12章 运算放大器及其应用.ppt

15.7 差分放大电路 15. 7. 1 差分放大电路的工作情况 15. 7. 2 典型差分放大电路 1. 零点漂移的抑制 2. 信号输入 (3) 比较输入 * * 电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。 差动放大原理电路 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + + – – – T2 两个输入、两个输出 两管静态工作点相同 +UCC / 6V uo ui1 RC / 5.1kΩ RP T1 RB / 10kΩ RC / 5.1kΩ ui2 RE / 5.1kΩ RB / 10kΩ + – T2 -EE / -6V uo1 uo2 如果改为单端 输入呢？ +UCC / 6V uo ui1 RC / 5.1kΩ RP T1 RB / 10kΩ RC / 5.1kΩ ui2 RE / 5.1kΩ RB / 10kΩ + – T2 -EE / -6V uo1 uo2 ui + – 可把单端输入看作双端输入, 此时的uo1与ui 反相，为反相输出端，uo2与ui 同相，为同相输出端。 +UCC uo ui1 RC RP T1 RB RC ui2 RE RB + + + – – – T2 EE + – RE的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。 EE的作用：用于补偿RE上的压降，以获得合适的Q。 uo= VC1 － VC2 = 0 uo= (VC1 + ?VC1 ) － (VC2 + ? VC2 ) = 0 静态时，ui1 = ui2 = 0 当温度升高时?IC??VC? （两管变化量相等） 对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + + – – – T2 两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即对共模信号没有放大能力。 (1) 共模信号 ui1 = ui2　大小相等、极性相同 差分电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。 +UCC uo RC RB2 T1 RB1 RC RB2 RB1 + – ui1 ui2 + + – – T2 + – + – + – + – + – + – 共模信号 需要抑制 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + + – – – T2 两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化， (2) 差模信号 ui1 = – ui2　大小相等、极性相反 uo= (VC1－?VC1 )－(VC2 +? VC１ ) =－2 ?VC1 即对差模信号有放大能力。 + – + – + – + – + – + – 差模信号 是有用信号 ui1 、ui2 大小和极性是任意的。 例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV － 2 mV 例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成: ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV － 2 mV 可分解成: ui1 = 8 mV + 2 mV 共模信号 差模信号 放大器只 放大两个 输入信号 的差值信 号—差分 放大电路。 这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统中是常见的。 （Common Mode Rejection Ratio) 全面衡量差分放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力。 差模放大倍数 共模放大倍数 KCMR越大，说明差放分辨 差模信号的能力越强，而抑制 共模信号的能力越强。 3. 共模抑制比 共模抑制比 若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数 Ac = 0 输出电压 uo = Ad （ui1 － ui2 ） = Ad uid 若电路不完全对称，则 Ac? 0， 实际输出电压 uo = Ac uic + Ad uid 即共模信号对输出有影响 。 +UCC / 6V uo ui1 RC / 5.1kΩ RP T1 RB / 10kΩ RC / 5.1kΩ ui2 RE / 5.1kΩ RB / 10kΩ + – T2 -EE / -6V uo1 uo2 例： 已知：β=50，UBE = 0.7V，输入电压 ui1 = 7mV，ui2 = 3 mV。 (1)计算放大电路的静态值IB、IC和各电极的电位VE、VC、VB； (2)把输入电压分解为共模分量uic1 、uic1和差模分量uid1、 uid1