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  • 差分放大电路在数显表应用很多,本文以图文形式简单介绍差分信号、单端信号的概念及差分放大电路的作用,... 差分放大电路又称为差动放大电路,当该电路的两个输入端的电压有差别时,输出电压才有变动,因此称为差动。
  • 差分放大电路仿真

    2013-03-20 22:42:33
    差分放大电路的proteus仿真,已通过。可放心使用。
  • 集成运放(一)--同相、反相和差动放大电路 (2011-12-22 21:28:35) 转载▼ 标签: 放大电路 宋体 输入端 共模抑制比 管脚 分类:电路基础 很长时间没有好好研究...

    集成运放(一)--同相、反相和差动放大电路

      (2011-12-22 21:28:35)
    标签: 

     

    分类: 电路基础
      很长时间没有好好研究过运放,以前的一些概念也很模糊,于是找到一本好书《图解运算放大电路》,一个日本人写的,他用了杠杆和油压装置来形象地描绘集成运放。理想运放应具备以下特点:
    (1)差模开环电压增益Avd=∞;
    (2)差模输入电阻Rid=∞;
    (3)输出电阻Ro=0;
    (4)共模抑制比KCMR=∞;(5)输入偏置电流IIB=0;
    (6)输出失调电压VIO、失调电流IIO及其温漂αVIO、αIIO均为零;
    (7)单位增益带宽BWG=∞;
    (8)转换速率SR=∞,等。
     
    一个运放的开环增益很大,那么在正反相输入端只要有个微小的压差,输出就应当为无穷大,然而实际中运放最大的输出约为电源电压的70%左右。运放存在着失调电压,因为其内部差动晶体管特性不可能完全一致。
    下面以LM741为例来讲述
    左图是它的管脚封装,1和5管脚是补偿失调电压的两管脚,接法见右图;2和3分别为反相和正相输入端,4和7接电源;6则为输出。将正反相输入端接地,调节如右图的电阻,使输出电压为0,这是补偿运放的失调电压。
    运放的基本运算方法是运用“虚短(V+=V-)”和“虚断(流入集成运放的输入电流为0)”。
    集成运放基本的两种电路是同相和反相放大电路,见下图:
    拿同向放大电路来说,(0-V1)/R2=(V1-Vo)/R1 Vo=V1(1+R1/R2)=0.03*(1+9.9/0.1)=3V
    反相放大电路则是(V2-0)/R5=(0-Vo)/R4 得出Vo=-V2*R4/R5=-0.3*10/1=-3V
    这两个电路的输入端位置不一样,导致放大后的极性也不同,反相放大电路输出与输入极性相反,而同相放大电路则输入输出极性相同,还有就是反相放大电路的正相输入端需要一个电阻来对付温漂,其阻值可由公式R4*R5/(R4+R5)来确定。
     
    差动放大电路就是在同相反相输入端都输入一个电压,看下图:

    计算输出电压同样需要运用上面“虚短”和“虚断”的方法,当然采用正反相叠加的方法显得更为方便:
    对于同相来说 Vo1=V1*(R1+R2)/R2=3V;
    对于反相来说 Vo2=-V2*R1/R2=-1.8V;
    Vo=Vo1+Vo2=1.2V。
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  • 模拟电路的差分放大电路的介绍与讲义。差分放大电路原理电路存在的问题,以及电路分析,即差动放大器共有四种输入输出方式的介绍。
  • 差动放大电路

    千次阅读 2019-07-03 20:04:00
    一、差动放大电路又叫差分放大电路,它不仅可以有效地放大交流信号,而且能有效地减小由于电源波动晶体管随温度变化而引起的零点漂移问题,因而应用极其广泛。差分放大电路被大量地应用于集成运放电路中,常常用于...

    一、差动放大电路又叫差分放大电路,它不仅可以有效地放大交流信号,而且能有效地减小由于电源波动晶体管随温度变化而引起的零点漂移问题,因而应用极其广泛。差分放大电路被大量地应用于集成运放电路中,常常用于多级放大器的输入级。差动放大电路能够有效抑制共模干扰的问题。差动放大电路的输入和输出各有两个端口,其是对两个输入信号的差值进行放大作用的。

    差动放大电路的基本形式对电路的要求:电路必须要特性良好,而且两个晶体管或MOS管的特性要保持一致


    二、差动放大电路的特性:

