差分放大电路仿真.doc

差分放大电路仿真
一、实验目的
1.掌握差动放大电路对放大器性能的影响。
2.学习差动放大器静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的仿真方法。
3.学习掌握Multisim交流分析
4.学会开关元件的使用
二、实验原理
图3.2-1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发射放大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器RP用来调节VT1、VT2管的静态工作点，使得输入信号Ui＝0时，双端输出电压Uo＝0。RE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。

图3.2-1差动放大器原理电路
在设计时，选择VT1、VT2特性完全相同，相应的电阻也完全一致，调节电位器RP的位置置50％处，则当输入电压等于零时，UCQ1=UCQ2，即Uo＝0。双击图中万用表XMM1、XMM2、XMM3分别显示出UCQ1、、UCQ2、Uo电压，其显示结果如图3.2-2所示。

（a）UCQ1显示结果（b）Uo显示结果（c）UCQ2显示结果
图3.2-2UCQ1、、UCQ2、Uo显示结果
三、虚礼实验仪器及器材
双踪示波器 信号发生器 交流毫伏表 数字万用表
四、实验内容与步骤
1.差动放大器的静态工作点分析
典型差动放大器电路静态工作点
（认为UB1＝UB2≈0），
恒流源差动放大器电路静态工作点
，
（1）按下图3.2-3输入电路

图3.2-3
（2）调节放大器零点
把开关S1和S2闭合，S3打在最左端，启动仿真，调节滑动变阻器的阻值，使得万用表的数据为0（尽量接近0，如果不好调节，可以减小滑动变阻器的Increment值）。
（3）直流分析
启动直流分析，将测量结果填入下表：

测量值Q1Q29S3在左端CBECBEU96.37V38.5mV-0.646.37-38.5mV-641.5mV-669.8mVS3在第二4.82-51.6mV-6.64-51.6mV4.82-664.3mv-700.4mV2.差模电压放大倍数和共模电压放大倍数
（1）测量差模电压放大倍数
当差动放大器的发射极电阻RE足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad由输出端方式决定，而与输入方式无关。
双端输出方式，RE＝∞，RP在中心位置时，
单端输出方式，
差模电压放大倍数测量电路如下图3.2-4所示：

图3.2-4
双击图中万用表XMM1、XMM2、XMM3，选择交流电压量程，启动仿真按钮，读取万用表XMM1、XMM2、XMM3的数值，把相应数据填入下表：
差模输入Uid输出电压典型差动放大电路恒流源差动放大电路100mVUc1（V）=19.86pVAd1=Ad1=Uc2（V）=19.42pVAd2=Ad2=Uo（V）=9.0pVAd=Ad=（2）测量共模电压放大倍数
1）单端输出方式
当输入共模信号时，若为单端输出，则有

2）双端输出方式
若为双端输出，在理想情况下
实际上由于元件不可能完全对称，因此AC也不会绝对等于零。
共模电压放大倍数测量电路如下图3.2-5所示：

图3.2-5
双击图中万用表XMM1、XMM2、XMM3，选择直流电压量程，启动仿真按钮，读取万用表XMM1、XMM2、XMM3的数值，把相应数据填入下表：
把相应数据填入下表：
共模输入Uic输出电压典型差动放大电路恒流源差动放大电路100mVUc1（V）=5.903VAc1=69Ac1=59Uc2（V）=-3.792VAc2=-51Ac2=-37Uo（V）=-2.174VAc=-18Ac=22（3）共模抑制比CMRR
为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比
或
注意：差动放大器的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。
典型差动放大电路恒流源差动放大电路AdAcAdAcCMRR