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。
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：
SW1
SW-SPDT
Q1
NPN
Q2
NPN
Q3
NPN
R1
510
R2
510
R3
10k
R4
10k
R5
10k
R6
10k
R7
10k
R8
5.1K
R9
68K
R10
36K
RV1
100
R9(1)
R10(2)
A
B
C D
AM
FM
+
-
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Ui＝0时，双端输出电压UO＝0。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
信号幅值频率偏移量相位
Ch1 300 mV 3 KHz 0 180°
Ch2 300 mV 3 KHz 0 0°
2、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Δ=( Vo1-Vo2)=0
4、测单端差模输入时的双端输出
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 V 7.60 V
5、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 V 15.2 V
6、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
实验结果计算和分析
1、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 mV
2、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。
