差分放大电路

差分运放放大电路公式差分运放（Differential Amplifier）是一种常用的放大电路，其主要功能是将输入信号进行放大和差分运算。

差分运放放大电路的公式是指用来描述其输入输出关系的数学表达式，它是电路设计和分析的基础。

差分运放放大电路的公式可以用以下方式表示：Vout = Ad*(V2 - V1) + Vcm其中，Vout 表示输出电压，Ad 表示差分增益，V2 和 V1 分别表示差分输入信号的电压，Vcm 表示共模电压。

差分运放放大电路的公式可以分为两部分来理解，一部分是差分输入信号的放大，另一部分是对共模信号的处理。

差分运放放大电路对差分输入信号进行放大。

差分输入信号是指两个输入信号之间的差值，即 V2 - V1。

通过差分放大器的放大作用，这个差值可以被放大为输出电压的一部分。

差分增益 Ad 表示了差分放大器的放大倍数，它可以决定放大器对差分输入信号的放大程度。

差分运放放大电路还对共模信号进行处理。

共模信号是指两个输入信号的平均值，即 (V2 + V1)/2。

由于差分运放器是差分放大器，它会对共模信号进行抑制或滤除。

然而，在实际的电路中，共模信号往往无法完全消除，会在输出端产生一个与共模信号相关的偏置电压。

这个偏置电压就是公式中的 Vcm。

差分运放放大电路的公式是非常重要的，它可以帮助我们理解电路的工作原理，并进行电路的设计和分析。

在实际的应用中，我们可以根据具体的需求选择合适的差分增益和共模电压，来实现不同的功能和性能。

需要注意的是，在实际的电路设计中，差分运放放大电路的公式通常只是一个理想化的模型，实际电路中会存在各种非线性和失真因素，需要进行更加复杂的分析和计算。

此外，差分运放放大电路还需要配合其他电路组成完整的系统，如输入滤波电路、输出级等。

差分运放放大电路的公式是电路设计和分析的基础，它描述了电路的输入输出关系。

通过理解和运用这个公式，我们可以更好地设计和优化电路，实现各种不同的功能和性能要求。

基本差分放大电路详解：
差分放大电路是一种电子电路，通过对两个相同型号的管子的共模输入信号进行放大，实现差分信号的放大。

这种电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如通信、测量、计算机等。

差分放大电路由两个完全对称的共射放大电路组成，每个管子的参数完全一样，温度特性也完全相同。

这两个管子的集电极分别接在一起，并通过公共电阻Ree 进行供电。

这样做的目的是使两个管子的工作点相同，从而减小了零点漂移的影响。

差分放大电路的特点包括：
1.抑制零点漂移：由于电路的对称性，差分放大电路可以有效地抑制零点漂移，提高
了电路的稳定性。

2.差模信号放大：差分放大电路主要对差模信号进行放大，这种信号是由两个输入端
输入大小相等、极性相反的信号组成的。

3.抑制共模信号：差分放大电路对共模信号有抑制作用，共模信号是指大小相等、极
性相同的两个信号。

差分放大电路在直接耦合电路和测量电路的输入端中有着广泛的应用。

由于其具有对称性，可以有效地稳定静态工作点，同时具有抑制共模信号的作用。

在实践中，为了获得更好的性能，可以采用适当的负反馈和温度补偿措施。

差分放大电路公式(一)差分放大电路公式1. 差动增益公式•差动放大器的增益定义为差模输入电压与差模输出电压的比值：Ad = (Vout+ - Vout-) / (Vin+ - Vin-)•其中，Vin+和Vin-分别表示正输入与负输入的电压，Vout+和Vout-分别表示正输出与负输出的电压。

2. 共模增益公式•共模放大器的增益定义为共模输入电压与共模输出电压的比值：Ac = (Vout+ + Vout-) / (Vin+ + Vin-)•其中，Vin+和Vin-分别表示正输入与负输入的电压，Vout+和Vout-分别表示正输出与负输出的电压。

3. 差模增益与共模增益比值公式•增益差值定义为差动增益与共模增益的比值：CMRR = Ad / Ac•其中，CMRR表示共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio）。

4. 差模输入电阻公式•差模输入电阻定义为差模输入电压与差模输入电流的比值：Rin = (Vin+ - Vin-) / Iin•其中，Vin+和Vin-分别表示正输入与负输入的电压，Iin表示差模输入电流。

