模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)---差動(dòng)放大電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　——差動(dòng)放大電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</p><p><b>　　差動(dòng)放大電路的設(shè)計(jì)

2、</b></p><p><b>　　2.1元器件參數(shù)</b></p><p>　　2.1電路的設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.3電路的工作原理及靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的分析</p><p>　　2.4電路理論的計(jì)算</p><p>　　2.5差動(dòng)放大電路的作用</p><p

3、><b>　　第三章</b></p><p>　　3.1EWB仿真軟件的簡介</p><p>　　3.2EWB仿真電路</p><p>　　3.3仿真結(jié)果及其分析</p><p><b>　　第四章</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b&g

4、t;</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)帶恒流源的差動(dòng)式放大電路。主要參數(shù)：選用2N2218（β值約為150），采用±12V的雙電源，恒流源為1.2mA,輸入電阻≥20KΩ、雙端輸出電阻≥20kΩ，差模電壓增益Avd≥18，共模抑制比KCMR≥40

5、.</p><p>　　第二章 差動(dòng)放大電路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1元器件參數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)電路設(shè)計(jì)的實(shí)際情況和參數(shù)要求，確定好元器件的參數(shù)和要求。</p><p><b>　　如下圖所示</b></p><p>　　備注：以上元件只是

6、參考參數(shù)，可根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)來選擇合適的器件。</p><p>　　2.1電路的設(shè)計(jì)方案</p><p>　　差動(dòng)放大電路又叫差分電路，他不僅能有效的放大直流信號(hào)，而且能有效的減小由于電源波動(dòng)和晶體管隨溫度變化多引起的零點(diǎn)漂移，因而獲得廣泛的應(yīng)用。特別是大量的應(yīng)用于集成運(yùn)放電路，他常被用作多級(jí)放大器的前置級(jí)。差分放大電路利用電路參數(shù)的對(duì)稱性和負(fù)反饋?zhàn)饔茫行У胤€(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，以放大差模信

7、號(hào)抑制共模信號(hào)為顯著特征，廣泛應(yīng)用于直接耦合電路和測(cè)量電路的輸入級(jí)。 基本差動(dòng)放大電路由兩個(gè)完全對(duì)稱的共發(fā)射極單管放大電路組成，該電路的輸入端是兩個(gè)信號(hào)的輸入，這兩個(gè)信號(hào)的差值，為電路有效輸入信號(hào)，電路的輸出是對(duì)這兩個(gè)輸入信號(hào)之差的放大。設(shè)想這樣一種情景，如果存在干擾信號(hào)，會(huì)對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)產(chǎn)生相同的干擾，通過二者之差，干擾信號(hào)的有效輸入為零，這就達(dá)到了抗共模干擾的目的。</p><p>　　差動(dòng)放大電路的原理圖

8、</p><p>　　2.3電路的工作原理及靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的分析</p><p>　　差動(dòng)放大電路的組成，從電路的結(jié)構(gòu)上看，它具有以下特點(diǎn)：它由兩個(gè)完全對(duì)稱的共射電路組合而成。電路采用正負(fù)雙電源供電。差動(dòng)放大電路利用電路對(duì)稱性，可以很好的抑制零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。信號(hào)是從三極管的兩個(gè)基極端輸入的，稱為雙端輸入；輸入信號(hào)是從三極管的兩個(gè)集電極端輸出的，稱為雙端輸出。Re為差動(dòng)放大電路的公共發(fā)射極電阻，用

9、來抑制零點(diǎn)漂移并決定晶體管的靜態(tài)動(dòng)作點(diǎn)。Rc為集電極負(fù)載電阻。</p><p><b>　　靜態(tài)分析</b></p><p>　　當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，放大電路處于靜態(tài)。放大電路的直流通路如圖所示，</p><p>　　由于電路對(duì)稱，所以IBQ1=IBQ2,ICQ1=ICQ2,IEQ1=IEQ2,流過Re的電流為IEQ1和IEQ2之和。由直流通路可

10、以列方程得到靜態(tài)工作點(diǎn)為：</p><p>　　UEE=UBE1+2IE1Re</p><p>　　IEQ1=IEQ2=（UEE-UBEQ）/2Re</p><p>　　IBQ1=IBQ2=ICQ1/β=IEQ1/β</p><p>　　兩管對(duì)地的集電極電壓為</p><p>　　UCQ1=UCQ2=UCC-ICQ1R

11、c</p><p><b>　　動(dòng)態(tài)分析</b></p><p><b>　　差模輸入。</b></p><p>　　在放大器兩輸入端分別輸入大小相等、相位相反的信號(hào)，即ui1=-ui2時(shí)，這種輸入方式稱為差模輸入，所輸入的信號(hào)稱為差模輸入信號(hào)。差模輸入信號(hào)用uid來表示。差模輸入電路如圖所示。可得</p>

12、<p>　　uid = ui1-ui2=2ui1（ui1=-ui2=1/2uid）</p><p><b>　　（2）共模輸入</b></p><p>　　差動(dòng)放大電路的兩個(gè)輸入端加上大小相等、極性相同的信號(hào)叫共模輸入，用uic表示。電路形式如下。</p><p>　　uic=ui1=ui2</p><p>　

