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差动放大电路输出波形的实验测试方法

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差动放大电路输出波形的实验测试方法
时间:2015-09-11 10:59:43     小编:

摘 要: 差动放大电路是《模拟电子技术基础》课程中的教学重点,由于电路存在多个输入/输出模式而造成了理论学习上的困难,而差功放大电路的直接耦合特性,更是成为大学生在实验课堂上测试单端输出电路中差模与共模输出波形的困惑。这里以Multisim软件仿真的形式,详细介绍差放电路在双端与单端输出模式下差模输出与共模输出信号的具体测试方法,在单端输出时首先测试在零输入情况下输出端的直流成分,然后在输入端加载差模输入与共模输入信号并分别测试总的输出,最后在总的输出中减去零输入情况下的直流输出分量,得到净差模输出与共模输出信号,进而计算得到电路的差模与共模电压放大倍数。该方法弥补了国内主流教材上均没有对此部分内容明确阐述的实际,可作为大学生在差放电路实验中的教学参考,同时也有助于加深对课堂理论教学的理解。

关键词: 差动放大电路; 输出波形测试; Multisim; 实验仿真

0 引 言

差动放大电路利用电路结构与元器件参数完全对称性的特点,能有效地抑制零点漂移,理论上只对有用的差模输入信号放大,极大地提高了直接耦合放大电路抵抗环境噪声干扰的能力,因此作为直接耦合多级放大电路的输入级,广泛应用于模拟集成运放中。然而,作为模拟电子线路的重要单元内容,差动放大电路一直是大学生学习《模拟电子技术基础》课程的一个难点,表现为电路形式多样、理论分析复杂、以及实验测试困难。在电路形式上,根据输入/输出方式的不同,差放电路一般分为双入双出、双入单出、单入双出、单入单出四种典型电路。正如大多数教材的编写,将单端输入看作双端输入的一个特例(其中一端输入信号恰好为零),可将差放电路仅仅根据输出模式的不同简单划分为双(单)入双出、双(单)入单出两种。在具体的理论分析中,同基本放大电路一样也分为静态工作点测试与动态特性分析两步,分别采用直流通路与交流通路分析,而动态特性分析中针对共模信号和差模信号的具体分析方法又有不同。

由于差动放大电路的输入信号通常是微弱信号,在输出端与负载(或下级电路)之间采取了直接耦合模式,没有电容等隔直措施,因此负载上获得的电压信号是差放电路输出的全部电压,既包含放大后的差模小信号,也包含相对较大的直流成分。对于双端输出模式,两个三极管集电极输出的直流电压互相抵消,但在单端输出模式下,如何在输出端从整体电压信号中测试比例很小的有用差模信号,目前主流教材中均没有明确介绍,查阅参考文献,也没有对单端输出模式下怎样具体测试输出差模与共模信号的相关报道[1?8]。为此,本文以Multisim软件仿真实验形式[9],对《模拟电子技术基础》的这部分内容进行了补充分析。

1 双端输出差放电路动态参数测试

1.1 差模信号测试

电路如图1所示。

由图2可知,输出波形与输入反相,利用示波器T1时刻测试结果计算有:

[Ad=通道B代表的差模出Uod通道A代表的差模入2Uid=-0.673 10.008 5≈-79]

由图3可知,输入为标准正弦波,而输出为弱噪声信号,利用示波器T1时刻测试结果计算:

2 单端输出差放电路动态参数测试

2.1 差模信号测试

为此把左、右两输入端直接接地,然后单独测试单端输出的集电极静态工作点电压。C1点对地静态工作点电压测试如图6所示。

分别利用图4、图5的T1时刻测试结果,并结合图7,计算差模电压放大倍数:

2.2 共模信号测试

将两个输入信号源电压有效值都改为13 mV输入,A通道接B1点对地端口,B通道接C1点对地端口,测试C1点对地单端输出的共模信号如图8所示。

由图8并结合图7,射极耦合的差动放大电路单端输出(C1对地)时,共模放大倍数为:

同样方法可测算得到[Ac2≈0.3]。

对于射极耦合差动放大电路,双端输出时,共模输出与直流输出(本质上直流信号也为共模信号)几乎为零;而单端输出时有比较小的共模信号与很大的直流信号。

3 结 语

本文利用Multisim软件,以仿真实验的形式,介绍了《模拟电子技术基础》课程中差动放大电路动态输出波形的具体测试方法。由于差放电路采用了直接耦合,输出端与负载(或下级电路)之间没有隔直措施,单端输出时既包含放大的交流信号,也包含很大的直流成分,因此在输出波形测试中首先需要在输入端对地短接的情况下测试输出的直流成分,然后分别在输入端加载差模输入与共模输入信号,最后在总的输出波形中减去直流分量,得到差模输出与共模输出信号,进而计算得到电路的差模与共模放大倍数。

参考文献

[2] 童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].4版.北京:高等教育出版社,2006.