5. 差模输出电阻公式•差模输出电阻定义为差模输出电压变化与差模输出电流变化的比值：Rout = dVout / dIout•其中，dVout表示差模输出电压变化，dIout表示差模输出电流变化。

举例说明假设我们有一个差分放大电路，如下图所示：R1 R2Vin+ -----/\/\/\/\------|---- RL| |Vin- -----/\/\/\/\------ VoutR3 R4其中，R1、R2、R3、R4为电阻，Vin+和Vin-为正输入与负输入的电压，Vout为输出电压。

我们可以根据上述公式计算出该差分放大电路的性能指标：1.差动增益（Ad）：根据差分放大电路公式，我们可以测量Vin+和Vin-的变化，并记录Vout+和Vout-的变化，然后计算出Ad的值。

电桥差分放大电路
电桥差分放大电路（Bridge Differential Amplifier Circuit）是一种常用于测量和放大微小信号的电路结构。

它通常由四个电阻和至少一个差分放大器构成，具有差分输入和单端输出的特点。

电桥差分放大电路的基本原理是通过电桥的非平衡输出信号来检测并放大输入信号。

电桥通常由两个垂直的电阻和两个平行的电阻组成，其中一个势点用作输入信号，另一个势点作为参考点。

当输入信号应用到电桥中时，如果存在差异或非平衡，即输入信号与参考电平之间的差异，则会产生一个差分电压。

这个差分电压被传输到差分放大器中进行放大。

差分放大器通常是由一个差分对组成，包括两个晶体管（或运算放大器）和与之配套的电流源。

差分放大器通过放大电桥的差分输入信号，并输出到单端输出端，这样就可以获得输入信号的放大版本。

电桥差分放大电路在测量和控制应用中非常常见，特别是在传感器信号检测和放大、变量测量、噪声抑制等方面。

它能够提供较高的信号放大增益和较好的抗干扰能力，使得在微弱的信号条件下仍能得到准确和可靠的输出结果。

需要注意的是，电桥差分放大电路的设计和调整需要对电桥网络和差分放大器的参数有一定的理解，以确保电路的稳定
性和性能。

此外，融入适当的滤波和放大电路保护措施也是必要的，以进一步提高电路的精度和可靠性。

差分放大电路的作用和特点差分放大电路抑制零漂的原理分析要想掌握差分放大电路，首先就要知道什么是差分放大电路以及它的作用。

差分放大电路是（模拟）集成（运算放大器）输入级所采用的的电路形式，差分放大电路是由对称的两个基本放大电路，通过射极公共（电阻）（耦合）构成的，对称的意思就是说两个三极管的特性都是一致的，电路参数一致，同时具有两个输入（信号）。

它的作用是能够有效稳定静态工作点，同时具有抑制共模信号，放大差模信号等显著特点，广泛应用于直接耦合电路和测量电路输入端。

差模放大电路特点电路两边对称两个管子公用发射机电阻Re具有两个信号输入端信号既可以双端输出，也可以单端输出共模信号：大小幅度相等极性相同的输入信号差模信号：大小幅度相等极性相反的输入信号差分放大电路具有抑制零漂移稳定静态工作点，和抑制共模信号等作用，接下来一一分析。

首先我们的电路的工作环境温度并不是一成不变的，也就是说是时刻变化着的，还有直流（电源）的波动，（元器件）老化，特性发生变化都会引起零漂和静态工作点变化。

通常在阻容耦合放大电路中，前一级的输出的变化的漂移电压都落在耦合（电容）上，不会传入下一级放大电路。

但在直接耦合放大电路中，这种漂移电压和有用的信号一起送到下一级被放大，导致电路不能正常工作，所以要采取措施，抑制温度漂移，虽然耦合电容可以隔离上一级温漂电压，但是很多时候我们要接受处理的是很多微弱的、变化缓慢的弱信号，这类信号不足以驱动负载，必须经过放大。

又不能通过耦合电容传递，所以必须通过直接耦合放大电路，那么直接耦合典型电路：就是差分放大电路。

通常克服温漂的方法是引入直流负反馈，或者温度补偿。

接下来谈谈直接耦合电路中，差分放大电路如何抑制零漂电压稳定工作点，和抑制共模信号，并放大差分信号的。

抑制零漂的原理下面以电路双端输出为例:首先T1和T2特性相同，电路两边对称，在输入电压Vi1=Vi2=0V 当温度T一定时，流过T1的电极（电流）与流过T2集电极的电流一致即（ic）1=ic2，那么T1和T2上两个集电极电阻的压降是相等的所以Uo1=Uo2那么输出电压Uo就等于零即Uo1-Uo2=Uo=0所以这个电路可以抑制零漂的。

