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典型的差分放大电路-介绍-计算公式-名词解释

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发表于 2012-2-11 12:39:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
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典型的差分放大电路如图4.2所示。
image004.gif


2.差分放大电路的动态分析
t2.8.4.gif
图2.8.4 双端输入双端输出
  (1)差模输入
  差分放大电路的差模工作状态分为四种:
    双端输入、双端输出(双-双),
    双端输入、单端输出(双-单),
    单端输入、双端输出(单-双),
    单端输入、单端输出(单-单)。
  ① 差模电压放大倍数Avd
  双端输入差分放大电路如图2.8.4所示。负载电阻接在两集电极之间,vi接在两输入端之间,也可看成vi/2各接在两输入端与地之间。
  双端输入、双端输出差模电压放大倍数:
        02.jpg
t2.8.5.gif
图 2.8.5 双端输入单端输出
  这种方式适用于对称输入和对称输出,输入、输出均不接地的情况。
  双端输入、单端输出差模电压放大倍数:(如图所示)
         03.jpg     
  双端输入单端输出因只利用了一个集电极输出的变化量,所以它的差模电压放大倍数是双端输出的二分之一。这种方式适用于将差分信号转换为单端输出信号。
  单端输入、双端输出差模电压放大倍数:
t2.8.6.gif
图2.8.6 单端输入转换为双端输入
  单端输入信号可以转换为双端输入,其转换过程见图2.8.6。右侧的Rs+rbe归算到发射极回路的值为(Rs+rbe)/(1+β)<<Re,故Re对Ie分流极小,可忽略,于是有
         04.jpg     
  这种方式用于将单端信号转换成双端差分信号,可用于输出负载不接地的情况。
  单端输入、单端输出电压放大倍数:
         05.jpg    
  通过从T1或T2的集电极输出,可以得到输出与输入之间或反相或同相的关系。从T1的基极输入信号,从C1输出,为反相;从C2输出为同相。
  ② 差模输入电阻
  不论是单端输入还是双端输入,差模输入电阻rid是基本放大电路的两倍。
        rid = 2(Rs + rbe)
  ③ 输出电阻
  输出电阻在单端输出时,ro = RC
       双端输出时,ro = 2RC

  (2)共模输入
  例如,温漂信号属共模信号,它对差分放大电路中Ic1和Ic2的影响相同。
  ① 共模放大倍数Avc
  共模信号对放大电路来说也是变化量,不能视为直流量。计算共模放大倍数Avc时,图2.8.3中Re用2Re 等效。共模放大倍数Avc的大小,取决于差分电路的对称性,双端输出时可以认为等于零。单端输出时为
          06.jpg
  ②共模抑制比
  共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。
         07.jpg   或  08.jpg   
  双端输出时KCMR可认为等于无穷大,单端输出时共模抑制比。


1. 电路的主要类型
    按输入输出方式分:有双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出和单端输入单端输出四种类型。
    按共模负反馈的形式分:有典型电路和射极带恒流源的电路两种。
2.电路的主要特点
    (1)电路结构具有对称性
        两个晶体管的参数相同,电路两边完全对称。
    (2)抑制零点漂移
        由于电路两边完全对称,两个晶体管集电极的零点漂移也相等,双端输出时电路的零点漂移为零;单端输出时射极电阻RE的共模负反馈具有抑制零点漂移的能力。即差分放大电路利用电路的对称性和共模负反馈抑制零点漂移。
    (3)抑制共模信号
        当两个输入信号为大小相等、方向相同的“共模信号”时,由于电路的对称性和共模负反馈的作用,输出共模信号很小。双端输出时,输出共模信号近似为零。
    (4)放大差模信号
        当两个输入信号为大小相等、方向相反的“差模信号”时,由于电路的对称性,两个输出端有大小相等、方向相反的“差模信号”输出。双端输出时,输出差模信号等于两边输出电压之和,即该电路对差模信号有较大的放大能力。
    (5)共模抑制比 image006.gif
        差分放大电路对差模信号有较强的放大能力,而对共模信号有较强的抑制能力。即差模放大倍数 image008.gif 大,而共模放大倍数 image010.gif 小。为了综合评价差分放大电路性能定义共模抑制比 image012.gif ,越大越好。
2. 静态分析方法
    利用电路的对称性,将电路分解成两半,原电路中的RE(电流为2IE1)在等效电路中应该为2RE(电流为IE1),根据电路列方程求解静态工作点。
3. 动态分析方法
    (1)小信号差模特性
        按差模信号的性质画出差模等效电路,分析计算差模电压放大倍数、差模输入电阻和输出电阻。对图4.2所示的典型电路,当电路输入差模信号时,流过射极电阻RE的信号电流等于零。分析差模电压放大倍数时射极按“交流地”处理,分析差模输入电阻时射极电阻RE按开路处理。根据电路的对称性,双端输出时负载电阻折半处理,单端输出时负载电阻不必折半。
    (2)小信号共模特性
        按共模信号的性质画出共模等效电路,分析计算共模电压放大倍数、共模输入电阻和共模抑制比。对图4.2所示的典型电路,当电路输入共模信号时,流过射极电阻RE的信号电流等于单管射极电流的两倍,共模等效电路中的射极电阻按2RE处理。
    (3)任意输入信号分解
        如果电路的两个输入信号既不是差模信号又不是共模信号,这时可将两个任意输入信号uI1和uI2分解成差模和共模两种性质的输入信号。
        uI1=uI+uId/2,  uI1=uI-uId/2
        其中 image014.gif image016.gif
        电路的总输出信号为: image018.gif
        差分放大电路的单端输入方式相当于双端输入方式时uI1或uI2等于零的情况。
        图4.2所示典型电路的技术指标如表4.1所列。
    (4)大信号特性
        当输入信号在±26mV范围内,电流与电压之间有良好的线性关系。当输入信号超过±100 mV后,两个放大管的电流几乎不再随输入电压变化,出现了一个管子进入截止区,而另一个管子的电流则接近IE(=IE1+IE2)的情况,这是很有用的限幅特性。
表4.1典型差分电路的技术指标
temp.JPG
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发表于 2012-8-15 19:32:29 | 显示全部楼层
强烈感谢楼主
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发表于 2013-6-12 07:08:00 | 显示全部楼层
又把以前学过的知识复习了一遍。
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