电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: 浅析差分放大器电路原理及其应用 [打印本页]

作者: 小可爱ing 时间: 2011-12-15 11:09 标题: 浅析差分放大器电路原理及其应用

　　差分放大器属于一种特殊的仪表放大器，通常被设计用于需要较大的直流或交流共模干扰的场所。什么是差分放大器?差分放大器是由两个参数特性相同的晶体管用直接耦合方式构成的放大器。若两个输入端上分别输入大小相同且相位相同的信号时，输出为零，从而克服零点漂移。适于作直流放大器。下面我们一起来了解一下差分放大器电路原理。
　　很多系统在差分放大器的一个输入端输入输入信号，另一个输入端输入反馈信号，从而实现负反馈。常用于电机或者伺服电机控制，以及信号放大。在离散电子学中，实现差分放大器的一个常用手段是差动放大，见于多数运算放大器集成电路中的差分电路。
　　下图为差分放大器电路原理图，未显示偏置等电路。
　　差分放大器是基本放大电路之一，由于它具有抑制零点漂移的优异性能，因此得到广泛的应用，并成为集成电路中重要的基本单元电路，常作为集成运算放大器的输入级。

　　差分放大器电路原理图，未显示偏置等电路

　　差分放大器原理
　　差分放大器也叫差动放大器是一种将两个输入端电压的差以一固定增益放大的电子放大器，有时简称为“差放”。差分放大器通常被用作功率放大器(简称“功放”)和发射极耦合逻辑电路 (ECL, Emitter Coupled Logic) 的输入级。如果Q1 Q2的特性很相似，则Va,Vb将同样变化。例如，Va变化+1V，Vb也变化+1V，因为输出电压VOUT=Va-Vb=0V,即Va的变化与Vb的变化相互抵消。这就是差动放大器可以作直流信号放大的原因。若差放的两个输入

为，则它的输出Vout 为：

　　其中Ad是差模增益 (differential-mode gain)，Ac是共模增益 (common-mode gain)。
　　因此为了提高信/噪比，应提高差动放大倍数，降低共模放大倍数。二者之比称做共模仰制比(CMRR, common-mode rejection ratio)。共模放大倍数AC可用下式求出：Ac=2Rl/2Re
　　通常以差模增益和共模增益的比值共模抑制比 (CMRR, common-mode rejection ratio) 衡量差分放大器消除共模信号的能力：

　　由上式可知，当共模增益Ac→0时，CMRR→∞。Re越大，Ac就越低，因此共模抑制比也就越大。因此对于完全对称的差分放大器来说，其Ac = 0，故输出电压可以表示为：

　　所谓共模放大倍数，就是Va，Vb输入相同信号时的放大倍数。如果共模放大倍数为0，则输入噪声对输出没有影响。
　　要减小共模放大倍数，加大RE就行通常使用内阻大的恒流电路来带替RE
　　差分放大器是普通的单端输入放大器的一种推广，只要将差放的一个输入端接地，即可得到单端输入的放大器。很多系统在差分放大器的一个输入端输入反馈信号，另一个输入端输入反馈信号，从而实现负反馈。常用于电机或者伺服电机控制，稳压电源，测量仪器以及信号放大。在离散电子学中，实现差分放大器的一个常用手段是差动放大，见于多数运算放大器集成电路中的差分电路。
　　典型的差分放大器电路如图1所示。即使在不对称的情况下，它也能较好地放大差模信号，而对共模信号的放大能力则很差，从而抑制了零点漂移。这一电路的特点，是在发射极串联了一个电阻Re。通常Re取值较大，由于分占了稳压电源较大的电压，使两管的静态工作点处于不合理的位置，因此引进辅助电源EE(一般取EE = -EC)，以抵消Re上的直流压降，并为基极提供适当的偏置。
　　如图1所示，当输入差模信号时，T1管的ic1增加，T2管的ic2减小，增减的量相等，因此两管的电流通过Re的信号分量相等但方向相反，他们相互抵消，所以Re可视为短路，这时图1中的差分放大器就变成了没有Re的基本差分放大器电路，它对差模信号具有一定的放大能力。
　　本文来自: 赛微电子网-电子工程师社区原文地址：http://www.srvee.com/analog/apply/qxcffdqdlyljqyy_64549.html

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)