差分运算放大器电路差分运算放大器（Differential Amplifier）是一种用于放大差分信号的电路。

它是运算放大器（Operational Amplifier）的一种特殊形式，常被用于测量和增强微弱的差分输入信号。

差分运算放大器的电路结构由两个输入端口和一个输出端口组成。

两个输入端口分别连接到两个输入电阻上，并与负反馈网络相连。

输出端口则连接到负载电阻上。

差分运算放大器的主要功能是放大差分信号，并抑制共模信号。

差分信号是通过将一个信号与另一个信号相减来获得的。

例如，当两个输入信号分别为Vin+和Vin-时，差分信号为Vd = Vin+ - Vin-。

差分运算放大器的工作原理如下：1.输入端口：差分运算放大器的输入端口由Vin+和Vin-两个输入引脚组成。

通常情况下，Vin+被作为非反相输入端口，Vin-则被作为反相输入端口。

这意味着，当Vin+上升时，输出电压Vout下降，反之亦然。

2.反馈网络：差分运算放大器的反馈网络通常由电阻和电容组成，用于实现负反馈。

负反馈可以使差分运算放大器的增益和频率响应更加稳定，并提高放大器的线性度。

3.输出端口：差分运算放大器的输出端口由Vout引脚组成。

输出电压Vout的幅度和极性取决于输入信号Vin+和Vin-之间的差异。

差分运算放大器的放大倍数可以通过改变反馈网络中的电阻值来调整。

通常情况下，差分运算放大器的放大倍数很高，达到数百甚至数千倍。

这使得差分运算放大器成为测量微弱差分信号和抑制共模噪声的理想选择。

差分运算放大器的主要优点包括：1.高放大倍数：差分运算放大器有很高的开环增益，可以有效地放大微弱的差分信号。

2.抑制共模信号：差分运算放大器通过差分输入和负反馈，能够有效地抑制共模噪声。

共模信号是同时施加于两个输入端口的噪声，如果没有差分放大器进行抑制，它可能会严重干扰信号。

3.精确性：差分运算放大器可以提供高精度的放大，并且具有很低的失调电压和失调电流。

实验三—差分式放大电路实验内容：一、典型差分式放大电路性能测试实验电路如图，开关K拨向左边构成典型差分式放大电路。

1.测量静态工作点①调节放大电路零点信号源不接入。

将放大电路输入端A、B与地短接，接通±12V直流电源，用万用表测量输出电压Vo，调节调零电位器Rp，使Vo=0.调节要仔细，力求准确。

②测量静态工作点零点调好后，用万用表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端的电压VBE，记录表中。

2.测量差模电压增益断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大电路输入A端，地端接放大电路输入B端构成差模输入方式，调节输入信号为频率f=1KHz的正弦信号，并使输出旋钮置零，用示波器监视输出端（集电极C1或C2与地之间）。

接通±12V直流电源，逐渐增大输入电压Vi（约100mV），在输出波形无失真的情况下，用交流毫伏表Vi,V C1,V C2,记录在表中，并观察vi,vc1,vc2之间的相位关系及V BE 随Vi改变而变化的情况。

2.测量共模电压增益将差分放大电路A、B短接，信号源接在A端与地之间，构成共模输入方式，调节输入信号f=1KHz,Vi=1V,在输出电压无失真的情况下，测量V C1、V C2的值记录下表，并观察vi,vc1,vc2之间的相位关系及V RE随Vi改变而改变的情况。

二、具有恒流源的差分放大电路性能测试将电路图中的开关K拨向右边，构成具有恒流源的差分式放大电路，重复一——2、3实验内容的要求，记录入上表。

典型差分式放大电路vi,vc1,vc2的图像：共模输入左图——vi与vc1相位关系右图——vc1与vc2相位关系差模输入左图——vi与vc1相位关系右图——vc1与vc2相位关系具有恒流源的差分放大电路vi,vc1,vc2的图像：差模输入vi与vc1相位关系左图——vi与vc1相位关系右图——vc1与vc2相位关系在共模输入时，V i增大，V RE增大；差输入时，V RE很小，V i变化时，V RE变化不明显。

