用领域，常见的包括：1. 信号放大：差分放大器可用于放大微小信号，如传感器输出的低电压信号。

2. 通信系统：差分放大器可用于实现高速数据传输和抑制噪声干扰。

3. 模拟滤波：差分放大器可用于模拟滤波器的设计，滤除不需要的频率成分。

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 0~30V,3Ax2CH/0~5V,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，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。

差分放大器的工作原理(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--差分放大器的工作原理差分放大器也叫差动放大器是一种将两个输入端电压的差以一固定增益放大的电子放大器，有时简称为“差放”。

差分放大器通常被用作功率放大器（简称“功放”）和发射极耦合逻辑电路 (ECL, Emitter Coupled Logic) 的输入级。

如果Q1 Q2的特性很相似，则V a,V b将同样变化。

例如，V a变化+1V，V b也变化+1V，因为输出电压VOUT=V a-V b=0V,即V a 的变化与V b的变化相互抵消。

这就是差动放大器可以作直流信号放大的原因。

若差放的两个输入为，则它的输出V out为：其中Ad是差模增益 (differential-mode gain)，Ac是共模增益 (common-mode gain)。

因此为了提高信/噪比，应提高差动放大倍数，降低共模放大倍数。

二者之比称做共模仰制比（CMRR, common-mode rejection ratio）。

共模放大倍数AC可用下式求出：A c=2R l/2R e通常以差模增益和共模增益的比值共模抑制比 (CMRR, common-mode rejection ratio) 衡量差分放大器消除共模信号的能力：由上式可知，当共模增益Ac→0时，CMRR→∞。

Re越大，Ac就越低，因此共模抑制比也就越大。

因此对于完全对称的差分放大器来说，其Ac = 0，故输出电压可以表示为：所谓共模放大倍数，就是V a，V b输入相同信号时的放大倍数。

如果共模放大倍数为0，则输入噪声对输出没有影响。

要减小共模放大倍数，加大R E就行通常使用内阻大的恒流电路来带替R E差分放大器是普通的单端输入放大器的一种推广，只要将差放的一个输入端接地，即可得到单端输入的放大器。

很多系统在差分放大器的一个输入端输入反馈信号，另一个输入端输入反馈信号，从而实现负反馈。