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[5] 周淑阁.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2004.

[6] 朱定华.模拟电子技术[M].北京:清华大学出版社,2008.

[7] 李立华.模拟电子技术[M].北京:电子工业出版社,2008.

[8] 杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].北京:高等教育出版社,2009.

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桩基施工时引起相邻地段地基土应力重新分布、变形,由于振动能量的扩散从而引起周围建筑物、构筑物变形产生危害,这一问题已引起建筑业内人士的高度重视,国内外均开展了此项测试工作,并得出了相关的结论及经验数据。例如,深标点水准仪......
基于蕴含关系的场景测试法路径优化方法研究
发布时间:2022-10-16
摘 要: 针对场景测试法中多场景切换代价优化问题,在复合状态分析、逻辑蕴含概念基础上,从测试场景结构分解的角度,给出状态蕴含和场景蕴含关系的定义及推论,由场景蕴含形成场景蕴含图SIG,然后采用图论方法求解优化路径。给出系统......
测量放线施工方案
发布时间:2023-02-01
施工 符 合 工 程 设 计 要 求 的 重 要 手 段 之 一 , 在 高 层 建 筑施 工 中 尤 显 重 要 。 1、了 解 工 程 总 体 布 局 、 定 位 与 标 高 情 况 通过对总平面图和设计说明的学习以及设计交底, 了解工程总体布局、工程特......
研究测试方法 提高测评质量
发布时间:2022-11-20
" 改革考试方法是促进学生素质全面发展的重要举措。目前口试、笔试并举,听、说、读、写同测,平时考查与期末考试结合,这种测评要求、内容、形式的变革无疑将带来测评方法的变更,下面谈谈我们的研究情况。 一、听话水平测试 (一)测试......
试论电控发动机实训教学实验台的开发与应用
发布时间:2022-08-23
" 论文摘要:汽车电控发动机实验台可真实体现汽车常见电控系统故障,是用于现代汽车电子技术、汽车维修等相关专业的教育与培训重要设备。讲述了实验台的设计要求、结构特点,详细介绍了实验台的功能,分析介绍了五菱B12发动机的检测数......
KU波段低噪声放大器设计
发布时间:2022-12-16
摘要:本文主要从低噪声扩大器设计理论与低噪声放大器的设计与仿真两面进行了分析,以供参考。 关键词:KU波段低噪声放大器;设计;理论;仿真 中图分类号: S611 文献标识码: A 一、低噪声扩大器设计理论 (一)低噪声扩大......
简述存储器测试图形算法
发布时间:2023-07-02
1介绍随着集成电路制造工艺的不断进步,半导体芯片的发展趋于高密度、高速度、高复杂度,给测试带来了极大的挑战。存储器是集成电路产品中的一个主要门类,主要用来存放数据、指令、程序等信息。存储器的测试一方面可用于判断产品质量是否合格,另一方面通过测试获得一些数据用于改进工艺。目前存储器的基本测试方法已经比较成熟,主要有存储器直接存取测试、存储器的宏测试、存储器内建自测试三种,各有利弊。存储器直接存取测试.........
先装拔出法检测水泥砂浆薄层强度现场试验研究
发布时间:2023-04-14
摘要:通过对加固工程施工现场的烧结普通粘土砖墙体进行钢筋网水泥砂浆薄层加固,分别进行先装拔出法检测和标准立方体抗压强度测试.现场试验采用M10,M15,M20,M25,M30,M35,M40,M45,M50九个强度等级的水泥砂浆,共设置54个试验组.根据试验结果,拟合出了先装拔出法检测水泥砂浆薄层抗压强度的公式,并对回归方程进行模型检验,提出了水泥砂浆抗压强度个别值的区间预测.本文为水泥砂浆先装拔.........
关于公路试验检测工作的若干思考
发布时间:2015-09-10
【摘 要】公路试验检测工作是公路建设施工的重要环节,不仅可以有效保证公路工程的建设质量,在某种程度上还可以降低成本支出,促进新技术、新工艺的应用,对提高公路的经济效益有着积极的作用。本文就公路试验检测工作的重要性进行了......
公路工程试验检测的影响因素研究