1、零点漂移2、差分电路两输入端的电阻不相等3、参数不对称在放大电路中，任何参数的变化，如4、电源电压的波动（滤波）、元件的老化、半导体元件参数随温度变化而产生的变化。

都将产生输出电压的漂移。

要求两部分完全对称，即两只三极管的特性完全一样，两只三极管的5、集电极电阻的阻值、基极电阻相同。

采用高质量的稳压电源和使用经过老化实验的元件就可以大大减小由此而差生的漂移。

所以由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因，因此也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。

抑制零点漂移的措施，除了精选元件、对元件进行老化处理、选用高稳定度电源以及用第二单元中讨论的稳定静态工作点的方法外，在实际电路中常采用补偿和调制两种手段。

补偿是指用另外一个元器件的漂移来抵消放大电路的漂移，如果参数配合得当，就能把漂移抑制在较低的限度之内。

第八节差动放大器1.直接耦合放大器的零点漂移多级放大器的级间耦合方式，除阻容耦会方式外，还常用直接耦合放大器。

直接耦合放大器是级间不用耦合元件的级联放大器，前级输出端直接与后级输入端相连。

显然，这种放大器中信号经过前级放大可以通行无阻加到后级；由于输人信号频率不受耦合元件影响，它就可以放大频率很低、变化缓慢的信号，甚至直流信号。

这种放大器还具有电路简单、增益高等优点。

图4－59是一种简单的直接耦合放大器电路图，图中BG1集电极和B62基极是直接相连的。

图4一69所示直接耦合放大器的主要缺点是存在零点漂移问题。

由于直接耦合放大器实现了从输入端到输出端直流信号的传递，前级工作点的微小变化会直达后级继续放大，以致放大到十分可观的程度，甚至破坏放大器的正常工作。

所谓零点漂移，指的就是当无信号输入时，由于工作点不稳定被逐级放大，在输出端出现静态电位缓慢偏移飘动的现象。

克服零点漂移，可以采用负反馈、稳压等措施补偿，而有效的方法，是采用差动式放大器。

差动式放大器突出的抑制零点漂移的本领，使它在直接耦合放大器和集成电路中被广泛采用。

差分偏置放大电路1. 简介差分偏置放大电路是一种常用的放大电路，用于放大差分信号。

它由差分放大器和偏置电路组成，可以通过调整偏置电路的参数来控制放大电路的工作点，实现对差分信号的放大。

2. 差分放大器差分放大器是差分偏置放大电路的核心部分，它由两个输入端和一个输出端组成。

输入端分别连接差分信号的正负极性，输出端输出放大后的差分信号。

2.1 差分放大器的工作原理差分放大器的工作原理基于差分放大的概念，即将两个输入信号的差值放大输出。

差分放大器采用了差分对输入信号进行放大，从而增强了对共模信号的抑制能力。

2.2 差分放大器的特点差分放大器具有以下特点： - 抑制共模信号：差分放大器能够抑制共模信号，提高信号的抗干扰能力。

- 提高增益：由于采用差分放大，差分放大器的增益通常较高。

- 增大动态范围：差分放大器能够增大信号的动态范围，提高信号的可靠性。

3. 偏置电路偏置电路是差分偏置放大电路中的另一个重要组成部分，它用于控制放大电路的工作点，使其在合适的工作区间内工作。

3.1 偏置电路的作用偏置电路的作用是为差分放大器提供合适的偏置电压，使其能够正常工作。

偏置电路通过调整电流源和电阻的参数来控制偏置电压的大小和稳定性。

3.2 偏置电路的设计偏置电路的设计需要考虑以下几个因素： - 偏置电压的稳定性：偏置电压需要具有较高的稳定性，以确保放大电路的工作点不会随着温度和电源电压的变化而偏离。

