专题6：基本差动放大电路的分析 教学内容：通过本专题学习，使学生掌握差动放大电路的工作原理。同时，如何保证有效信号放大倍数基本不变情况下，合理的将干扰信号对有效信号的影响讲到最低。 重点难点：重点在于学生通过本专题实验真正了解和掌握有效信号和干扰信号间的本职差别，并在理论指导下如何有效的过滤干扰信号。 实验步骤： 1.已知如下图所示的差分放大电路如下，电路图中已经标出各已知元件的电路参数，其中两个放大电路的对应参数完全相同。 2.分别测试： 1）当两个对称的放大电路所加的信号源为同一个信号源时，用示波器观察两个放大电路输出端各自的输出信号。 2）当两个对称的放大电路所加的信号源为大小相等，方向相反的两个信号源时，用示波器观察两个放大电路输出端各自的输出信号。 3）分析差分放大电路的工作原理及作用。

差分放大电路可以通过差分放大器来实现，其工作原理是将两个输入信号分别输入到差动放大器的两个输入端，经过放大后，再将两个信号相减得到差分信号输出。差动放大器会将两个输入信号共同模式下的干扰信号进行消除，只放大两个输入信号的差值，从而达到放大有效信号的目的。

在实验中，首先需要测试两个对称的放大电路所加的信号源为同一个信号源时，观察两个放大电路输出端各自的输出信号。这时，应该看到两个输出信号的差分信号非常小，因为两个输入信号相同，共同模式下的干扰信号被消除了。

接着，测试两个对称的放大电路所加的信号源为大小相等，方向相反的两个信号源时，观察两个放大电路输出端各自的输出信号。这时，应该看到两个输出信号的差分信号非常大，因为两个输入信号相反，共同模式下的干扰信号也被消除了。

通过这两个实验，可以更好地理解差分放大电路的工作原理及其作用。为了保证有效信号放大倍数基本不变的情况下，合理的将干扰信号对有效信号的影响讲到最低，可以采取一些方法，如共模抑制、差模抑制等，将干扰信号消除或降低到很小的水平。

相关问题

直流差动放大电路的实验原理

直流差动放大电路是一种基于差分放大器的电路，用于放大输入信号，并抑制共模信号。

实验原理如下：

1. 差动放大器：差动放大器是由两个共同拥有输入信号的放大器组成的电路，其中一个放大器的输出信号与另一个放大器的输出信号相反。这样，当两个输入信号的大小和极性相同时，它们将被抵消，从而抑制共模信号。而当两个输入信号的大小和极性不同时，它们会被放大，从而增强差模信号。

2. 差动放大电路的共模抑制：在差动放大电路中，共模信号指的是同时出现在两个输入端口的信号。为了抑制共模信号，可以使用共模抑制电路，其中包括两个对称的电阻和一个共模电容。共模电容将共模信号短路到地，使其不会影响输出信号。同时，对称的电阻可以将共模信号分配到两个输入信号中，使其被抵消。

3. 直流差动放大电路的实验：实验中需要使用两个晶体管组成的差动放大器电路，并将其用电源供电。输入信号可以通过信号源输入，输出信号可以通过示波器进行观测。通过调整电阻和电容的值，可以实现对共模信号的抑制和差模信号的放大。

恒流源差分放大电路静态分析_带有恒流源的差动放大电路

恒流源差分放大电路是一种常用的差动放大电路，具有良好的抗干扰能力和高增益。下面对其进行静态分析。

首先，我们可以根据差分放大电路的基本原理，将电路分为两个部分：差动输入部分和差动输出部分。

在差动输入部分，我们可以看到两个输入电阻 $R_{in}$ 和两个输入电容 $C_{in}$，它们共同构成了一个低通滤波器，可以滤除高频噪声。恒流源 $I_{bias}$ 提供了恒定的偏置电流，确保了差动放大器的工作点稳定。同时，差分输入信号经过两个共模电抗 $L_{cm}$ 的耦合，使得共模信号被抑制。

在差动输出部分，我们可以看到两个输出电阻 $R_{out}$ 和两个输出电容 $C_{out}$，它们共同构成了一个低通滤波器，可以滤除高频噪声。两个晶体管 $Q_1$ 和 $Q_2$ 通过共模反馈电路 $R_f$ 和 $C_f$ 相连，形成了一个反馈放大器。由于差分输入信号经过差分放大器后被反向输出，因此输出信号为差分信号，即两个输出信号的差值。

静态分析的目的是确定电路的直流工作点，即各个电路元件的电流电压值。假设恒流源提供的偏置电流为 $I_{bias}$，则两个输入电阻 $R_{in}$ 上的电流分别为 $I_{in1}=I_{bias}$ 和 $I_{in2}=0$。由于 $R_{in}$ 和 $C_{in}$ 构成的低通滤波器可以滤除高频噪声，因此我们可以将 $C_{in}$ 看作开路，从而得到 $V_{in1}=R_{in}I_{in1}=R_{in}I_{bias}$ 和 $V_{in2}=R_{in}I_{in2}=0$。根据共模电抗的作用，两个共模电抗 $L_{cm}$ 会将共模信号抑制，因此可以将共模信号视为零，即 $V_{cm}=0$。由于两个输出电阻 $R_{out}$ 上的电流相等，因此可以得到 $I_{out}=I_{bias}$，从而得到两个输出电压 $V_{out1}=R_{out}I_{out}=R_{out}I_{bias}$ 和 $V_{out2}=0$。

因此，恒流源差分放大电路的静态工作点为 $V_{in1}=R_{in}I_{bias}$，$V_{in2}=0$，$V_{cm}=0$，$V_{out1}=R_{out}I_{bias}$，$V_{out2}=0$。在实际应用中，需要根据具体的电路参数进行计算和调整，以确保差分放大器的工作点稳定和输出信号的准确性。