发布时间:2023-02-22
1引言近年来,我国公路工程相关项目发展迅速,在很大程度上促进了经济的发展。但在公路工程施工过程中还存在着诸多问题,无法满足公路建设发展的要求。作为重要的民生工程,保证公路工程质量是首要的施工任务。如果公路工程出现质量问题,就需要施工人员进行维修,这就极大地增加了公路的成本。因此,相关人员要加强对公路工程的试验检测,对试验检测结果进行科学的分析,并以此为基础对公路工程施工进行调整,提高工程的效率和质.........
探究性实验中分析论证的思路与方法
发布时间:2023-04-12
摘要:探究性实验中的分析论证环节既是实验教学的重点,更是教学的难点.教师要在这一环节中做好启发引导作用,给学生提供一些分析论证的思路与方法,即给学生一个思维的支撑点,让学生通过自己的思维进行分析论证,而不是教师的包办代替,这样才能真正达到探究性实验的目的.关键词:探究性实验;分析论证;思路方法;思维支撑点从科学方法论角度,我们可以把探究性实验看作是人们用控制手段向特定的研究对象输入明确的问题信息,.........
试论排除电力输电线路运行故障的措施
发布时间:2022-11-12
[摘 要]随着科学技术的发展,我国的电网建设已经覆盖全国各地。电力输电线路在电力系统中的作用是传输电能,一旦电力输电线路遭到破坏,就会影响电力系统的正常运作,如果破坏严重甚至会导致电力系统的瘫痪,给居民生活和社会生产带来......
浅析市政道路工程的试验检测工作
发布时间:2023-02-23
【摘要】 我国经济在不断发展,城市道路的建设也在不断规划。为了保证市政道路的工程质量,必须要加强施工的整体质量,提高对市政道路工程的检测手段,这对整个施工质量都有着关键的作用。本文针对市政道路工程试验检测进行分析,希望......
中小规模集成电路自动测试系统的研究与设计
发布时间:2022-11-18
本文首先介绍了中小规模集成电路自动测试系统的组成,在此基础上对中小规模集成电路自动测试系统的设计进行了相关分析研究,具有一定的现实参考价值。 【关键词】 中小规模 集成电路 自动测试系统 设计 一、中小规模集成......
T形肋GFRP抗剪连接件的静载推出试验
发布时间:2023-04-01
摘要:为改善玻璃纤维增强塑料(GFRP)与混凝土的界面粘结性能,进行了3组共计9个T形肋GFRP抗剪连接件的静载推出试验,主要考虑了T形肋内开孔及横向穿孔钢筋2个参数对其抗剪性能的影响,得到了破坏形态、裂缝分布规律及荷载相对滑移关......
关于开放模式下电工电子实验考核的探索与实践
发布时间:2013-12-18
" 论文摘要:根据开放模式下电工电子实验课程独立设课的基本要求,建立了一整套全新的、操作性较强的实验考核方法和考核标准。教学实践结果表明,该考核方法和标准的采用,有效地调动了学生实验课学习的主动性和积极性,便利了教师对实......
“测定某种食物中的能量”实验的多种方法的比较
发布时间:2022-10-16
摘要:“测定某种食物中的能量”是北师大版生物七年级下册的一个探究性实验。对“测定某种食物中的能量”装置的多种设计和改进,特别是从保温、安全操作方面进行设计。绝对保温是不可能做到的,但教师要引导学生用相对简单、易操作的材料开展实验,以达到最佳效果。关键词:探究实验;测定;食物能量;装置改进“测定某种食物中的能量”这一探究性实验能多方面锻炼学生的实验技能,如天平、量筒、温度计、酒精灯等实验器具的正确使.........
基于小波神经网络的模拟电路故障诊断方法研究
发布时间:2023-02-28
摘 要: 小波变换是一种时频分析方法,具有多分辨率特性,被誉为数学显微镜,而BP神经网络具有较好的泛化能力,很适合于判断电路状态属于哪种故障类型的分类问题。本文将二者结合起来,采用基于小波神经网络的模拟电路故障诊断方法。......
施工测量放线方案
发布时间:2022-09-07
本文为pdf格式,供大家参!文章内容包括:施工测量控制网布置、定位测量应注意的问题、标高控制及沉降观测、工程测量检验标准、测量工程资料收集及整理等等 新建文件夹.rar ......
简易条件下快速检测单梁的静载试验方法设计
发布时间:2023-02-18