- 工作电流的选择：偏置电路的工作电流需要根据放大电路的需求进行选择，以获得合适的放大倍数和动态范围。

- 偏置电路的功耗：偏置电路的功耗需要尽可能小，以减少整个电路的能耗。

4. 差分偏置放大电路的应用差分偏置放大电路广泛应用于各种电子设备和系统中，包括音频放大器、通信系统、传感器接口等。

4.1 音频放大器差分偏置放大电路在音频放大器中起到放大音频信号的作用。

通过调整偏置电路的参数，可以实现对音频信号的放大和控制。

4.2 通信系统差分偏置放大电路在通信系统中用于放大差分信号，提高信号的传输质量和抗干扰能力。

第5章 差分放大电路内容提要：本章介绍差分放大电路，包括差分放大电路的组成、差分放大电路的输入和输出方式、差分放大电路的静态计算和动态计算。

概述差分放大电路（简称差放）就其功能来讲，是放大两个输入信号之差。

由于它具有优良的抑制零点漂移的特性，因此成为集成运放的要紧组成单元。

在电子仪器和医用仪器中经常使用差分放大电路做信号转换电路，将双端输入信号转换为单端输出或将单端输入信号转换为双端输出。

5.1.1 差分放大电路的组成差分放大电路是一种对称结构的放大电路，差分放大电路是由两个特性相同的三极管VT 1、VT 2组成的对称电路，两部份之间通过射极公共电阻R e 耦合在一路。

在差分放大电路的电路图（图5-1-1）中。

R s1、R s2为VT 1、VT 2确信适合的静态工作点。

采纳双电源供电形式，可扩大线性放大范围。

差分放大电路的电路如图5-1-1所示。

+-i1u i2u图5-1-1 差分放大电路差分放大电路是对称电路。

对称电路的含义是两个三极管VT 1、VT 2的特性一致，电路参数对应相等。

即βββ==21BE BE2BE1U U U == be be2be1r r r ==c c21c R R R ==s s21s R R R == 5.1.2 差分放大电路的输入和输出方式差分放大电路一样有两个输入端：反相输入端和同相输入端，如图5-1-1所示。

在输入端A 输入极性为正的信号u i1，输出信号u o 的极性与其相反，称该输入端A 为反相输入端。

在输入端B 输入极性为正的信号i2u ，而输出信号u o 的极性与其相同，称该输入端B 为同相输入端。

极性的判定以图中确信的正方向为准。

信号从三极管的两个基极加入称为双端输入；信号从三极管的一个基极对地加入称为单端输入。

差分放大电路一样有两个输出端：集电极C 1和集电极C 2。

从集电极C 1和集电极C 2之间输出信号称为双端输出，从一个集电极对地输出信号称为单端输出。

四种差分放大电路及其等效模型差分放大电路，这听起来就像是个高深莫测的科技玩意儿，但它在我们的日常生活中可真是无处不在哦。

想象一下，你的手机、电脑，甚至是那些复杂的音响系统，里面都可能有差分放大电路在默默地工作着。

嘿，别小看这些电路，它们可是真正的“幕后英雄”！它们就像是那种默默奉献的朋友，虽然不常被提起，但一旦没有了，大家都会觉得生活缺少了点什么。

说到差分放大电路，首先得介绍一下它的工作原理。

简单来说，这种电路可以把两个输入信号进行比较，然后放大它们之间的差异。

你想啊，就像两个朋友之间的争论，最后总会有一个更响亮的声音出来。

这就是差分放大电路的魅力所在。

我们聊聊四种常见的差分放大电路。

首先是经典的“运算放大器”电路。

这可真是个好东西！它的特点就是增益高、输入阻抗大、输出阻抗小，像极了那个总能帮你解决问题的好朋友。

它的等效模型也很简单，往往被简化为一个电压源和一个增益。

而第二种则是“共模抑制型”差分放大器，名字听起来高大上，其实就是为了处理那些噪声信号。

就像是把那些闲聊的背景声过滤掉，留下最重要的信息。

真是个聪明的家伙啊！我们要说到“互补差分放大电路”。

它的结构稍微复杂一点，但用起来特别高效。

就像是一对搭档，一高一低，各自发挥着不同的作用。

它们相互配合，能让信号传递得更加稳定。

就是“电流反馈放大器”。

这个家伙的名字就有点特别，它通过反馈电流来调整增益。

可以说是个灵活多变的角色，总能应对各种情况。

这几种差分放大电路，各有千秋，各显神通。

就像在一场游戏里，不同角色的技能，互相配合，才能打出最精彩的效果。

说到等效模型，咱们可以把这些电路用简单的图形表示出来。

这样一来，理解起来就容易多了。

你看，电源、增益、输入、输出，四个小方块，简单明了，谁都能看懂。

在实际应用中，差分放大电路可真是大显身手。

无论是音频信号处理，还是传感器信号放大，它们都能发挥极大的作用。

比如说，咱们在做一个音响系统时，差分放大电路可以确保音质清晰，不会有干扰声。