    (1)、差动放大电路的电压增益为一只晶体管的共发射极放大电路增益的1/2,但是如果取出输出1和输出2之间的信号,此时电压增益与共发射极电路的电压增益相同

    (2)、差动放大电路的两个输出端输出的是振幅相同相位相反的信号。

    (3)、差动放大电路的工作原理就是:保持两个发射极的电流和为一个恒定值,两个发射极线与后连接恒流源

    (4)、晶体管的基极-发射极间的电压Vbe几乎为0.6V,而且具有-2.5mV/℃的温度系数,因此温度变化会导致Vbe发生变化,从而就会影响放大电路的稳定性。我们称Vbe的变化量乘上增益为温度漂移。但是差分放大电路对两个管子的输入差进行放大,两个管子的Vbe的温度变化会相互抵消,不会出现在输出电路,有效地减少了温漂的影响(必须保持两个管子的温度特性一致)

    (5)、可以采用双晶体管的集成IC来保持管子的特性尽量保持一致,其中关键的是不仅要保持两个管子Vbe的温度特性保持一致,还要保持Vbe器件本身的特性误差造成的影响。


    三、差动放大电路的性能参数:

    (1)、输入输出阻抗:差动放大电路的输入输出阻抗和共射放大电路一样。

    (2)、共模抑制比(CMRR):表示加在两个输入端的同一信号成分有多大程度能够受到抑制的特性。共模抑制比是衡量差分放大电路抑制共模信号放大差模信号能力的重要参数。

    共模抑制比:放大器对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数Auc之比,单位是分贝(dB)。我们希望共模抑制比越大越好,共模抑制比越大,放大电路的性能越优良。共模抑制比会随着信号频率的上升而变差,因此差动放大电路的共模抑制比是决定输入信号频率特性的重要参数。

     

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  • 1、什么是差分信号?为什么要用差分信号?两个芯片要通信,我们把它们用一根导线连接起来,一个传输 1,另一个接受 1,一个传输 0,另一个接受 0,不是很好吗?为什么还要搞其他的花花肠子。因为有干扰,各种各样的...

    1、什么是差分信号?为什么要用差分信号?

    两个芯片要通信,我们把它们用一根导线连接起来,一个传输 1,另一个接受 1,一个传输 0,另一个接受 0,不是很好吗?为什么还要搞其他的花花肠子。

    因为有干扰,各种各样的干扰,比如温度,电磁辐射等等,这些干扰使得传输的 1 不再是理想的 1,传输的 0 也不再是理想的 0,但是这些干扰几乎都有一个共同的特点,就是它对这条导线的干扰和它对这条导线附近导线的干扰是一样的。

    利用这个特点,我们用两个导线传输信号,一条导线传输我们要传输的信号 1010,另一条导线传输和他相反的信号 0101,在接收端,我们把这两个信号做差,那么就会接收到 1 -1 1 -1 这样的信号,再通过电平转换或其他的手段就可以恢复出 1010 这个我们要传输的信号。干扰在做差的过程中被消除掉了。

    a3e43cc566a750357a83ddea413be97c.png

    2、差分放大电路基本结构

    所有的电子元器件的特性都会受到温度的影响,其中半导体材料受到影响的程度最大。对于 PN 结来说,温度系数为 -2.5mV/°C,表示温度每升高 1°C,二极管或三极管的管压降就会降低 2.5mV,可以想象,温度高到一定程度的时候,二极管的正向导通反向截止的特性也就不存在了,所有的半导体都无法正常工作了。

    在共射放大电路中,电路基础:Lec16- 共射放大电路的设计,温度的变化会产生三极管基极和发射极之间电压的变化△Ube,这种现象成为“温漂”。

    利用差分信号的思想,我们建立上面电路图,输入端(Ui1-Ui2),输出端(Uo1-Uo2),就可以解决温漂的问题。温漂干扰在做差的过程中被消除掉了。

    3、长尾式差分电路

    一个更实用的设计是采用长尾式差分电路,如图所示,这个电路可就厉害了,它可以

    d8e2c58bc31c54cb29084e841a8cae6e.png

    单端输入,单端输出,放大倍数是普通共射放大电路的 1/2 倍。单端输入,差分输出,放大倍数是普通共射放大电路的 1 倍。差分输入,单端输出,放大倍数是普通共射放大电路的 1。差分输入,差分输出,放大倍数是普通共射放大电路的 2。这个电路之所以强大,是因为当温度变化时,产生了△Ube,但是它通过引入一个恒流源补偿△Ube,从而使 Re 两端的电压保持不变,这样流过 Re 的电流也不变,导出流过 Rc 的电流不变,最终输出的 Vo 不变。

    其中,ui 表示输入信号,ube 表示三极管基极和集电极之间的电压差,它是温度的函数。现在我们只考虑温漂,ui 保持不变。只看温度变化对输出的影响。对这个式子两端求导可得下式,这个式子表明温漂引起的△Ube 会被△Ve 所补偿。

