差動放大器實(shí)驗(yàn)

式中Rc為集電極負(fù)載電阻，Re發(fā)射極長尾電阻。

共模抑制比CMRR是衡量差動放大器對共模信號抑制能力的重要技術(shù)指標(biāo)，定義為差模電壓增益與共模電壓增益之比

如果以分貝dB為單位，則

圖2 差動放大器

四、 實(shí)驗(yàn)步驟

1、  在EWB平臺上建立如圖1 所示的實(shí)驗(yàn)電路，單擊仿真開關(guān)進(jìn)行靜態(tài)分析。電路穩(wěn)定后，記錄兩管發(fā)射極總電流Ie，集電極電流Ic1、Ic2和集電極電壓Vc1、Vc2。

2、  用電路元件參數(shù)計算發(fā)射極總電流Ie。

3、  計算差動放大器電路對稱時的集電極電流Ic1和Ic2。

4、  計算電路對稱時的集電極電壓Vc1和Vc2。

5、  在EWB平臺上建立如圖2 所示的實(shí)驗(yàn)電路，儀器按圖設(shè)置。單擊仿真開關(guān)運(yùn)行動態(tài)分析。記錄峰值輸出電壓V_c2p和峰值輸入電壓V_b1p。

6、  根據(jù)步驟5的讀數(shù)，計算放大器的差模電壓增益A_d。

7、  根據(jù)電路元件參數(shù)及晶體管的輸入電阻r_be，計算差模電壓增益。

8、  記錄輸出正弦電壓Vc2波形與輸入正弦電壓V_b1波形之間的相位差。將信號發(fā)生器的輸出接線和示波器的探頭移到晶體管T2的基極b₂。單擊仿真開關(guān)運(yùn)行動態(tài)分析。記錄輸出正弦電壓V_c2波形與輸入正弦電壓V_b2波形之間的相位差。

9、  將示波器的接地端接到晶體管T1的集電極c₁，把示波器通道B的輸入設(shè)為1V/Div,將通道A輸入由AC改為0。單擊仿真開關(guān)運(yùn)行動態(tài)分析，記錄兩晶體管集電極之間的峰值電壓。

10、              將示波器的接地端恢復(fù)接地，用導(dǎo)線連接基極b₁和b₂。將示波器通道A的輸入設(shè)為原來的AC，通道B輸入設(shè)為2mV/Div。單擊仿真開關(guān)運(yùn)行動態(tài)分析。記錄峰值輸出電壓V_c2p及峰值輸入電壓V_b2p。

11、              根據(jù)步驟10的電壓測量值，計算共模電壓增益Ac。

12、              根據(jù)電路元件值，計算共模電壓增益。

13、              根據(jù)搽模增益A_d和共模增益Ac的測量值，計算共模抑制比的分貝值。

五、思考與分析

1、  發(fā)射極總電流Ie的計算值與步驟1中的測量值比較，情況如何？

2、  差動放大器的電路對稱時，發(fā)射極總電流Ie與集電極電流Ic1、Ic2有何關(guān)系？

3、  靜態(tài)時Ic1=Ic2及Vc1=Vc2的條件是什么？

4、  直流集電極電流及電壓的計算值于測量值比較，情況如何？

5、  差模電壓增益的計算值與測量值比較，兩者有何差別？

6、  根據(jù)步驟8得到的數(shù)據(jù)，說明在圖2 所示的差動放大電路中哪個基極為反相輸入端，哪個為同相輸入端？

7、  在步驟9中，雙端輸出的峰值電壓與單端輸出的峰值電壓比較有何差別？

8、  共模電壓增益的計算值與測量值比較，情況如何？

9、  共模電壓增益與差模電壓增益比較，情況如何？兩者差值的大小對抑制差動放大器的噪聲有何影響？

10、              共模抑制比CMRR這個技術(shù)指標(biāo)對差動放大器的性能有何影響？