1、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 Ui0 时，双端输出电压 Uo0。R E 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
2、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 Uo0。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 3.2-2 UCQ1、 、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
3、态工作点（认为 UB1UB2 0） ，EBERUI EC21I恒流源差动放大器电路静态工作点 ，E1BEC21E3CRU)(UI C31CI2（1）按下图 3.2-3 输入电路R310k R410k R510k Q12N2222AQ22N2222AXMM1R110k R210k 1 2J1Key = A50R668k R7Key = C 100 50%3 8J2Key = Space9Q32N2222A10R85.1k R936k 111213V212 V 140J3Key = A40V312 V 1507 6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
4、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 Q1 Q2 9C B E C B E U9S3 在左端 6.37V 38.5mV -0.64 6.37 -38.5mV -641.5mV -669.8mVS3 在第二 4.82 -51.6mV -6.64 -51.6mV 4.82 -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
5、 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， )RP(12rR UAbeBCiOd 单端输出方式 ，diC1d2 UAdiC21差模电压放大倍数测量电路如下图 3.2-4 所示：R310k R410k R510k Q12N2222AQ22N2222AXMM1R110k R210k R668k R7Key = C 100 50%J2Key = SpaceQ32N2222AR85.1k R936k V212 V V312 V 87643XMM2XMM31V10.1 V V50.1 V 图 3.2-4双击图中万用表 XMM1、XMM2、XMM3，选择交流电压量程，启
6、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Uc1（V）=19.86pV Ad1= Ad1=Uc2（V）=19.42pV Ad2= Ad2=100mVUo（V）=9.0pV Ad= 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 ECEPbeBCiC12 2R)R21 (rR UA 2）双端输出方式若为双端输出，在理想情况下 0 UAiOC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： R31
7、0kR410k R510kQ12N2222AQ22N2222AXMM1R110kR210kR668kR7100Key=C50%J2Key = SpaceQ32N2222AR85.1kR936kV212 V V312 V XMM2XMM3V11 V V41 V 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Uc1（V）=5.903V Ac1=69 Ac1=59Uc2（V）=-3.792V Ac2=-51 Ac2=-37100mVUo（V）=-2.174V Ac=-18 Ac=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cdACMRdBA20LogCMRc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Ad Ac Ad AcCMRR