    长尾式差分电路的仿真结果如下,从结果可以看出当单端信号输入时,单端输出的放大倍数是普通共射放大电路的 1/2。放大倍数可以利用公式 1 对 Ui 求导推出,这里不再推导。

    4. 差分电路的作用

    差分放大电路对共模输入信号有很强的抑制能力,对差模信号却没有多大的影响,因此差分放大电路一般做集成运算的输入级和中间级,可以抑制由外界条件的变化带给电路的影响,如温度噪声等。你可以去找一些集成电路看一下,第一级基本上都是差分放大。

    5. 差分放大电路应用

    电路一:

    用运放做电流采样,再用单片机 AD 采集处理。

    a87e92d026db91cb2edb94a424a005e7.png

    注:

    1、Rp10、Rp11、Cp8、Cp9,是对输入做的 RC 滤波,后面的 Rp15 和 Cp11 是对输出做的 RC 滤波。

    2、Rp16 是为了防止运放输出不够低的现象,电阻的阻值不宜过大过小,根据运放的阻抗选择。

    3、Dp6 是为了防止输出端电压过高,烧坏 CPU 的 IO 口。

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

    44981c4d4201ab8a1cdaec0fb4f5ac8f.png

    注:

    差分放大电路不再说了,这个电路是为了避免运放到了输出低端非线性的问题。

    Vout=Rc9/Rc8*(Vin+-Vin-)+基准电压值。具体的计算过于复杂,不再说明。

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  • 差动放大电路也称差分放大电路,是一种对零点漂移具有很强抑制能力的基本放大电路。
  • 实训4基本运算电路的组装与测试 4.1 差动放大电路 4.2 集成运算放大器基础 4.3 集成运算放大器的应用
  • 差分放大电路四种增益的解析算法 差分放大电路四种增益的解析算法
  • 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”。
  • 差分放大电路设计

    千次阅读 2019-01-12 15:31:00
    学习各种电流源电路及差分放大电路的分析方法。 一.电流源 (1)镜像电流源 (2)改善的镜像电流源 (2)比例式电流源 (2)微电流源 二.差分放大电路 ...

    学习各种电流源电路及差分放大电路的分析方法。

    一.电流源

    (1)镜像电流源

    (2)改善的镜像电流源

    (2)比例式电流源

    (2)微电流源

    二.差分放大电路

    差分放大电路就其功能来说,是放大两个输入端的信号之差。差分放大电路根据连接方式的不同,可以分为双端输入双端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入单端输出。

    1. 差分放大电路中几个基本概念

      对任意的输入信号重新写成如下形式:

      (1)共模信号

      (2)差模信号:

      综上分析:

             

    (3)差模电压增益和共模电压增益

    差模电压增益定义为差模输出电压与输入电压之比。

    双端输出:    

    单端输出:    

    共模电压增益定义为共模输出电压与输入电压之比。

    双端输出:    

    单端输出:    

    (4)共模抑制比

    差分放大电路的共模抑制比定义为差模电压增益与共模电压增益之比的绝对值

    1. 差分放大电路分析与计算

      1. 静态分析

        画出直流通路,先求出IEE,再求IE=0.5IEE,Ib,Vce也可以求出来。注意和共射级放大电路的分析方法不同,共射级放大电路的静态分析先求IB。

      2. 动态分析

    差模分析:

    半路分析法:Ree等效接地,负载RL的中点交流接地。

    增益:

    双端输出:     ,单个共射级的电压,

    单端输出:     ,共射级输出电压的一半。

    输入电阻:

    输入电阻等于单端输入电阻

    输出电阻:

    单端输出Rc,双端输出2Rc。

    共模分析:

    共模电压增益

    双端输出:

    用双倍元器件的代价换取了抑制零点飘移的作用。

    单端输出:

    共模输入电阻:

    共模输出电阻:

    双端输出:        

    单端输出:        

    共模抑制比:

    双端输出为无穷大

    单端输出:分析计算即可。 单端输出时,共模交流等效时,负载RL相当于开路。

    三.差分放大电路的设计

    1.实验所用差动放大器

    1. 单电源差动放大电路

    2. 集成运放的主要参数

    直流参数

    交流参数

    输入失调电压

    输入失调电流

    输入偏置电流

    温度偏移

    开环差模电压增益

    差模输入电阻和输出电阻

    共模抑制比

    最大差模输入电压、最大共模输入电压

    开环带宽

    转载于:https://www.cnblogs.com/faithyiyo/p/10259887.html

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