差分式放大器就其功能來(lái)說(shuō),就是放大兩個(gè)信號(hào)之差。由于它在電路和性能方面有許多優(yōu)點(diǎn),因而成為集成運(yùn)放的主要組成單元。
一、差動(dòng)放大電路的電路結(jié)構(gòu)
根據(jù)差動(dòng)放大器的理論,構(gòu)建的差動(dòng)放大器仿真電路如圖一所示。其中XMM1、XMM2、XMM3為電壓表,四蹤示波器分別接在兩個(gè)三極管的輸入端,用以觀察其輸入信號(hào)的波形。V1、V2為差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸出信號(hào)。

圖一:差動(dòng)放大電路
如圖一所示,當(dāng)V1、V2的相位差為180°時(shí),即此時(shí)為差分輸入。按下仿真開關(guān),示波器顯示V1、V2差動(dòng)放大器的波形,如圖二所示。

圖二:差動(dòng)輸入放大器的兩個(gè)輸入波形
電壓表上顯示差動(dòng)放大器的各點(diǎn)輸出的電壓值,如圖三所示。

圖三:輸出端的電壓波值
如圖一所示的電路,當(dāng)V1、V2的相位差為0°時(shí),電路為共模輸入。按下仿真開關(guān),示波器顯示V1、V2差動(dòng)放大器兩個(gè)輸入信號(hào)的波形,如圖四所示。電壓表顯示差動(dòng)放大器各輸出點(diǎn)電壓值,如圖五所示。

圖四:共模輸入差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入信號(hào)

圖五:輸出端電壓值
二、差動(dòng)放大器電路的靜態(tài)工作點(diǎn)分析
單擊Simulate ->Analysis->DC Operating Point 選項(xiàng),彈出直流工作點(diǎn)分析對(duì)話框,如圖六所示。
把需要分析的工作點(diǎn)添加至右邊,按下Simulate 按鈕,得到各直流工作的分析結(jié)果,如圖七所示。

圖六:DC Operating Point頁(yè)

圖七:直流工作點(diǎn)的分析結(jié)果
三、差動(dòng)放大器電路的頻率響應(yīng)分析
單擊Simulate ->Analysis->AC Analysis,彈出交流工作點(diǎn)分析對(duì)話框,如圖八所示。把所需分析的頻率響應(yīng)特性的工作點(diǎn)添加至右邊,按下Simulate 按鈕,得到各點(diǎn)工作點(diǎn)分析結(jié)果,如圖九所示。

圖八:AC Analysis頁(yè)

圖九:分析結(jié)果
四、差動(dòng)放大電路的差模和共模電壓放大倍數(shù)
如圖三所示的差模輸入方式時(shí)的輸入、輸出電壓數(shù)值,可以得到此電路的差模電壓放大倍數(shù)為0.278。如圖五所示的共模輸入方式時(shí)的輸入、輸出電壓數(shù)值,可以得到此電路的放大倍數(shù)為2.892*10(-15)。
五、共模抑制比 CMRR
由上邊的結(jié)論可以計(jì)算出此電路的共模抑制比為:CMRR=0.278/[2.896*10(-15)]=96*10(12).
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評(píng)論