差分放大电路单端输入信号的射极耦合传输及等效变换

差分放大电路

通信设备任骏原:差分放大电路单端输入信号的射极耦合传输及等效变换

差分放大电路单端输入信号的射极耦合传输及等效变换

任骏原

(渤海大学物理系,辽宁锦州 121000)

摘 要:用电路分析的方法对差分放大电路单端输入信号的射极耦合传输及等效变换进行了深入研究,目的是探索单端输入差分放大电路中输入信号的作用过程。差分放大电路的单端输入信号,经差分管的发射极耦合传输,在输入回路可等效变换为差模输入信号、共模输入信号的叠加,且等效变换时与发射极电阻Re取值大小无关,Re取值大小反映了对共模输入信号的抑制程度。所述方法的创新点是给出了单端输入信号在输入回路作用下的物理过程,完善了单端输入信号的等效变换方法。

关键词:差分放大电路;单端输入;射极耦合传输;等效变换

中图分类号:TN702 34 文献标识码:A 文章编号:1004 373X(2010)19 0112 02

EmitterCouplingTransmissionandEquivalentTransformationofSingle end

InputSignalinDifferentialAmplifier

RENJun yuan

(DepartmentofPhysics,BohaiUniversity,Jinzhou121000,China)

Abstract:Theemittercouplingtransmissionandequivalenttransformationofthesingle endinputsignalinadifferentialamplifierareresearchedwiththecircuitanalysismethod.It saimedtoexploretheactivityprocessofinputsignalindifferenti alamplifiercircuit.It sconcludedthattheinputsignal,whichistransmittedbytheemitterofdifferentialamplifier,isequiva lenttothesuperpositionofcommon modesignalsanddifference modesignalsintheinputcircuit.Thisequivalenttransforma tionhasnothingtodowiththevalueofemitterresistanceRe,whichonlyreflectsthesuppressiondegreeofcommon modesig nals.Theinnovationofhisdescribedmethodisthatthephysicalprocessesofinputsignal sactivityininputcircuitisgivenandtheequivalenttransformationmethodofsingle endinputsignalisimproved.

Keywords:differentialamplifier;single endinput;emittercouplingtransmission;equivalencetransformation

0 引 言

图1所示为典型长尾式单端输入差分放大电路,利用电路分析的方法将单端输入信号ui等效变换成差模

输入信号、共模输入信号的叠加,可深入理解输入信号ui经发射极耦合传输、等效变换的过程。

以下分析,

假设电路中对称元件的参数相同。

1 单端输入信号发射极耦合传输及分解

图1所示电路,输入信号ui经T1的发射极耦合传输至T2的发射极,输入回路的微变等效电路如图2所示。其中:rbe为晶体管的输入电阻; 为晶体管的电流放

大系数。

图2 单端输入差分放大电路输入回路的微变等效电路

在图2中所设定的ui参考极性下,输入回路所产

图1 长尾式单端输入差分放大电路

生的各处电流、电压是ib1为T1的基极电流;ie1为T1的

发射极电流,ie1=(1+ )ib1;ib2为T2的基极电流;ie2为T2的发射极电流,ie2=(1+ )ib2;ie为发射极电阻Re

收稿日期:2010 04 28

差分放大电路

现代电子技术!2010年第19期总第330期中的电流;ue为发射极电位。

由图2及KCL有: ie1=ie+ie2

==

b2bbe+(1+ )ib2

Rebbee

ib2

Re

(1)

通信与信息技术

中含发射极电阻Re,反映了Re对共模输入信号的抑制作用,发射极电阻Re越大,共模负反馈抑制作用越强,

共模输入信号越小。

式(6)、式(7)表明,输入信号ui在输入回路可等效分解为差模输入

信号、共模输入信号的叠加,如图

3所示。

变换式(1)有: ib2=

e

ie1

Rb+rbe+(1+ )Re

e

=ib1

Rb+rbe+(1+ )Re

(2)

由图2及式(2),输入信号ui可表示为:ui=(Rb+rbe)ib1+(Rb+rbe)ib2

=(Rb+rbe)(ib1+ib2)

e

=(Rb+rbe)ib1+ib1

Rb+rbe+(1+ )Re=(Rb+rbe)变换式(3)有:ib1=

bbee

ui

(Rb+rbe)[Rb+rbe+2(1+ )Re]

(4)

图4 ui分解后的差模输入单独作用等效电路图3 ui等效分解为差模输入信号、共模输入信号叠加

图4,图5为输入信号ui分解后差模输入单独作用

等效电路及共模输入单独作用的等效电路。

(3)

bbee

ib1

Rb+rbe+(1+ )Re

由图2及式(2),式(4),发射极电位ue可表示为:

ue=(Rb+rbe)ib2

=(Rb+rbe)==

e

ib1

Rb+rbe+(1+ )Re

e

ui

Rb+rbe+2(1+ )Re

bbe

ui-ui

22(Rb+rbe)+4(1+ )Re

(5)

