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教你轻松掌握差分放大电路

2019-12-06  清风ud37p...

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。

教你轻松掌握差分放大电路


差模放大电路特点:

1、电路两边对称

2、两个管子公用发射机电阻Re

3、具有两个信号输入端

4、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

教你轻松掌握差分放大电路

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。

教你轻松掌握差分放大电路

1、 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ic1=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。

那么当温度增加△T的时候还能抑制零漂吗?答案是能,因为两边对称性能是一样的它们工作在统一环境下,当温度上升△T时,流过两个管子集电极的电流也是相等的,即(ic1+△ic1)=(ic2+△ic1) 那么加在两个集电极的电压也是相同的,所以输出电压Uo任然为0。所以在双端输出的情况下,零漂为0。

那么在单端输出的时候还可以抑制零漂吗? 当然可以,在单端输出时可以取值Uo1或者Uo2,这里以Uo1输出为例,因为射极电阻Re的负反馈作用,并且Re是T1和T2射极的共用电阻所以流过Re的电流是2倍的ie所以负反馈作用更好,所以可以稳定静态工作点,抑制零漂。

共模信号:当Vi1与Vi2大小相等,极性相同的输入信号时,共模信号的作用,对两管的作用是同向的,将引起两管电流同量的增加,集电极电位也同量的减小,因此两管集电极输出共模电压Uo=Uo1-Uo2=0,差分放大电路对共模信号有很好的抑制作用。

差模信号:当Vi1与Vi2大小相等,极性相反的输入信号时,由于信号的极性相反,因此T1管集电极电流增大而T2管集电极电流减小,且增大量和减小量相等。另外由于输入差模信号,两管输出端电位变化时,一端上升,另一端降低,且升高量等于降低量,所以差分电路对输入信号电压的差值是有用的,因此电路被称为差分放大电路。

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