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  • 差分放大電路是什么-詳細(xì)解析
    • 發(fā)布時(shí)間:2021-08-18 15:55:09
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    差分放大電路是什么-詳細(xì)解析
    差分放大電路
    差分放大電路利用電路參數(shù)的對(duì)稱性和負(fù)反饋?zhàn)饔?,有效地穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),以放大差模信號(hào)抑制共模信號(hào)為顯著特征,廣泛應(yīng)用于直接耦合電路和測(cè)量電路的輸入級(jí)。
    但是差分放大電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分析繁瑣,特別是其對(duì)差模輸入和共模輸入信號(hào)有不同的分析方法,難以理解,因而一直是模擬電子技術(shù)中的難點(diǎn)。
    差分放大電路:按輸入輸出方式分:有雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出和單端輸入單端輸出四種類(lèi)型。按共模負(fù)反饋的形式分:有典型電路和射極帶恒流源的電路兩種。
    (a)射極偏置差放
    (b)電流源偏置差放
    差放有兩個(gè)輸入端子和兩個(gè)輸出端子,因此信號(hào)的輸入和輸出均有雙端和單端兩種方式。
    雙端輸入時(shí),信號(hào)同時(shí)加到兩輸入端;單端輸入時(shí),信號(hào)加到一個(gè)輸入端與地之間,另一個(gè)輸入端接地。雙端輸出時(shí),信號(hào)取于兩輸出端之間;單端輸出時(shí),信號(hào)取于一個(gè)輸出端到地之間。
    因此,差分放大電路有雙端輸入雙端輸出、單端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入單端輸出四種應(yīng)用方式。上面兩個(gè)電路均為雙端輸入雙端輸出方式。
    (a)電阻Re是T1和T2兩管的公共射極電阻,或稱射極耦合電阻,它實(shí)際上就是在工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中植入的射極電阻,只是此處將兩個(gè)電阻的射極電阻合并成一個(gè)Re,所以經(jīng)它的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),對(duì)零漂做進(jìn)一步的抑制。
    電阻Re常用等效內(nèi)阻極大的恒流源I0來(lái)代替,以便更有效地提高抑制零漂的作用。
    負(fù)電源用來(lái)補(bǔ)償射極電阻Re兩端的直流壓降,以避免采用電壓過(guò)高的單一正電源,并可擴(kuò)大輸出電壓范圍,使兩基極的靜態(tài)電位為零,基極電阻Rb通常為外接元件,也可不用,其作用是限制基極靜態(tài)電流并提高輸入電阻。
    差分放大器工作狀態(tài)
    差分放大電路
    上圖a電路,是輸入信號(hào)IN1=IN2的狀態(tài)。
    (1)因輸入端的“虛斷”特性,同相輸入端為高阻態(tài),其輸入電壓值僅僅取決于R1、R2分壓值,為2V。同相輸入端的2V電壓可以看作成為輸入端比較基準(zhǔn)電壓;
    (2)因兩輸入端的“虛短”特性,可進(jìn)而推知其反相輸入端,即R3、R4串聯(lián)分壓電路,其b點(diǎn)=a點(diǎn)=2V。這是反饋電壓。放大器的控制目的是使反饋電壓等于基準(zhǔn)電壓;
    (3)由R1=R3,R2=R4條件可知,放大器輸出端只有處于“虛地”狀態(tài),即輸出端為0V,才能滿足b點(diǎn)=a點(diǎn)=2V,這可以由此導(dǎo)出差分放大器的一個(gè)工作特征。
    上圖b中的(1)電路,是IN1》IN2的狀態(tài)。
    (1)此時(shí)因同相輸入端電壓高于反相輸入端,輸出端電壓往正方向變化,其R3、R4偏置電路中的電流方向如圖所示;
    (2)由R3、R4的阻值比例可知,R3兩端電壓降為(2.8V-1.5V)/10k,則R4兩端電壓降為1.3V×4=5.2V,輸出端電壓為2.8V+5.2V=8V。
    (4)此時(shí)的輸入電壓差為IN1-IN=2V,輸出電壓為8V。顯然,該差分放大器的差分電壓放大倍數(shù)=R4/R3是4倍壓差分放大器。由此可以推知差分放大器的差分輸入放大倍數(shù)為(1N1-IN2)×R4/R3=-OUT
    上圖b中的(2)電路,是IN1《IN2的狀態(tài)。
    此時(shí)因反同相輸入端電壓高于同相輸入端,輸出端電壓往負(fù)方向變化,其R3、R4偏置電路中的電流方向如圖所示。
    同樣,依R3、R4的阻值比例可推知,在此輸入條件下,輸出端電壓為-8V,電路依然將輸入差分信號(hào)放大了4倍。
    從電路的工作(故障)狀態(tài)判斷來(lái)說(shuō),直接測(cè)量R3、R4串聯(lián)電路的分壓狀態(tài),只要R3、R4串聯(lián)分壓是成立的,則電路就大致上(起碼運(yùn)放芯片)就是好的;
    電路的電壓放大倍數(shù)也由此得出;只要測(cè)量輸入電壓差(R1、R3左端電壓差),再測(cè)量輸出端電壓進(jìn)行比較,則外圍偏置電路的好壞。
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