射级耦合差动放大电路

射级耦合差动放大电路一、设计要求 ：设计一个差模放大倍数为 20 的大射级耦合差动放大电路， 并得到通频带。要求自己确定其他数据。二、设计原理 ：本实验是双端输入双端输出的差动放大电路。 差动放大电路能把有用输入信号和环境因素引起的变化区 分开来，放大两个输入信号的差 .差动放大电路能抑制直流耦合放大电路中的零点漂 移。电路中 Re 的主要作用：是稳定电路的静态工作点，从 而限制每个管子的漂移范围，进一步减小零点漂移。极负电源Uee的作用：由于各种原因引起两管的集电极 电流、集电极电位产生同相的漂移时，那么Re对它们都具有电流负反馈作用，使每管的漂移都受到了削弱，这样就 进一步增强了差动电路抑制漂移和抑制相位相同信号的能 力。虽然， Re 愈大，抑制零点漂移的作用愈显著 ;但是，在 Ucc 一定时，过大的Re会使集电极电流过小，会影响静态 工作点和电压放大倍数。 为此，接入负电源 Uee 来抵偿 Re 两端的直流压降，则发射极点位近似为零，获得合适的静 态工作点。电阻Rp的作用：电位器Rp是调平衡用的，又称调零 电位器。因为电路不会完全对称，当输入电压为零时，输 出电压不一定等于零，就要通过调节Rp来改变两管的初始 工作状态，从而使输出电压为零在此实验中，我选择的是 2N3904 型号的三级管，经 测试实际测得得到此类型的三极管的共射直流电流放大系 数B为360。可用的仪器有示波器，信号发生器，模电实验箱， 500欧电位器一个SYMBOLPARAMETERCONDITIONSMikMAX.UNIT应cdteclohiMse c吋 cunrefitV-b = 3CV L = 0A50nAefiirtter-base cut-off currentV3 = 6VSc = 0A50nA吐DCcufrrt g 卸Vce = 1V; note t 1c = D.1 mA lc S1 mA U = 10mAVlc = 50mA lc = 100 mA60601006030*300Vcecolleclor-ernilter sat怕：ion vollagelc = 0 mA. Ie = 1 nA note 1200mVL： = 50 mA le = 5 mA; note 120CmVVfttSJtbase-ef：iilter saturator. tagelc = 10 mA. Ig = 1 nA note 1S50mVl.: =50 mA l& = 5 mA; note 1%0mVGcalleclof capacitanceVca = 5VJ= = is = 0A:f=1 Wk4pF和也 capiaiinceVS5 = 5O0niV；t = ic=OAJ=tMHi8pF*TIrars-tionf-eqj&ncyVCE = 20V；|c = 10mA;f = 1DOMHz300-MHzFnoise figureVce 5 5 Vi He = 100(1A: R$ = 1 kQ; f-10 Hz to 15.7 kHz5dBSwitching dims (between 10%and90% Imb); see Fig 2turnon bmekm- 10nA; leer = 1 nA: rM砧nstcde!?/ lime35nsrise Wne35nstwo砂 lime240nskstorage time200nsfall t me50ns为得到放大倍数为20的差动放大电路，我们得先确定发射结正偏，集电结反偏。通过画直流通路得到以下式子:U BCVCC1 C Rc1 B Rb0（1）U BEVeeIbRRp2Ie( /2Re)0（2）1VeeU BE1 BR.(3)Ri(1)2,p 2(1)ReI CI B(4)Ie(1 )1B(5)再根据放大倍数为20，我们可以得到如下式子:)R20最终，我们确定了:Rc 36, Ri 2.7, Re 27,VccVee 15V , Rp 500三、制作流程：1、 通过以上原理，选择元器件，设计原理图原理图如下：2、 制作PCB板PCB图如下:fl詰ktt2.7kOD-AA-2JkQ:WVon* rWOil?：- - - -2 VnrlE评-；4、 用面包板连接电路并连接电路，并测得示波器的波形，仿真图如下:3、用multisimIO仿真，确定所得的数值正确与否，并进行调整分析。7m?04JIIW4AC ：1OMp選SCI再继续调试确定频率失真。5、制作实物，并用实物测试结果实物如下：四、实验操作:1、实验过程概述2、实验测量内容及步骤1）测量静态工作点（1）调零将输入端短路并接地，接通直流电源，调节电位器Rp 使双端输出电压 U0=0 即 UC1=UC2。（ 2）测量静态工作点 Q测量三极管各级对地电压 ,填入表中。2）测量差模电压放大倍数。（ 1） 将信号发生器如图接入差动放大电路的两端输入。（ 2） 调整信号发生器使输入大小都为f=500Hz，Ui=20mv、40mv、60mv、 80mv、100mv 的差模信号。用电压表测出 Uod 的值，并计算出 Ad，将所测结果填入表中，观察 Uod1、Uod2的 相位关系。3）测幅频响应曲线。选择Uii、Ui2为20mv保证在整个频带内不失真，调整信号发生 器，改变输入信号的频率。测得相应频率时的输出电压值，记入 表中。五、数据记录及分析1、示波器图示 观察输出电压大小和波形。 两个输出端口的波形如下，可见，它们等大反向。f=500Hz， Ui1=0.53v， Ui2=0.53vUo1波形如下f=338.001kHz , Uii=83mv, Ui2=83mv(1U0 IP .Wfc , JUndoALrtoset六、实验数据：差动放大电路静态工作点对地电压UciUC2UeiUE2UbiUB2测量值5.55v5.34v-635mv-644mv-6.04mv-6mv双入双出时差模放大倍数测量数据表Uii/mv1020304050U i2/mv1020304050Uod/mv385799114115142581A d19.2519.97519.0218.92525.81Uii=Ui2=20mv时频率特性表f/kHz0.010.11510205080Uq/V0.7660.7660.7670.7720.7720.7810.7910.791A d19.1519.1519.1819.3019.3019.5219.5719.57f/kHz100200250300320330340400Uq/V0.7980.7200.6900.6200.5870.5660.5010.443Ad19.9518.0017.2515.5014.1414.1512.5611.08七、实验总结：通过此次实验，我们对差动放大电路有了更深的认识。 这 是我们队第一次做任务，我们学会了团队合作，并进行沟通磨合。 而且在这次设计中， 我们遇到了好多问题， 比如课本与实际的结 合，这是对我们最大的考验。初接这个题目时感觉很简单，但在实验的过程中我们分析 是我们太简单了， 每做一步或大或小的遇到一些问题， 我们发现 往往后来发现绊住我们的都是一些细节上的小问题。 认真的态度 是成功的关键，愿我们能齐心协力，吸取教训。