差動(dòng)放大電路

1、差動(dòng)放大電路的基本形式對(duì)電路的要求是：兩個(gè)電路的參數(shù)完全對(duì)稱兩個(gè)管子的溫度特性也完全對(duì)稱。

它的工作原理是：當(dāng)輸入信號(hào)Ui=0時(shí)，則兩管的電流相等，兩管的集電極電位也相等，所以輸出電壓Uo=UC1-UC2=0。溫度上升時(shí)，兩管電流均增加，則集電極電位均下降，由于它們處于同一溫度環(huán)境，因此兩管的電流和電壓變化量均相等，其輸出電壓仍然為零。

它的放大作用（輸入信號(hào)有兩種類型）

差動(dòng)放大電路共模信號(hào)

共模信號(hào)---在差動(dòng)放大管T1和T2的基極接入幅度相等、極性相同的信號(hào)。如圖2所示

共模信號(hào)的作用，對(duì)兩管的作用是同向的，將引起兩管電流同量的增加，集電極電位也同量減小，因此兩管集電極輸出共模電壓Uoc為零。因此：。

于是差動(dòng)電路對(duì)稱時(shí)，對(duì)共模信號(hào)的抑制能力強(qiáng)

差動(dòng)放大電路差模信號(hào)

差模信號(hào)---在差動(dòng)放大管T1和T2的基極分別加入幅度相等而極性相反的信號(hào)。

差模信號(hào)的作用，由于信號(hào)的極性相反，因此T1管集電極電壓下降，T2管的集電極電壓上升，且二者的變化量的絕對(duì)值相等，因此： 此時(shí)的兩管基極的信號(hào)為：所以：，由此我們可以看出差動(dòng)電路的差模電壓放大倍數(shù)等于單管電壓的放大倍數(shù)。

當(dāng)對(duì)差動(dòng)電路的兩個(gè)輸入端加上一對(duì)大小相等、相位相反的差模信號(hào)，這時(shí)第一個(gè)管的射級(jí)電流增大，第二個(gè)管的射級(jí)電流減小，且增大量和減小量時(shí)時(shí)相等。另外，由于輸入差模信號(hào)，兩管輸出端電位變化時(shí)，一端升高。另一端則降低，且升高量等于降低量。

基本差動(dòng)電路存在如下問(wèn)題： 電路難于絕對(duì)對(duì)稱，因此輸出仍然存在零漂；管子沒(méi)有采取消除零漂的措施，有時(shí)會(huì)使電路失去放大能力；它要對(duì)地輸出，此時(shí)的零漂與單管放大電路一樣。 為此我們要學(xué)習(xí)另一種差動(dòng)放大電路------長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路。

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)。但是差分放大電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分析繁瑣，特別是其對(duì)差模輸入和共模輸入信號(hào)有不同的分析方法，難以理解，因而一直是模擬電子技術(shù)中的難點(diǎn)。差分放大電路：按輸入輸出方式分：有雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出和單端輸入單端輸出四種類型。按共模負(fù)反饋的形式分：有典型電路和射極帶恒流源的電路兩種。

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(guò)二者之差，干擾信號(hào)的有效輸出為零，這就達(dá)到了抗共模干擾的目的。

圖1為差動(dòng)放大電路的基本電路圖

(a)射極偏置差放 (b)電流源偏置差放

差放有兩個(gè)輸入端子和兩個(gè)輸出端子，因此信號(hào)的輸入和輸出均有雙端和單端兩種方式。雙端輸入時(shí)，信號(hào)同時(shí)加到兩輸入端；單端輸入時(shí)，信號(hào)加到一個(gè)輸入端與地之間，另一個(gè)輸入端接地。雙端輸出時(shí)，信號(hào)取于兩輸出端之間；單端輸出時(shí)，信號(hào)取于一個(gè)輸出端到地之間。因此，差分放大電路有雙端輸入雙端輸出、單端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入單端輸出四種應(yīng)用方式。上面兩個(gè)電路均為雙端輸入雙端輸出方式。

（a） 電阻Re是T1和T2兩管的公共射極電阻，或稱射極耦合電阻，它實(shí)際上就是在工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中植入的射極電阻，只是此處將兩個(gè)電阻的射極電阻合并成一個(gè)Re，所以經(jīng)它的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，對(duì)零漂做進(jìn)一步的抑制。電阻Re常用等效內(nèi)阻極大的恒流源I0來(lái)代替，以便更有效地提高抑制零漂的作用。負(fù)電源-V_EE用來(lái)補(bǔ)償射極電阻Re兩端的直流壓降，以避免采用電壓過(guò)高的單一正電源 V_CC，并可擴(kuò)大輸出電壓范圍，使兩基極的靜態(tài)電位為零，基極電阻Rb通常為外接元件，也可不用，其作用是限制基極靜態(tài)電流并提高輸入電阻。

零點(diǎn)漂移可描述為：輸入電壓為零，輸出電壓偏離零值的變化。它又被簡(jiǎn)稱為：零漂

零點(diǎn)漂移是怎樣形成的：運(yùn)算放大器均是采用直接耦合的方式，我們知道直接耦合式放大電路的各級(jí)的Q點(diǎn)是相互影響的，由于各級(jí)的放大作用，第一級(jí)的微弱變化，會(huì)使輸出級(jí)產(chǎn)生很大的變化。當(dāng)輸入短路時(shí)（由于一些原因使輸入級(jí)的Q點(diǎn)發(fā)生微弱變化 像：溫度），輸出將隨時(shí)間緩慢變化，這樣就形成了零點(diǎn)漂移。

