差分放大電路特點_差分放大電路的作用

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差分放大電路特點_差分放大電路的作用

發表於 2018-03-21 14:38:25

　　差分放大電路簡介

　　差分放大電路利用電路參數的對稱性和負反饋作用，有效地穩定靜態工作點，以放大差模信號抑制共模信號為顯著特徵，廣泛應用於直接耦合電路和測量電路的輸入級。但是差分放大電路結構複雜、分析繁瑣，特別是其對差模輸入和共模輸入信號有不同的分析方法，難以理解，因而一直是模擬電子技術中的難點。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型。按共模負反饋的形式分：有典型電路和射極帶恆流源的電路兩種。

　　差分放大電路的組成

　　差分放大器是由對稱的兩個基本放大電路通過射極公共電阻耦合構成的，如圖所示。「對稱」的含義是兩個三極體的特性一致。

　　差分放大電路的特性

　　（1）差動放大電路對零漂在內的共模信號有抑制作用；

　　（2）差動放大電路對差模信號有放大作用；

　　（3）共模負反饋電阻RE的作用：

　　①穩定靜態工作點。

　　②對差模信號無影響。

　　③對共模信號有負反饋作用：RE越大對共模信號的抑制作用越強；也可能使電路的放大能力變差。為了趨利避害，常採用恆流源來代替電阻RE。

　　差分放大電路的基本狀態

　　差放的外信號輸入分差模和共模兩種基本輸入狀態。當外信號加到兩輸入端子之間，使兩個輸入信號Vi1、Vi2的大小相等、極性相反時，稱為差模輸入狀態。此時，外輸入信號稱為差模輸入信號，以Vid表示，且有：

　　當外信號加到兩輸入端子與地之間，使Vi1、Vi2大小相等、極性相同時，稱為共模輸入狀態，此時的外輸入信號稱為共模輸入信號，以Vic表示，且：

　　當輸入信號使Vi1、Vi2的大小不對稱時，輸入信號可以看成是由差模信號Vid和共模信號Vic兩部分組成，其中動態時分差模輸入和共模輸入兩種狀態。

　　（1）對差模輸入信號的放大作用

　　當差模信號Vid輸入（共模信號Vic=0）時，差放兩輸入端信號大小相等、極性相反，即Vi1=－Vi2=Vid/2，因此差動對管電流增量的大小相等、極性相反，導致兩輸出端對地的電壓增量，即差模輸出電壓Vod1、Vod2大小相等、極性相反，此時雙端輸出電壓Vo=Vod1－Vod2=2Vod1=Vod，可見，差放能有效地放大差模輸入信號。

　　要注意的是：差放公共射極的動態電阻Rem對差模信號不起（負反饋）作用。

　　（2）對共模輸入信號的抑制作用

　　當共模信號Vic輸入（差模信號Vid=0）時，差放兩輸入端信號大小相等、極性相同，即Vi1=vI2=Vic，因此差動對管電流增量的大小相等、極性相同，導致兩輸出端對地的電壓增量，即差模輸出電壓Voc1、Voc2大小相等、極性相同，此時雙端輸出電壓Vo=Voc1－Voc2=0，可見，差放對共模輸入信號具有很強的抑制能力。［1］

　　此外，在電路對稱的條件下，差放具有很強的抑制零點漂移及抑制噪聲與幹擾的能力。

　　性能衡量指標

　　共模抑制比：

　　Ad是差模信號放大倍數、Ac共模信號放大倍數。越大電路的性能也就愈好。因此增大Re是改善共模抑制比的基本措施。

　　差分放大電路的作用

　　差分放大電路對共模輸入信號有很強的抑制能力，對差模信號卻沒有多大的影響，因此差分放大電路一般做集成運算的輸入級和中間級，可以抑制由外界條件的變化帶給電路的影響，如溫度噪聲等。你可以去找一些集成電路看一下，第一級基本上都是差分放大。

　　差分放大電路的應用

　　電路一：

　　用運放做電流採樣，再用單片機AD採集處理。

　　註：

　　1、Rp10、Rp11、Cp8、Cp9，是對輸入做的RC濾波，後面的Rp15和Cp11是對輸出做的RC濾波。

　　2、Rp16是為了防止運放輸出不夠低的現象，電阻的阻值不宜過大過小，根據運放的阻抗選擇。

　　3、Dp6是為了防止輸出端電壓過高，燒壞CPU的IO口。

　　4、Rp12=Rp13，Rp14=R10。Vout=Rp14/Rp12*（Vin+-Vin-）。

　　電路二：

　　註：

　　差分放大電路不再說了，這個電路是為了避免運放到了輸出低端非線性的問題。

　　Vout=Rc9/Rc8*（Vin+-Vin-）+基準電壓值。具體的計算過於複雜，不再說明。

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