摘要:常规静载试验受到场地、荷载、检测仪器及设备等诸多因素限制,费工费时,成本较高。文章结合工程实践,充分利用工地现场简易条件,设计的静载试验方法简单、快捷、经济、效率较高,能让施工单位易于接受。关键词:静载试验;简支单梁;方法设计漯驻高速公路是河南境内的一段国道主干线,起于漯河市,止于驻马店市,全长67.2公里。采用平原微丘区标准设计,全封闭,全立交,行车速度120km/h。路线所经地区属平原地.........
关于高速公路试验检测要点分析
发布时间:2023-08-07
试验检测工作作为公路工程施工质量、施工技术管理的重要环节,一直以来都受到公路建设部门的重视。在公路建设施工中,单靠经验评估而不采取适当的试验检测措施是导致公路工程使用寿命较短的主要原因。本文对高速公路试验检测的要点、......
特高压输电线路在线监测技术的应用研究
发布时间:2023-01-29
摘 要:随着国家智能电网建设的规划与实施,我国用电负荷飞速增长,使特高压输电线路在大容量电厂建设中具有重要地位。特高压输电线路的运用对环境要求十分严格,输电线路的可靠性及运行情况直接决定着整个特高压输电系统的稳定和安全......
航空发动机滑油箱油量的实时测量方法
发布时间:2016-10-11
1引言 航空发动机滑油系统的功能就是保障发动机摩擦件的润滑、带走传动件产生的热量、净化发动机运转磨损产生的金属微粒、在金属表面形成油膜防止金属氧化和腐蚀。发动机内部的重点部件,例如转子轴承、齿轮、封严装置等,由于这些部......
差分技术的基坑位移监测方法研究
发布时间:2015-09-11
【摘 要】本文对基坑位移监测方法包括水平位移监测法和竖向位移监测法,以及差分测量的技术原理还有精度利用基准点的已知信息进行了详细研究和分析,因此我们知道在基坑施工过程中,必须把对基坑支护结构"基坑周围的土体和相邻的构筑......
经验交流:十三种实用的审计方法与路径
发布时间:2013-12-18
国家审计项目的质量是由审计人员业务技能(审计 方法 )、持续获取新知识的能力和道德品质保证的,而审计人员的审计工作并不是随心所欲的,它要受到审计时间和审计成本的约束。因此,对于审计人员而言,为了最充分地利用有限的时间和......
关于初中物理实验教学方法的创新思路
发布时间:2017-02-06
初中物理实验教学方法创新是在满足新课改的要求下对传统的物理实验教学方法进行创新性改造,是在教育创新基本原理的指导下新方法教学的表现形式。初中物理实验教学是通过实验的方式对物理现象和形态的变化做出总结和认识,是一种将抽象......
电气自动控制与高校实验室排放废气净化系统的应用
发布时间:2022-11-04
摘要:随着现代工业的不断发展,生产技术的不断进步,人们对于环境空气要求也不断提高,排放废气净化处理的应用范围也越来越广,要求也越来越高。文章就某高校实验科技楼的排放废气净化系统工程为例,总结了该工程改造设计过程的一些......
好不过蒋方舟,差不过吴秀波
发布时间:2015-08-27
有数据显示,国内年轻人自杀人数的增长速度不亚于美国。自杀成为中国15至34岁青少年人口中第一位的死因。 别人说,年轻人遇上一个最好的时代,旧有游戏规则在瓦解,看上去每个人都有机会,草根都能逆袭。但成功不是随随便便的事,在......
基于软件测试的策略与测试方法应用分析
发布时间:2015-09-11
摘要:现如今,依靠计算机发展起来的技术越来越多,最为典型的一个便是软件工程。而在软件开发过程中,软件测试则是软件开发的核心,只有不断完善软件测试效率,对软件的缺陷进行弥补,才能使开发的软件慢慢完善。本文叙述了软件测试......
用Visual Basic 6.0实现自动化测试
发布时间:2022-11-28
用Visual Basic 6.0实现自动化测试 用Visual Basic 6.0实现自动化测试 信息技术论文 更新:2006-4-8 阅读: 用Visual Basic 6.0实现自动化测试 用Visual Basic 6.0实现自动化测试 (赛宝软件评测中心<htt......
论公路桥梁局部检测技术的方法与发展动态
发布时间:2022-12-25
就目前的公路桥梁的发展情况而言,不仅需要在技术方面有所提升,同时也需要对于检测技术的动态有所分析,才能够清晰的了解到目前公路桥梁的局部检测技术的发展情况,才能够促进公路桥梁工程设计方法的良好发展,这不仅能够促进公路桥......

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