【正文】 模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第二章 直接耦合放大電路及反饋河南科技大學模擬電子篇模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路一、直接耦合放大電路的零點漂移現(xiàn)象 將放大電路的前級輸出端直接連接到后一級輸入端，稱為 直接耦合。 直接耦合放大電路能夠放大緩慢變化的信號，易于集成化，因此，得到越來越廣泛的應用。 由于其靜態(tài)工作點相互影響，給分析、設計、調試電路帶來一定困難。 在直接耦合放大電路中，若將輸入信號短接 (ui=0)，輸出端仍有緩慢變化的輸出信號 uo，這種現(xiàn)象稱為零點漂移 ，簡稱 零漂 。 引起零漂的原因很多，如電源電壓的波動，元件的老化等，但主要是由于溫度對三極管參數(shù)的影響造成的，因此，也稱 零點漂移為溫度漂移 ，簡稱 溫漂 。模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工電路組成：差分放大電路由兩個對稱的共發(fā)射極放大電路通過發(fā)射極電阻直接耦合組成。晶體管 T T2參數(shù)完全相同，Rb1=Rb2=Rb，Rc1=Rc2=Rc，一般采用雙電源供電 (VEE為負電源 )，輸入信號分別為 ui1和 ui2；有兩個輸出端，輸出信號從任一個集電極取出，成為單端輸出，分別為 uo uo2，輸出信號從兩個集電極之間取出，稱雙端輸出，輸出 uo=uo1 uo2。第一節(jié) 差動放大電路二、長尾式差動放大電路模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路1. 靜態(tài)工作點的設置電路完全對稱， IB1=IB2=IB， IC1=IC2=IC， IE1=IE2=IE，UCE1=UCE2=UCE，流經(jīng) Re的電流 I=2IE，根據(jù)基極回路方程 ：Rb的阻值很小， IB也很小， Rb上的電壓可忽略不計模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路只要合理選擇 Re的阻值，并與電源 VEE相配合，就可以設置合適的靜態(tài)工作點，由 IE可得 IB、 UCE。此時 UC1=UC2， UO= UC1UC2=0。 即輸入信號為零時，輸出信號也為零。216。差分放大電路抑制了溫度引起的零點漂移 。216。Re也具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點的作用。 模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路2. 對共模輸入信號的抑制作用在差分放大電路輸入端加入共模輸入信號 ui1= ui2=uic；uoc uoc2分別為共模輸出電壓，大小相等，方向相同。216。差模輸入信號 ：在差分放大電路兩輸入端分別加上 一對大小相等，極性相反 的信號， ui1=uid1， ui2=uid2=uid1模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工(1) 共模放大倍數(shù)： 雙端輸出時，共模電壓放大倍數(shù)Auc定義為雙端共模輸出電壓與共模輸入電壓之比。 ☆ 由于電路完全對稱， uoc1=uoc2，共模電壓放大倍數(shù) Auc=0?！?雙端輸出時， Auc=0，說明差分放大電路對共模信號有很強的抑制作用。單端輸出時，每管的負載電阻為 RL，共模電壓放大倍數(shù) Auc Auc2定義為單端共模輸出電壓與共模輸入電壓之比。第一節(jié) 差動放大電路模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工單端輸出時，每管的負載電阻為 RL，共模電壓放大倍數(shù)Auc Auc2定義為單端共模輸出電壓與共模輸入電壓之比。第一節(jié) 差動放大電路模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路單端輸出時216。實際電路中 ，說明差分放大電路對共模信號沒有放大作用， Re越大， Auc1越小，對共模信號的抑制能力越強。模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路(2)共模輸入電阻 從兩輸入端看進去的共模輸入電阻為兩單管放大電路輸入電阻的并聯(lián)。(3)共模輸出電阻 雙端輸出時：單端輸出時：216。對于差分放大電路，由于輸入信號中既有差模信號又有共模信號，輸出信號也由兩部分組成：模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路216。共模輸入信號 ：在差分放大電路兩輸入端分別加上 一對大小相等，極性相同 的信號，稱為共模輸入信號， ui1=ui2=ui2. 對差模輸入信號的放大作用在差分放大電路輸入端加入一對大小相等，極性相反的差模輸入信號 uid uid2，則差模輸出信號 uod uod2大小相等，方向相反在差模輸入信號作用下，兩管集電極電流大小相等。 