差分比例运算放大电路

3.3 差分放大电路一、零点漂移现象及其产生的原因 二、差分放大电路的组成与分析 三、差分放大电路的四种接法 四、具有恒流源的差分放大电路

五、差分放大电路的改进

一、零点漂移现象及其产生的原因1. 什么是零点漂移现象：ΔuI=0,ΔuO≠0的现象。

产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶 体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。 克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。 典型电路：差分放大电路

二、差分放大电路的组成(长尾式)零点 漂移

零输入 零输出

若V与UC的 变化一样， 则输出电压 就没有漂移

参数理想对称： Rb1= Rb2,Rc1= Rc2, Re1= Re2; T1、T2在任何温度 下特性均相同。

信号特点？ 能否放大？

长尾式差分放大电路的组成特点典型 电路

在理想对称的情况下： 1. 克服零点漂移； 2. 零输入零输出。

三、长尾式差分放大电路的分析 1. Q点：令uI1= uI2=0 晶体管输入回路方程：VEE I BQ Rb U BEQ 2I EQ Re

通常，Rb较小，且IBQ很小，故I EQ VEE U BEQ 2Re

Rb是必要的吗？

I BQ

I EQ 1

,U CEQ U CQ

差分放大电路仿真分析

差分放大电路是集成运算放大器的主要单元电路之一，它具有很强的抑制零点漂移的能力。作为集成运算放大器的输入级，差分放大电路几乎完全决定着集成运算放大器的差模输入特性、共模抑制特性、输入失调特性和噪声特性。

差分放大电路经由两个参数完全相同的晶体管组成，电路结构对称。电路具有两个输入端和两个输出端，因此差分放大电路具有四种形式：单端输入单端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出以及双端输入双端输出。

实验内容：

一、理想差分放大电路

1、绘制电路图

启动Capture CIS程序，新建工程，利用Capture CIS绘图软件，绘制如下的电路原理图。

双击正弦电压源VS+的图标，在弹出的窗口中设置AC为10mV，DC为0V，VOFF 为0，VAMPL为10m，VFREQ1kHz。VS-的设置除AC为-10mV外，其余均与VS+同。

2、直流工作点分析

选择Spice | New Simulation Profile 功能选项或单击按钮，打开New

Simulation对话框，在Name文本框中输入Bias，单击 Create按钮，弹出Simulation Settings-Bias对话框，设置如下：

.. ..

..

..

保存设置，启动PSpice

基于Proteus的差分放大电路的仿真分析

杨 庆

（湖北民族学院 湖北恩施市 445000）

摘 要：差分放大电路用途十分广泛。特别是在模拟集成电路中，常作为输入级或中间放大级。利用差分放大电路的参数对称性来抑制零点漂移。也就是说，差分放大电路能放大差模信号，对共模信号有很强的抑制能力。差分放大电路的仿真分析主要是测量电路的静态工作点、单端和双端输出时的差模电压放大倍数、共模电压放大倍数及共模抑制比。 关键词：Proteus，差分放大电路，仿真，分析

中图法分类号： TN710 文献标识码：A

Simulation Analysis of Difference Amplifier Based on Proteus

YANG Qing

Abstract： Application of difference amplifier very wide range. Especially in analogue integrated circuit, often use for input stage or middle amplification stage. Make use of para

东南大学电工电子实验中心

实 验 报 告

课程名称： 电子电路实践

第 1 次实验

实验名称： 模拟运算放大电路（一） 院 （系）： 自动化学院 专 业： 自动化

姓 名： 崔宏宇 学 号： 08010316 实 验 室: 105 实验组别： 同组人员： 实验时间：2012年3月29日 评定成绩： 审阅教师：

实验一 模拟运算放大电路（一）

一、实验目的：

1、 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。

2、 熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、传输特性曲线的测量方法。 3、 了解运放调零和相位补偿的基本概念。

二、实验原理：

三、预习思考：

1、 设计一个反相比例放大器，要求：|AV|=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告

南京农业大学模拟电子技术

实验七 比例求和运算电路1、实验目的掌握比例、求和电路的设计方法。通过实验，了解 影响比例，求和运算精度的因素，进一步熟悉电路 的特点与性能。

2、 实验题目① 设计一个数字电路运算电路，实现下列运算关系。 已知条件如下：UO 2U11 2U12 4U13

南京农业大学模拟电子技术

U11 50 ~ 100m V U12 50 ~ 200m V U13 20 ~ 100m V②设计一个有两个集成运算放大器组成的交流放大器。 设计要求如下： 输入阻抗 电压增益10 k

