东南大学-信息学院-2018-电子线路-模电实验四报告.docx

《东南大学-信息学院-2018-电子线路-模电实验四报告.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、东南大学模拟电子电路实验实验报告学号姓名2018年4月21日实验名称差分放大器成绩【背景知识小考察】根据图4-10所示电路，计算该电路的性能参数。已知晶体管的导通电压VBE(on)=0.55,β=500，

2、VA

3、=150V，试求该电路中晶体管的静态电流ICQ，节点1和2的直流电压V1、V2，晶体管跨导gm，差模输入阻抗Rid，差模电压增益Avd，共模电压增益Avc和共模抑制比KCMR，请写出详细的计算过程，并完成表4-1。图4-10差分放大器实验电路表4-1：ICQ（mA）V1（V）V2（V）gm（mS）

4、Rid（kΩ）AvdAvcKCMR1.032.942.9439.6211.16-79.24-219.81计算过程如下：所以，2.06μA【一起做仿真】1.在Multisim中设计差分放大器，电路结构和参数如图4-10所示，进行直流工作点分析（DC分析），得到电路的工作点电流和电压，完成表4-2，并与计算结果对照。表4-2：ICQ（mA）V1（V）V2（V）V3（V）V5（V）V6（V）-1.001252.997502.997501.003411.576511.55492仿真设置：Simulate→Anal

5、yses→DCOperatingPoint，设置需要输出的电压或者电流。2.在图4-10所示电路中，固定输入信号频率为2kHz，输入不同信号幅度时，测量电路的差模增益。采用Agilent示波器（AgilentOscilloscope）观察输出波形，测量输出电压的峰峰值（peak-peak），通过“差模输出电压峰峰值/差模输入电压峰峰值”计算差模增益Avd，用频谱仪器观测节点1的基波功率和谐波功率，并完成表4-3（注意选择合适的解析频率）。表4-3：输入信号单端幅度（mV）11020Avd145.89140

6、.5126基波功率P1(dBm)-35.351-8.891-3.780二次谐波功率P2(dBm)-101.297-65.925-55.627三次谐波功率P3(dBm)-106.293-51.536-36.228输入信号单端幅度1mV峰峰值为291.78mV；145.89输入信号单端幅度10mV峰峰值为2.81V；140.5输入信号单端幅度20mV峰峰值为5.04V；126思考：表4-3中的Avd在不同输入信号幅度的时候一样吗？若不一样，请解释原因？答：在不同输入信号幅度的时候不一样。可能是因为，当足够小时

7、，在原点附近的很小变化范围内差模传输特性曲线可以看作是一段直线，直线的斜率为，但是事实上并不是一条直线，则的值也随着的不同而略有变化。并且差模电压增益为，的不同会造成的偏差。此外，当信号幅度增大时，对直流工作点有影响，增益不同，而且信号幅度越大，失真越严重，产生更多的高频谐波。3.在图4-10所示电路中，将输入信号V2的信号幅度设置为10mV(Vpk，信号振幅)，频率为2kHz，输入信号V3的信号幅度设置为0，仿真并测量输出信号幅度。若输出信号V1和V2的幅度不一致，请解释原因，并写出详细的计算和分析过程

8、，计算过程可以直接采用表4-1中的性能参数。答：由图中可知，输出信号V1的peak-peak=703.31mV，V2的peak-peak=741.51mV。因此，实际测得电压的峰峰值稍有不同。原因可能是，在两端输入任意信号，即既有共模分量，也有差模分量的情况下，双端输出时，共模分量相抵，不需要考虑共模的增益，而在单端输出时则需要考虑共模分量带来的增益，所以仿真得输出信号V1和V2的幅度有略微的差异。计算过程如下：（1）计算值：（2）仿真值：由计算可以发现，两输出端的信号幅度存在差异，数值与仿真结果基本一致

9、。4.在图4-10所示电路中，将输入信号V2和V3设置成共模输入信号——信号频率2kHz，信号幅度10mV，相位都为0°，仿真并测量输出信号的幅度，计算电路的共模增益，并与计算结果对照。仿真设置：Simulate→Run，也可以直接在Multisim控制界面上选择运行，通过Agilent示波器测量输出波形幅度。输出信号幅度如下：由于是共模信号，当V2-V3时，输出基本为0。对于共模信号，输出应为一端的输出电压值，此电路的输出应为38.29mV。观察信号输出幅度图，可知：仿真值：而计算值：通过比较计算值与仿

10、真值，可以认为计算值与仿真值基本一致。思考：若需要在保证差模增益不变的前提下提高电路的共模抑制能力，即降低共模增益，可以采取什么措施？请给出电路图，并通过仿真得到电路的共模增益和差模增益。采用有源负载，通过提高等效电阻来降低共模增益。修改后电路图如下：①差模输出波形：所以，，即差模增益保持不变。②共模输出波形：所以，，有效地提高了共模抑制比。由以上计算过程可知，电路满足要求。5.采用图4-13所示电路对输入直流电压源V2进行D