差分放大电路特点_差分放大电路的作用

　　差分放大电路简介

　　差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐，特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法，难以理解，因而一直是模拟电子技术中的难点。差分放大电路：按输入输出方式分：有双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出和单端输入单端输出四种类型。按共模负反馈的形式分：有典型电路和射极带恒流源的电路两种。

　　差分放大电路的组成

　　差分放大器是由对称的两个基本放大电路通过射极公共电阻耦合构成的，如图所示。“对称”的含义是两个三极管的特性一致。

　　差分放大电路的特性

　　（1）差动放大电路对零漂在内的共模信号有抑制作用；

　　（2）差动放大电路对差模信号有放大作用；

　　（3）共模负反馈电阻RE的作用：

　　①稳定静态工作点。

　　②对差模信号无影响。

　　③对共模信号有负反馈作用：RE越大对共模信号的抑制作用越强；也可能使电路的放大能力变差。为了趋利避害，常采用恒流源来代替电阻RE。

　　差分放大电路的基本状态

　　差放的外信号输入分差模和共模两种基本输入状态。当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号Vi1、Vi2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。此时，外输入信号称为差模输入信号，以Vid表示，且有：

　　当外信号加到两输入端子与地之间，使Vi1、Vi2大小相等、极性相同时，称为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以Vic表示，且：

　　当输入信号使Vi1、Vi2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号Vid和共模信号Vic两部分组成，其中动态时分差模输入和共模输入两种状态。

　　（1）对差模输入信号的放大作用

　　当差模信号Vid输入（共模信号Vic=0）时，差放两输入端信号大小相等、极性相反，即Vi1=－Vi2=Vid/2，因此差动对管电流增量的大小相等、极性相反，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压Vod1、Vod2大小相等、极性相反，此时双端输出电压Vo=Vod1－Vod2=2Vod1=Vod，可见，差放能有效地放大差模输入信号。

　　要注意的是：差放公共射极的动态电阻Rem对差模信号不起（负反馈）作用。

　　（2）对共模输入信号的抑制作用

　　当共模信号Vic输入（差模信号Vid=0）时，差放两输入端信号大小相等、极性相同，即Vi1=vI2=Vic，因此差动对管电流增量的大小相等、极性相同，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压Voc1、Voc2大小相等、极性相同，此时双端输出电压Vo=Voc1－Voc2=0，可见，差放对共模输入信号具有很强的抑制能力。［1］

　　此外，在电路对称的条件下，差放具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。

　　性能衡量指标

　　共模抑制比：

　　Ad是差模信号放大倍数、Ac共模信号放大倍数。越大电路的性能也就愈好。因此增大Re是改善共模抑制比的基本措施。

　　差分放大电路的作用

　　差分放大电路对共模输入信号有很强的抑制能力，对差模信号却没有多大的影响，因此差分放大电路一般做集成运算的输入级和中间级，可以抑制由外界条件的变化带给电路的影响，如温度噪声等。你可以去找一些集成电路看一下，第一级基本上都是差分放大。

　　差分放大电路的应用

　　电路一：

　　用运放做电流采样，再用单片机AD采集处理。

　　注：

　　1、Rp10、Rp11、Cp8、Cp9，是对输入做的RC滤波，后面的Rp15和Cp11是对输出做的RC滤波。

　　2、Rp16是为了防止运放输出不够低的现象，电阻的阻值不宜过大过小，根据运放的阻抗选择。

　　3、Dp6是为了防止输出端电压过高，烧坏CPU的IO口。

　　4、Rp12=Rp13，Rp14=R10。Vout=Rp14/Rp12*（Vin+-Vin-）。

　　电路二：

　　注：

　　差分放大电路不再说了，这个电路是为了避免运放到了输出低端非线性的问题。

　　Vout=Rc9/Rc8*（Vin+-Vin-）+基准电压值。具体的计算过于复杂，不再说明。