精密數(shù)字壓力表基本差動(dòng)放大電路分析圖
基本差動(dòng)放大器
差動(dòng)放大器的出現(xiàn)是為了解決直接耦合放大電路存在的零點(diǎn)漂移問題,另外差動(dòng)放大器還具有靈活的輸入、輸出方式。基本差動(dòng)放大電路如圖所示。
差動(dòng)放大電路在電路結(jié)構(gòu)上具有對(duì)稱性,三極管vt1、vt2同型號(hào),r1=r2,r3=r4,rs=r6,r-=rs。輸入信號(hào)電壓 u4經(jīng) r3、r4分別加到vt1、vt的基極,輸出信號(hào)電壓u。從vt、vt集電極之間取出,u。=u1-u2。
抑制零點(diǎn)漂移原理
當(dāng)無輸入信號(hào)(即u=0v)時(shí),由于電路
圖基本差動(dòng)放大電路
的對(duì)稱性,vt、vt的基極電流in=l,le=l,所以u(píng)=u,輸出電壓u。=u-u-ov。
當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí),vt、vt的集電極電流 ⅳ、l都會(huì)增大,u、u都會(huì)下降,但因?yàn)殡娐肥菍?duì)稱的(兩三極管同型號(hào),并且它們各自對(duì)應(yīng)的供電電阻阻值也相等),所以lat、la增大量是相同的,uai、ua的下降量也是相同的,因此uai、u.還是相等的,故輸出電壓u。=u-1-uo2=0v。
也就是說,當(dāng)差動(dòng)放大電路工作點(diǎn)發(fā)生變化時(shí),由于電路的對(duì)稱性,兩電路變化相同,故輸出電壓不會(huì)變化,從而有效抑制了零點(diǎn)漂移。
差模輸入與差模放大倍數(shù)
當(dāng)給差動(dòng)放大電路輸入信號(hào)電壓u時(shí),u加到r、r兩端,因?yàn)閞=r,所以r兩端的電壓 ua與b兩端的電壓 ua相等,并且u=u=(1/2)u。當(dāng)u信號(hào)正半周期到來時(shí),u電壓極性為上正下負(fù),u、u兩電壓的極性都是上正下負(fù),ua的上正電壓經(jīng)r加到vt 的基極,us的下負(fù)電壓經(jīng)rq加到vt。的基極。這種大小相等、極性相反的兩個(gè)輸入信號(hào)稱
為差模信號(hào),差模信號(hào)加到電路兩個(gè)輸入端的輸入方式稱為差模輸入。
以u(píng)g號(hào)正半周期來時(shí)為例:ua上正電壓加到vt,基極,ugt電壓上升,lat電流增大,ld電流增大,ua電壓下降;u下負(fù)電壓加到vt基極時(shí),us電壓下降,is電流減小,l 電流減小,u電壓增大;電路的輸出電壓u。=u-u,因?yàn)閡<u,故u<0v,即當(dāng)輸入信號(hào) u'為正值(正半周期)時(shí),輸出電壓為負(fù)值(負(fù)半周期),輸入信號(hào) u'與輸出信號(hào)u。是反相關(guān)系。
差動(dòng)放大電路在差模輸入時(shí)的放大倍數(shù)稱為差模放大倍數(shù)aa,且
另外,根據(jù)推導(dǎo)計(jì)算可知:上述差動(dòng)放大電路的差模放大倍數(shù)aa與單管放大電路的放大倍數(shù)a相等。差動(dòng)放大電路多采用一個(gè)三極管,并不能提高電路的放大倍數(shù),而只是用來抑制零點(diǎn)漂移。