基本差動(dòng)放大電路的動(dòng)態(tài)分析

發(fā)布時(shí)間:2023-12-18
一、差模放大倍數(shù)
若輸入到圖z0502電路中,差分對管(t1、t2)基極的信號電壓ui1、ui2大小相等、極性相反,
這種輸入方式稱為差模輸入方式,所加信號稱為差模信號,常用uid表示,uid = ui1 - ui2,。差動(dòng)放大電路對差模信號的放大能力用差模放大倍數(shù)表示:
設(shè)單管放大電路的放大倍數(shù)為au1、au2,由于電路對稱,au1=au2 ,則差動(dòng)放大電路的輸出電壓為:
uod = uo1 - uo2 = au1ui1 - au2ui2 = au1(ui1 - ui2) gs0505
即輸出電壓與輸入電壓之差成比例,故稱差分放大電路。
在差模輸入時(shí),ui1 - ui2 = uid ,由式gs0504和式gs0505可得:
這表明差動(dòng)放大電路雙端輸入一雙端輸出時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)等于單管放大電路的放大倍數(shù)。
計(jì)算差模放大倍數(shù),可采用第二單元中介紹的微變等效電路分析法。先畫出圖z0502電路的交流等效電路,如圖z0504所示。這里要注意兩點(diǎn),一是由于ui1 = - ui2 = uid /2,則 ie1 = ie2,流過re的差模信號電流為零,因此,re對差模信號相當(dāng)于短路,這與單管放大電路中的re不同;二是由于ui1 = - ui2 ,且電路對稱,uc1升高多少,uc2就下降多少,rl的中點(diǎn)電位保持不變,對應(yīng)于交流地電位為零。因此,半邊交流等效電路如圖z0504(b)所示。將圖中三極管用簡化h參數(shù)等效電路代替,便可求得單管放大電路的放大倍數(shù),即:
若輸出信號取自圖z0502電路某一管的集電極即單端輸出方式,此時(shí),輸出信號有一半沒有利用,即uod = uo1(雙端輸出時(shí)uod = 2uo1 ),放大倍數(shù)必然減小一半,故:
(單端輸出:t1集電極輸出) gs0508
二、共板抑制比cmrr
若圖z0502電路輸入端輸入一對相位相同,大小相等的信號,這種輸入方式稱為共模輸入方式。所加信號稱為共模信號,用uic表示,uic = ui1 = ui2。溫度變化,電源電壓波動(dòng)等引起的零點(diǎn)漂移折合到放大電路輸入端的漂移電壓,相當(dāng)于輸入端加了共模信號,外界電磁干擾對放大電路的影響也相當(dāng)于輸入端加了共模信號??梢?,共模信號對放大電路是一種干擾信號,因此,放大電路對共模信號不僅不應(yīng)放大,反而應(yīng)當(dāng)有較強(qiáng)的抑制能力。
圖z0502電路,雙端輸出時(shí),若電路完全對稱,則 uoc = uo1 - uo2 = 0,共模信號被完全抑制掉。若電路對稱性稍差,則由于共模輸入時(shí),引起兩管電流變化是同相的,通過re的電流約為單管射極電流的兩倍,re對共模信號將產(chǎn)生很強(qiáng)的負(fù)反饋?zhàn)饔?,使共模信號仍能得到較強(qiáng)的抑制。
對共模信號而言,圖z0502電路的等效電路如圖z0505所示。其中圖(b)為半邊等效電路。由于re僅對共模信號產(chǎn)生負(fù)反饋,而對差模。信號沒有影響,故稱之為共模負(fù)反饋電阻。電路中一般都將 re選的很大,以對共模信號引入深度負(fù)反饋。根據(jù)深度負(fù)反饋放大電路的計(jì)算方法(xi≈xf )可由圖示電路算出單端輸出時(shí)的共模放大倍數(shù): ui≈uf = ie(2re + 1/2rw)≈2 re ie
uo = iorc = - ierc
可得:
(單端輸出時(shí)的共模放大倍數(shù)) gs0509
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