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实验三 差动放大器
一、 实验目的
1．加深对差动放大器性能及特点的理解
2．学习差动放大器主要性能指标的测试方法 二、实验原理 图4-1是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器RP用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui=0时，双端输出电压Uo=0。RE为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有加强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。
当开关K拨向右边时,构成具有恒流源的差动放大器。它用晶体管恒流源代替发射极电阻RE,可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。
图3-1差动放大器实验电路
1．差动输入、双端输出
在图3-1中，输入信号Ui加于A、B两端，则Ui1=
UoUi12Ui, Ui2=-
12Ui,其差模放大倍数为
Ad=≈-β
RoRb?rbe?(1??)RW2 （1.3.1）
Ad等于单管时的放大倍数。 2．单端输入、双端输出
在图3-1中，若输入信号Ui加于A、B两端，B接地，则电路为单端输入、双端输出。其差模放大倍数与式（1.3.1）相同。
差模电压放大倍数Ad由输出端方式决定，而与输入方式无关。单端输出的差模放大倍数Ad1是双端输出差模放大倍数Ad的二分之一。 3.共模抑制比KCMR
在图3-1中，A、B两点相连，共模信号加到A与地之间。 若为双端输出，在理想情况下，则共模放大倍数
AC=0
实际上由于元件不可能完全对称，因此AC也不会绝对等于零。
若为单端输出，则共模放大倍数A≈-C
Ro2Re。
从式KCMR=∣
AdAC∣可知，欲使大KCMR，就要求Ad大，Ac小；欲要Ac小，就要求RE阻值
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大。当图3-1中开关K拨向右边时，由于T3的恒流作用，等效的RE极大，显然，KCMR很大。
三、预习要求
1．根据实验电路参数，估算典型差动放大器和具有恒流源的差大器的静态工作点及差模电压放大倍数（取β1＝β2＝50）。
2．测量静态工作点时，放大器输入端A、B与地应如何连接？
3．实验中怎样获得双端差模信号？怎样获得共模信号？画出A、B端与信号源之间的连接图。 4. 怎样进行静态调零点？用什么仪表测Uo？ 四、实验内容
1.按图3-1连接实验电路,开关K拨向左边构成典型差动放大器。 1) 测量静态工作点 ① 调节放大器零点
信号源不接入。将放大器输入端A、B与地短接，接通±12V直流电源，用直流电压表测量输出电压Uo,调节调零电位器RP,使Uo=0。调节要仔细,力求准确。
② 测量静态工作点
零点调好以后,用直流电压表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端电压URE,记入表3-1。 表3-1
测量值 UC1(V) 6.75 计算值 2） 测量差模电压放大倍数
接通±12V直流电源，在放大器的输入端A、B之间加入频率f＝1KHz的正弦信号约100mv，在输出波形无失真的情况下，用示波器测量 Ui、UC1、UC2、Uo，记入表3－2中，并观察ui、uc1、uc2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。
表3-2 Ui(V) UC1(V) UC2(V) Uo(V) Ad1=Ad=UC1UiUOUiUB1(V) -0.09 UE1(V) -0.78 UC2(V) 6.74 UB2(V) -0.09 UE2(V) URE(V) -0.79 UCE(V) 7.52 10.8 IC(mA) 0.525 IB(mA) 0.009 典型差动放大电路 差动输入 共模输入 0.33 0.21 0.60 1.2 5.5 3.7 3.7 7.4 2.4 2.4 4.8 11.4 22.9 6.6 6.6 13.2 11.0 22.0 0.58 0.60 50mv 0.48 具有恒流源差动放大电路 差动输入 共模输入 3.7 0.33 0.20.60 1.2 5.5 3.7 1 3 1.7 3.7 2.4 6.6 5m10m8mv v v 3 1.7 3.7 2.4 6.6 5m10m8mv v v 50mv 50mv 7.4 4.8 13.2 0 0 0 0.55 0.46 11.2 11.4 11.0 22.0 0.004 ∞ 0.002 ∞ 0.002 ∞ 11.2 22.4 22.4 22.9 AC1=UC1UiUOAC= Ui
0.04 0.009 0.014 6
3) 测量共模电压放大倍数
将放大器A、B短接，信号源接A端与地之间，构成共模输入方式， 调节输入信号f=1kHz，约1V，在单端输出电压无失真的情况下，测量Ui、UC1、UC2、Uo之值记入表3－2，并观察ui、uc1、uc2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。
2.具有恒流源的差动放大电路性能测试
将图3-1电路中开关K拨向右边，构成具有恒流源的差动放大电路。重复内容1-2)、1-3）的要求，记入表3-2。
五、实验报告
1．整理实验数据，列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。 1）静态工作点和差模电压放大倍数。
2）典型差动放大电路单端输出时的KCMR实测值与理论值比较。
3）典型差动放大电路单端输出时KCMR的实测值与具有恒流源的差动放大器KCMR实测值比较。 2．比较Ui, UC1和UC2之间的相位关系。
3．根据实验结果，总结电阻RE和恒流源的作用。
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实验四/五 多级放大器/负反馈放大器
一、 实验目的
加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。
二、实验原理
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用。虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。
1．图5-1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过Rf把输出电压Uo引回到输入端，加在晶体管T1的发射极上。根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。
主要性能指标如下
1）闭环电压放大倍数Auf
AuAuf= 其中 Au=Uo∕Ui—–基本放大器（无反馈）的电压放大倍数，即开环电压放大倍
1?AuFu数。1+AuFu—–反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。
2）反馈系数 Fu=包括偏置电阻）
RF1Rf?RF1 3）输入电阻 Rif=(1+AuFu)Ri′ Ri′—–基本放大器的输入电阻（不
图5－1带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器
3）输出电阻 Rof=
Ro1?AuoFuRo—–基本放大器的输出电阻
Auo—–基本放大器RL=∞时的电压放大倍数
2、本实验还需要测量基本放大器的动态参数，怎样实现无反馈而得到基本放大器呢？不能简单地断开反馈支路，而是要去掉反馈作用，但又要把反馈网络的影响（负载效应）考虑到基本放大器中去。为此:
1)在画基本放大器的输入回路时，因为是电压负反馈，所以可将负反馈放大器的输出端交流短路，即令uo＝0，此时 Rf相当于并联在RF1上。
2)在画基本放大器的输出回路时，由于输入端是串联负反馈，因此需将反馈放大器的输入端（T1 管的射极）开路，此时（Rf＋RF1）相当于并接在输出端。可近似认为Rf并接在输出端。
根据上述规律，就可得到所要求的如图5-2所示的基本放大器。
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