產(chǎn)生零漂的原因是：晶體三極管的參數(shù)受溫度的影響。解決零漂最有效的措施是：采用差分放大電路。

輸入級(jí)一般采用高性能的差動(dòng)放大電路，來(lái)克服溫度帶來(lái)的零點(diǎn)漂移問(wèn)題。2100433B

模塊一 模擬電路設(shè)計(jì) 1

項(xiàng)目一 直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì) 3

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 3

二、 項(xiàng)目描述 3

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 4

四、 任務(wù)實(shí)施 4

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 11

項(xiàng)目二 晶體管開(kāi)關(guān)、限幅與鉗位電路設(shè)計(jì) 12

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 12

二、 項(xiàng)目描述 12

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 13

四、 任務(wù)實(shí)施 14

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 21

項(xiàng)目三 差動(dòng)放大電路設(shè)計(jì) 23

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 23

二、 項(xiàng)目描述 23

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 24

四、 任務(wù)實(shí)施 24

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 32

項(xiàng)目四 晶閘管可控整流電路設(shè)計(jì) 34

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 34

二、 項(xiàng)目描述 34

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 35

四、 任務(wù)實(shí)施 35

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 41

項(xiàng)目五 互補(bǔ)OTL 功率放大器電路設(shè)計(jì) 43

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 43

二、 項(xiàng)目描述 43

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 44

四、 任務(wù)實(shí)施 44

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 51

項(xiàng)目六 單端輸入放大電路設(shè)計(jì) 53

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 53

二、 項(xiàng)目描述 53

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 54

四、 任務(wù)實(shí)施 54

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 61

項(xiàng)目七 集成運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì) 62

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 62

二、 項(xiàng)目描述 62

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 63

四、 任務(wù)實(shí)施 63

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 69

項(xiàng)目八 RC 橋式振蕩電路設(shè)計(jì) 71

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 71

二、 項(xiàng)目描述 71

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 72

四、 任務(wù)實(shí)施 72

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 78

項(xiàng)目九 直流可調(diào)穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì) 80

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 80

二、 項(xiàng)目描述 80

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 81

四、 任務(wù)實(shí)施 81

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 89

項(xiàng)目十 音頻功率放大器設(shè)計(jì) 91

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 91

二、 項(xiàng)目描述 91

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 92

四、 任務(wù)實(shí)施 93

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 100

模塊二 數(shù)字電路設(shè)計(jì) 103

項(xiàng)目一 邏輯電平顯示電路設(shè)計(jì) 105

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 105

二、 項(xiàng)目描述 105

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 106

四、 任務(wù)實(shí)施 107

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 114

項(xiàng)目二 邏輯電路設(shè)計(jì) 115

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 115

二、 項(xiàng)目描述 115

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 116

四、 任務(wù)實(shí)施 117

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 124

項(xiàng)目三 編碼譯碼電路設(shè)計(jì) 125

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 125

二、 項(xiàng)目描述 125

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 126

四、 任務(wù)實(shí)施 127

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 133

項(xiàng)目四 雙D 觸發(fā)器控制電路設(shè)計(jì) 135

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 135

二、 項(xiàng)目描述 135

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 136

四、 任務(wù)實(shí)施 137

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 145

項(xiàng)目五 同步加法計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì) 146

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 146

二、 項(xiàng)目描述 146

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 147

四、 任務(wù)實(shí)施 147

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 153

項(xiàng)目六 流水燈電路設(shè)計(jì) 155

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 155

二、 項(xiàng)目描述 155

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 156

四、 任務(wù)實(shí)施 156

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 163

項(xiàng)目七 八路搶答器電路設(shè)計(jì) 165

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 165

二、 項(xiàng)目描述 165

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 166

四、 任務(wù)實(shí)施 166

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 172

項(xiàng)目八 電子秒表電路設(shè)計(jì) 174

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 174

二、 項(xiàng)目描述 174

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 175

四、 任務(wù)實(shí)施 176

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 184

項(xiàng)目九 拔河游戲機(jī)電路設(shè)計(jì) 186

一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 186

二、 項(xiàng)目描述 186

三、 知識(shí)準(zhǔn)備 187

四、 任務(wù)實(shí)施 188

五、 任務(wù)評(píng)價(jià) 195

模塊三 真題訓(xùn)練 197

項(xiàng)目一 電梯控制電路硬件設(shè)計(jì) 199

一、內(nèi)容簡(jiǎn)介 200

二、原理圖設(shè)計(jì) 201

三、元器件清單 205

四、答題紙 206

五、解題思路 208

項(xiàng)目二 迷宮控制器硬件設(shè)計(jì) 211

一、內(nèi)容簡(jiǎn)介 211

二、原理圖設(shè)計(jì) 214

三、元器件清單 215

四、答題紙 217

五、解題思路 218

項(xiàng)目三 數(shù)字電壓表電路故障排除 221

一、內(nèi)容簡(jiǎn)介 221

二、故障排除流程 224

三、元器件清單 225

四、答題紙 227

五、解題思路 234

項(xiàng)目四 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電路故障排除 236

一、內(nèi)容簡(jiǎn)介 236

二、故障排除流程 240

三、元器件清單 243

四、答題紙 244

五、解題思路 250

附錄 本書(shū)部分電氣元件圖形符號(hào)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與世界技能大賽使用的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照） 252