13、　2.4電路理論的計(jì)算</p><p><b>　　靜態(tài)工作點(diǎn)</b></p><p><b>　　動(dòng)態(tài)計(jì)算</b></p><p><b>　　差模信號(hào)</b></p><p><b>　　共模信號(hào)</b></p><p>　　2

14、.5差動(dòng)放大電路的作用</p><p>　　克服了偏置電平變化帶來的影響，使得放大器的性能保持穩(wěn)定。</p><p>　　使得輸出信號(hào)的電壓擺幅擴(kuò)大了1倍。</p><p>　　提高了電路的線性度。</p><p><b>　　第三章</b></p><p>　　3.1EWB仿真軟件的簡介<

15、/p><p><b>　　定義</b></p><p>　　EWB軟件由INTERACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES Ltd（交互圖像技術(shù)有限公司）推出，近幾年開始在國內(nèi)使用。現(xiàn)在普遍使用的是在WIN95環(huán)境下工作的EWB5.0（在國內(nèi)曾見過6.0的演示版，注：EWB5.0也可以在WINDOWS3.1環(huán)境下使用，但需安裝WING32工具）。</p&g

16、t;<p><b>　　功能</b></p><p>　　相對(duì)其它EDA軟件而言，它是個(gè)較小巧的軟件，只有16M，功能也比較單一，就是進(jìn)行模擬電路和數(shù)字電路的</p><p>　　混合仿真，但你絕對(duì)不可小瞧它，它的仿真功能十分強(qiáng)大，可以幾乎100%地仿真出真實(shí)電路的結(jié)果，而且它在桌面上提供了萬用表、示波器、信號(hào)發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、

17、邏輯轉(zhuǎn)換器等工具，它的器件庫中則包含了許多大公司的晶體管元器件、集成電路和數(shù)字門電路芯片，器件庫中沒有的元器件，還可以由外部模塊導(dǎo)入，在眾多的電路仿真軟件中，EWB是最容易上手的，它的工作界面非常直觀，原理圖和各種工具都在同一個(gè)窗口內(nèi)，未接觸過它的人稍加學(xué)習(xí)就可以很熟練地使用該軟件，對(duì)于電子設(shè)計(jì)工作者來說，它是個(gè)極好的EDA工具，許多電路你無需動(dòng)用烙鐵就可得知它的結(jié)果，而且若想更換元器件或改變?cè)骷?shù)，只需點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)即可。</p&

18、gt;<p>　　3.2EWB仿真電路</p><p><b>　　差動(dòng)放大電路</b></p><p>　　3.3仿真結(jié)果及其分析</p><p><b>　　靜態(tài)工作點(diǎn)</b></p><p>　　動(dòng)態(tài)分析：（藍(lán)色輸出，紅色輸入）</p><p><b

19、>　　差模信號(hào)</b></p><p>　　雙端輸入-雙端輸出（單端輸入-雙端輸出）</p><p>　　Aud=uo/2ui=50</p><p>　　雙端輸入-單端輸出（單端輸入-單端輸出）</p><p>　　Aud=uo/2ui=25</p><p><b>　　共模信號(hào)</b

20、></p><p>　　雙端輸入-雙端輸出（單端輸入-雙端輸出）</p><p>　　雙端輸入-單端輸出（單端輸入-單端輸出）</p><p>　　差動(dòng)放大電路的通頻帶</p><p><b>　　60khz的電壓值</b></p><p><b>　　1khz的輸出電壓</

21、b></p><p><b>　　通頻帶的圖形</b></p><p><b>　　第四章</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　可見差動(dòng)電路對(duì)共模信號(hào)有抑制作用。像溫度的變化活電源電壓的波動(dòng)引起兩集電極電流的變化是相同的，因此可以把它

22、們的影響看成是差動(dòng)電路輸入端加入共模信號(hào)的結(jié)果。所以差動(dòng)電路對(duì)溫度影響有一定的抑制作用，另外和輸入信號(hào)一起加入的干擾信號(hào)也可以被當(dāng)作共模信號(hào)給抑制掉。但實(shí)際電路中兩管不可能完全相同，所以要求共模輸出電壓越小越好。</p><p>　　電路中的電阻Rc起到了負(fù)反饋的作用，對(duì)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)起到了一定的作用。當(dāng)溫度升高引起電流Ic升高，這時(shí)電流IE也升高，反映在電阻Re上的壓降也升高，進(jìn)而使三極管的電壓uBE減小，是基

23、極電流iB也減小，從而使集電極電流ic減小，穩(wěn)定了工作點(diǎn)。</p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，既有有用的差模信號(hào)，也有無用的共模信號(hào)，差動(dòng)電路對(duì)差模信號(hào)的放大能力和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，可以用共模抑制比KCMR這一指標(biāo)來描述：KCMR定義為差模電壓放大倍數(shù)Aud與共模電壓放大倍數(shù)Auc之比的絕對(duì)值，即 KCMR=|Aud/Auc| KCMR越大，表明對(duì)共模抑制的能力越強(qiáng)，理想情況為無窮大。</p&