ie1=ie2，流過 Re的電流 i=ie1+ie2，在 Re上的沒有壓降， E點電位不變，畫交流通路時，可以認為 E點接地。又由于輸出電壓 uod1=uod2，負載電阻 RL的中點電位總等于 0，從而使每管的負載電阻為 RL/2。模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路(1)差模電壓放大倍數(shù)： 差分放大電路雙端輸出時，差模電壓放大倍數(shù) Aud定義為 差模輸出電壓 uod與差模輸入電壓 uid之比 。差分放大電路雙端輸入，雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù) Aud等于單管共射放大電路的電壓放大倍數(shù)。模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路n 單端輸出時，每管的負載電阻為 RL，差模電壓放大倍數(shù) Aud Aud2定義為 單端差模輸出電壓與差模輸入電壓之比。Aud Aud2大小相等，符號相反，數(shù)值為一個單管共射放大電路電壓放大倍數(shù)的一半模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路(2) 差模輸入電阻差模輸入電阻 Rid是從兩輸入端看進去的交流等效電阻(3)差模輸出電阻差模輸出電阻 Rod是從兩輸出端看進去的交流等效電阻雙端輸出時：單端輸出時：模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路共模抑制比共模抑制比定義為差模電壓放大倍數(shù) Aud與共模電壓放大倍數(shù) Auc之比的絕對值 用分貝表示為 共模抑制比越大，表示差分放大電路對共模信號的抑制作用越強。模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工n電路完全對稱時，若采用雙端輸出，由于 Auc≈0 ，KCMR趨于無窮大；n若采用單端輸出 216。為了提高 CMR，必須提高 Re，常采用直流電阻小、交流電阻大的電流源代替 Re；216。調節(jié) Rp用以解決兩邊電路不對稱造成的輸入為零，輸出不為零的現(xiàn)象。第一節(jié) 差動放大電路模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路三、具有恒流源的差動放大電路減少共模放大倍數(shù)的思路： 增大 RE 用恒流源代替 RE特點：直流電阻為有限值動態(tài)電阻很大 三極管電流源簡化畫法電流源代替差分電路中的 REE+VCCRLRERB1RB2ICI0ui1 T1+VCCT2RCR1uodui2RC–VEER2Re3IC3T3 ui1 T1+VCCT2RC uodui2RCVEEI0T3電路中 Re3加上后， IC3更穩(wěn)定，輸出特性更平坦。模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路四、差動放大電路的四種接法 差動放大器共有四種輸入輸出方式 : 1. 雙端輸入、雙端輸出（ 雙入雙出 ） 2. 雙端輸入、單端輸出（ 雙入單出 ） 3. 單端輸入、雙端輸出（ 單入雙出 ） 4. 單端輸入、單端輸出（ 單入單出 ） 主要討論的問題有： 差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù) 差模輸入電阻 輸出電阻模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路(1)差模電壓放大倍數(shù) （ 2）共模電壓放大倍數(shù)（ 3）差模輸入電阻（ 4）輸出電阻模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路2. 雙端輸入單端輸出(1)差模電壓放大倍數(shù) （ 2）差模輸入電阻（ 3）輸出電阻模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路（ 4）共模電壓放大倍數(shù)共模等效電路：模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路 3. 單端輸入雙端輸出單端輸入等效雙端輸入 : 因為右側的 Rs1+rbe歸算到發(fā)射極回路的值 [(R s+rbe) /(1+?)] Re，故 Re 對 Ie 分流極小，可忽略，于是有vi1 = － vi2 = vi /2計算同雙端輸入雙端輸出：模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路4. 單端輸入單端輸出 注意放大倍數(shù)的正負號： 設從 T1的基極輸入信號，如果從 C1 輸出，為負號；從 C2 輸出為正號。 計算同雙入單出： 模擬、數(shù)字及電力電子技術厚德達理 勵志勤工第一節(jié) 差動放大電路差分放大電路四種接法的性能比較 接法性能差分輸入雙端輸出差分輸入單端輸出單端輸入雙端輸出單端輸入單端輸出AdKCMR 很高 很高較