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动物血压调节系统 × xo血压 压力感受器 调节机构 xi 输入 xi′ xf 颈动脉窦 第三章 生物医学常用放大器 第三节 直流放大器 一、直流放大器需要解决的两个问题： ⒈ 各级间的耦合问题： ⒉ 零点漂移的问题： 增加R2 、RE2 : 用于设置合适的Q点。 问题 1 :前后级Q点相互影响。 +UCC uo RC2 T2 ui RC1 R1 T1 R2 RE2 直接耦合电路的特殊问题 问题 2 :零点漂移。 前一级的零漂将作为后一级的输入信号，使得当 ui 等于零时， uo不等于零。 uo t 0 有时会将信号淹没 +UCC uo RC2 T2 ui RC1 R1 T1 R2 RE2 二、差分放大器 (differential amplifier) 1. 预备知识 ui1 ui2 放大电路 uo 差模信号（differential-mode signal）: 两个信号的大小相等、极性相反。 （有用信号） 共模信号(common-mode input signal)：两个信号的大小相等、极性相同。（噪声和干扰信号）。 2. 电路结构 T1和T2参数相同，具有相同的温度特性和静态工作点，电路具有对称的结构。具有两个输入端和两个输出端。成为双端输入—双端输出差分放大器。 3.抑制零漂的原理 uo= UC1 - UC2 = 0 uo= (UC1 + ?uC1 ) - (UC2 + ?uC2 ) = 0 当 ui1 = ui2 =0 时： 当温度变化时： 4.差分放大器对信号的放大作用 （1）共模信号输入 uo= ?uC1 - ?uC2 ＝0 ui1 = ui2 在实际电路中共模信号就是干扰或者是不需要的信号.理想情况下，两路的共模信号电压相同，经过取差，输出电压为零，即没有输出。在实际电路中，两个电路很难完全对称，两路集电极输出电压不同，故还是有一些输出uoc，此时放大倍数表达式为： AC为差分放大器的共模电压放大倍数，uC为共模输入电压，可见共模放大倍数愈小愈好。 （2）差模信号输入 ui1 = - ui2 uo= ?uC1 - ?uC2 不为零 当输入端上加一信号电压uid时，T1管和T2管的基极上分别加上ui1=uid/2和ui2=-uid/2，输入电压大小相等相位相反，称差模输入(differential input)。由于两管参数完全对称，两管对输入信号具有同样放大作用，T1、T2管输出电压分别为： m n 从两个集电极间输出电压为： 因为差动放大器的放大倍数Ad定义为uod／uid，故可得 式中RC、rbe、β可为电路任一侧参数，差模输入信号是所要放大的有用信号，因此差模放大倍数愈大愈好。 m n RE对差模信号无电流负反馈作用，只对共模信号有电流负反馈作用，如当温度变化引起一系列反馈过程如下： 三、改进型的差分放大器 1、具有射极公共电阻的差动放大器 由于RE在电路中起到了电流负反馈的作用，所以RE的阻值越大越好，但是过大的RE使得放大器的静态工作点降低，所以外接负电源EE的作用是补偿RE两端的直流压降，使电路获得合适的静态工作点。 （1）直流分析（电路对称） Rp Rp为调零电位器，来调节电路不对称带来的影响。但是Rp的阻值很小，分析静态工作点时可以略去。 b. 静态工作点 UBE1= 0.7V I1IB1 I1 ≈ I2 ≈ EC/(RB1+ RB2) UB=RB1 I1= RB1 EC/(RB1+ RB2) IE1 ≈ (EE+ UB)/2RE IB1= IE / (1+β1) IC1=β1IB1 UCE1= (EC+EE)- Ic1RC1 - 2IE1RE1 a. 直流通路 ui1=0 ui2=0 +EC RB2 RC1 RB1 I1 I2 IB1 T1 EE RE c. 交流分析 RB2 RC ui1 uo1 RB1 ib＝ui1/{RB1+(RB2//rbe)}- ui1(RB2//rbe)/{[RB1+(RB2//rbe)] RB2} Ad1=uo1/ui1= -βib1Rc/{[ib1[RB1+(RB2//rbe)]} ＝ -βRc/{[ [RB1+(RB2//rbe)]} 同理 Ad2= Ad1 双端输出电压为 uo= uo1-uo2=Ad1 ui1- Ad