103倍20 ~ 100 Hz

频率响应

最大不失真电压 10V

南京农业大学模拟电子技术

③设计一个能实现下列运算关系的电路：

U O 10U11 5U12 U11 U12 0.1 ~ 1V

3、实验内容和要求(1)数学运算电路 ① 根据设计题目要求，选定电路，确定集成 运算放大器型号，并进行参数设计 ② 按照设计方案组装电路

南京农业大学模拟电子技术

③ 在设计题目所给输入信号范围内，任选几组信号输入， 测出相应输出电压 U O ,将的实测值与理论值作比较， 计算误差。④ 研究运算放大器非理想特性对运算精度的影响，在其他 参数不变的情

实验七 比例求和运算电路

一、实验目的

1. 掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点及性能。 2. 学会上述电路的测试和分析方法。

二、实验器材（型号）

1. 数字万用表UT56 2. 电子线路实验学习机

三、实验原理

集成运放的应用首先表现在它能构成各种电路上，运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果，介绍比例、加减等基本运算电路。

（1）运算电路：

（2）描述方法：运算关系式 uO＝f (uI)

（3）分析方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点。 1. 理想运放的参数特点

Aod、 rid 、fH 均为无穷大，ro、失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为

0。

电路特征：引入电压负反馈。 集成运放的线性工作区: AuO?uo??

u??u?可得u??u??0即u??u?。又因ri??，可得运放的输入电流i=0。利用运放在线性应用时u??u?和i=0这两个特点来分析处理问题，所得结果与实际情况相当一致，不会带来明显的误差。

RFuiRRPiu?－RI??uo

u?＋图3-7-1 理想运放电路

1. 基本运算电路 （1）反相比例电路

uo??iFRF??

uiRF （3-7-1） R1

可见，

比例求和运算电路实验报告

一、实验目的

①掌握用集成运算放大器组成比例\求和电路的特点和性能； ②学会用集成运算放大电路的测试和分析方法。 二、实验仪器

①数字万用表；②示波器；③信号发生器。 三、实验内容

Ⅰ.电压跟随器

实验电路如图6-1所示： 理论值：Ui=U+=U-=U

图6-1 电压跟随器

按表6-1内容实验并记录。

表6-1

Ⅱ.反相比例放大电路 实验电路如图6-2所示：

理论值：（Ui-U-）/10K=（U--UO）/100K且U+=U-=0故UO=-10Ui

图6-2 反相比例放大器

1）按表6-2内容实验并测量记录：

表6-2

发现当Ui=3000 mV时误差较大。

2）按表6-3要求实验并测量记录：

表6-3

其中RL接于VO与地之间。表中各项测量值均为Ui=0及Ui=800mV

时所得该项测量值之差。

Ⅲ.同相比例放大器

电路如图6-3所示。理论值：Ui/10K=（Ui-UO）/100K故UO=11Ui

图6-3 同相比例放大电路

1）按表6-4和6-5实验测量并记录。

表6-5

Ⅳ.反相求和放大电路

实验电路如图6-4所示。理论值：UO=-RF/R*（Ui1+Ui2）

图6-4 反相求和放大器

按表6-6内容进行实验测量，并与预习计算比较。

表6-6

Ⅴ.双端输入差放

一、 电路原理分析与计算

1. 反相比例运算电路

输入信号从反相输入端引入的运算，便是反相运算。反馈电阻RF跨接在输出端和反相输入端之间。根据运算放大器工作在线性区时的虚开路原则可知：i-＝0，因此i1＝if。电路如图1所示，

RF100kΩR124V312 V XMM1U1A110kΩ38TL082CDV1500mV R29.1kΩV212 V 图1

根据运算放大器工作在线性区时的虚短路原则可知：u-＝u+＝0。 由此可得： u0??因此闭环电压放大倍数为：

Auo?uoRf?? uiR1Rfui R12. 同相比例运算电路

输入信号从同相输入端引入的运算，便是同相运算。电路如图2所示，

RF10kΩV312 V XMM14U1A1238TL082CDR210kΩUi1100mV V212 V

图2

根据运算放大器工作在线性区时的分析依据：虚短路和虚开路原则

因此得： uo?(1?Rf)ui R1

开环电压放大倍数 Auf?uoRf?1? uiR13. 反相输入加法运算电路

目录

1前言 1 2二级运算放大器电路 1 2.1电路结构 1 2.2设计指标 2 3 Cadence仿真软件 3 3.1 schematic原理图绘制 3 3.2 生成测试电路 3 3.3 电路的仿真与分析 4 3.1.1直流仿真 4 3.1.2交流仿真 4 3.4 版图绘制 5 3.4.1差分对版图设计

目录

1前言 1 2二级运算放大器电路 1 2.1电路结构 1 2.2设计指标 2 3 Cadence仿真软件 3 3.1 schematic原理图绘制 3 3.2 生成测试电路 3 3.3 电路的仿真与分析 4 3.1.1直流仿真 4 3.1.2交流仿真 4 3.4 版图绘制 5 3.4.1差分对版图设计