【模电实验】【验证性实验——基本差动放大电路实验】
创始人
2024-01-17 16:30:28

实验4-1 验证性实验——基本差动放大电路实验

1. 静态工作点的测试

按照下图连接电路,检查无误后将A, B两端短接,接通电源12 V, 分别测量三极管各极对地的电压值,推算静态电流,记入下表,并与仿真结果,估算结果进行比较,得出结论
在这里插入图片描述

UC1/VU_{C1}/VUC1​/VUC2/VU_{C2}/VUC2​/VUE/VU_{E}/VUE​/VUB1/VU_{B1}/VUB1​/VUB2/VU_{B2}/VUB2​/VIC/mAI_{C}/mAIC​/mAIB/μAI_{B}/\mu AIB​/μAIEE/mAI_{EE}/mAIEE​/mA
仿真值6.416.41-0.723-0.048-0.0480.559-4.81.13
估算值6.466.46-0.8-0.1-0.10.5545.541.12
测量值6.41516.4232-0.6241-0.2177-0.02160.03615-0.130.0723

估算值均以β=100,rbb′=300,UBE(on)=0.7\beta = 100, r_{bb'} = 300, U_{BE(on)} = 0.7β=100,rbb′​=300,UBE(on)​=0.7计算

仿真如下**(仿真可以保证两个三极管的β\betaβ值相等为278,所以没有使用调零电阻RpR_pRp​)**:

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实际测量如下:

调节滑动变阻器使得两个三极管的集电极电压大致相等

请添加图片描述

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测量发射极电位:

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测量基极电位:

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2. 差模放大倍数的分析

关闭电源,将放大器B端接地,在A端加入Uim=50mV,f=1kHzU_{im} = 50mV, f = 1 kHzUim​=50mV,f=1kHz的正弦输入信号,检查无误后接通电源,测量此时的UA=Ui1U_A = U_{i1}UA​=Ui1​ 和 UB=Ui2U_B = U_{i2}UB​=Ui2​

用示波器和毫伏表测量输出端的不失真输出电压幅值

注意输入,输出信号间的相位关系,将结果记入下表,计算电路双端输出和单端输出情况下的差模放大倍数,并与估算结果,仿真结果进行比较

Ui1/VU_{i1}/VUi1​/VUi2/VU_{i2}/VUi2​/VUid/VU_{id}/VUid​/VUo1/VU_{o1}/VUo1​/VUo2/VU_{o2}/VUo2​/VUod/VU_{od}/VUod​/VAud1A_{ud1}Aud1​Aud2A_{ud2}Aud2​AudA_{ud}Aud​波形
估算值0.0500.051.691.693.38-33.833.8-67.6正弦
仿真值0.0500.051.891.873.76-37.837.875.6正弦
实测值0.01600.0160.940.930.8758.7558.75117.5正弦

仿真结果如下:

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**输出电压的有效值 **(由于示波器无法正常显示幅值,所以只能使用台式万用表测有效值计算幅值)如下:

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示波器大致波形如下:

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3. 共模特性的分析

关闭电源,断开接地的B端, 将A, B两端短接口直接接入 Uim=50mV,f=1kHzU_{im} = 50mV, f = 1kHzUim​=50mV,f=1kHz 的正弦输入信号,检查无误后接通电源, 用示波器和毫伏表测量输出端的不失真输出电压的幅值

计算电路双端输出和单端输出情况下的共模放大倍数共模抑制比,与估算,仿真结果进行比较

Uic/VU_{ic}/VUic​/VUo1/VU_{o1}/VUo1​/VUo2/VU_{o2}/VUo2​/VUoc/VU_{oc}/VUoc​/VAuc1A_{uc1}Auc1​Auc2A_{uc2}Auc2​AucA_{uc}Auc​KCMR单K_{CMR单}KCMR单​KCMR双K_CMR双KC​MR双
估算值0.050.02450.02450-0.49-0.49069∞\infty∞
仿真值0.050.02400.02400-0.48-0.48034.8∞\infty∞
实测值0.0230.0440.0400.004-1.91-1.74-0.17413.8300

共模特性分析波形如下:

在这里插入图片描述

4. 输出电阻的测量

  1. 双端输出情况下输出电阻的测量

关闭直流电源和信号源,在两个三极管的集电极间接入20kΩ的负载电阻,保持差模信号不变,测量两个集电极对地的电压,记入表中

将负载电阻断开,再次测量两个集电极对地的电压,计入表中

Uo1/VU_{o1}/VUo1​/VUo2/VU_{o2}/VUo2​/VUo1L/VU_{o1L}/VUo1L​/VUo2L/VU_{o2L}/VUo2L​/VUod/VU_{od}/VUod​/VUodL/VU_{odL}/VUodL​/VRo单R_{o单}Ro单​Ro双R_{o双}Ro双​
估算值\\\\\\10k20k
实测值(单端输出)0.83\0.55\\\10.2k\
实测值(双端输出)0.830.810.440.400.841.64\19k
  1. 单端输出情况下输出电阻的测量

关闭直流电源和信号源,在三极管T1的集电极对地接入20kΩ的负载电阻,保持差模信号不变,测量该集电极对地(负载两端)的电压,记入上表

5. 放大器输入电阻的测量

在A,B端分别串入与估算输入电阻值在同一数量级的电阻,分别测量A,B两点之间的电压和串联电阻右方的输入电压,将结果记入下表,计算输入电阻

Us/mVU_s/mVUs​/mVUi/mVU_i/mVUi​/mVRs/kΩR_s/k \OmegaRs​/kΩRi/kΩR_i/k \OmegaRi​/kΩ
估算值\\\0.1
实测值0.0350.0260.0250.15

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