图5 ui分解后的共模输入单独作用等效电路

由图1及图2,ui作用下所产生的左边输入端和发

射极之间的电压为:

ui1=ui-ue

=ui-=

bbeu

i-ui

22(Rb+rbe)+4(1+ )Re

(6)

2 信号的等效变换

在保持输入端和发射极之间的差模输入信号不变,既保持输入端所产生的差模输入电流不变的前提下,可

将图4中每边的差模输入信号ui,-ui等效变换作

22用于输入端和地之间,发射极经电阻Re接地,如图6所示。

ibbe

u+ui22(Rb+rbe)+4(1+ )Re

由图1及图2,ui作用下所产生的右边输入端和发

射极之间的电压为:

ui2=-ue

=-ibbeu+ui22(Rb+rbe)+4(1+ )Re

(7)

式(6)、式(7)中,ui,-ui为作用于输入端和发

22射极之间的每边差模输入信号;bbe

ui为作用于输入端和发射极

2(Rb+rbe)+4(1+ )Re之间每边的共模输入信号即总的共模输入信号,表达式

图6 接Re的差模输入等效电路

在保持所产生的共模输入电流不变的条件下,可将

图5中每边的共模输入信号等效变换后作用于输入端

(下转第116页)

113

差分放大电路

通信设备张丹丹等:最小均方误差均衡器的Matlab仿真设计

衡器的性能。通过分析可以更加清楚地看出最小均方误差均衡器在通信系统中的重要作用,以及它对误码性能的改善作用。

参 考 文 献

[1]JohnG,Proakis.数字通信[M].张力军,张宗橙,郑宝玉,

译.4版.北京:电子工业出版社,2003.

[2]樊昌信,徐炳祥,吴成柯.通信原理[M].5版.北京:国防工

业出版社,2005.

[3]张辉,曹丽娜.现代通信原理与技术[M].西安:西安电子科

技大学出版社,2002.

[4]尹丽丽.基于LMS算法的自适应均衡器的Matlab实现[J].

重庆工学院学报,2002,18(3):62 69.

[5]李建新,刘乃安,刘继平.现代通信系统分析与仿真:Matlab

通信工具箱[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000.[6]李妍.Matlab通信仿真开发手册[M].北京:国防工业出版

社,2005.

[7]WilliamHTranter,KSamShanmugan.通信系统仿真原理

与无线应用[M].肖明波,杨光讼,译.北京:机械工业出版社,2005.

[8]张志涌.精通Matlab6.5[M].北京:北京航空航天大学出版

社,2003.

[9]王彬,邱新芸.自适应均衡器及其发展趋势[J].仪器仪表学

报,2005,26(8):2229 2231.

[10]杜思深,唐书娟,董佳鑫,等.最小均方误差自适应均衡器

的软实现[J].现代电子技术,2005,28(23):32 33.

衡和未均衡的误码性能对比图。从图中可以看出,码间干扰使通信系统的性能急剧下降,误码率非常高,以至

于通信系统无法正常工作。在加入最小均方误差均衡器以后,误码性能明显改善,并且误码率随着信噪比的增大迅速减少,特别是在大信噪比时它已经非常接近无码间干扰时的误码性能。可见,在存在码间干扰时加入

最小均方误差均衡器就能够使通信系统基本正常工作。

图2 最小均方误差均衡器的误码性能图

4 结 语

均衡器被广泛应用于数字通信系统中,而基于最小均方误差准则的均衡器无论是设计还是实现都较为简单。本文介绍了基于最小均方误差准则的线性均衡器原理,并利用Matlab软件仿真分析了最小均方误差均

作者简介:张丹丹 女,1982年出生,重庆人,硕士。主要研究方向为信号处理、智能仪器设计。

(上接第113页)和地之间、共模输入信号等效变换成数值为ui/2,发射极经电阻Re接地,如图7

所示。

入信号无影响。

参 考 文 献

[1]华成英,童诗白.模拟电子技术基础[M].4版.北京:高等教

育出版社,2006.

[2]康华光,陈大钦.电子技术基础模拟部分[M].4版.北京:高

等教育出版社,1999.

[3]任骏原,张凤云.电子线路专题研究[M].成都:西南交通大

学出版社,1995.

[4]任骏原.电子线路与数字逻辑解题方法指导[M].沈阳:东

北大学出版社,1996.

[5]任骏原.单端输入差分放大电路输入信号的等效变换[J].

电气电子教学学报,2008,30(6):12 14.

[6]杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].3版.北京:高等

教育出版社,2006.

[7]胡晏如.模拟电子技术[M].2版.北京:高等教育出版

社,2004.

[8]付植桐.电子技术[M].北京:高等教育出版社,2000.

图7 接Re的共模输入等效电路

3 结 论

差分放大电路的单端输入信号,经差分管的发射极耦合传输,可等效为差模输入信号、共模输入信号的叠加,且等效变换时,与发射极电阻Re取值大小无关。

发射极电阻Re抑制共模输入信号,取值大小反映对共模输入信号的抑制程度;发射极电阻Re对差模输

作者简介:任骏原 男,辽宁葫芦岛人,副教授。主要从事电子技术的教学与研究工作。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cnyh.html