一種典型的差分放大電路設(shè)計(jì)與測(cè)試
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表3 不同頻率信號(hào)的衰減情況
不同頻率信號(hào)的衰減情況
3 差分放大電路測(cè)試
以直流耦合放大電路為例簡(jiǎn)要說明測(cè)試方法和步驟， 測(cè)試框圖如圖4 所示。差分輸入電壓由YOKOGAWACA100 系列小型校驗(yàn)儀產(chǎn)生， 差分輸出電壓由四位半精度的VC9806 + 系列數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量得出。注意， 為了使運(yùn)放工作在線性放大區(qū)， 需要給運(yùn)放提供適當(dāng)?shù)钠秒妷篬 8]。表4 所示為CA100 輸出不同電壓時(shí)VC9806+ 的測(cè)試結(jié)果， 結(jié)果表明直流耦合放大電路的差分比例放大倍數(shù)約為21。
直流信號(hào)放大測(cè)試框圖
直流耦合通道交流信號(hào)測(cè)試框圖
在直流電壓上疊加交流信號(hào)， 測(cè)試交流信號(hào)放大、差分濾波器的設(shè)計(jì)是否正確。測(cè)試框圖如圖5 所示。輸入信號(hào)由Fluke282 多信道信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生， 輸出信號(hào)由Tek DPO 4054 示波器測(cè)量得出。由于Fluke 282 信號(hào)發(fā)生器的輸出直流偏置電壓受輸出交流信號(hào)幅值的影響， 當(dāng)交流信號(hào)的幅值越小時(shí)， 直流偏置電壓越低， 此時(shí)， 運(yùn)放共模抑制比很低， 而且可能超出運(yùn)放共模輸入電壓范圍。因此， 采用如下方法：Fluke 282 輸出兩路同相位正弦波信號(hào)， 信道1 信號(hào)加在a 端， 參數(shù)設(shè)置為1000 mVpp ，10 Hz， 2.50 V 偏置電壓，0° 主模式； 信道2 信號(hào)加在b 端， 參數(shù)設(shè)置為900 mVpp ，10 Hz，2.50 V 偏置電壓，0° 從模式。示波器測(cè)量結(jié)果如表5 所示, 其中CH1、CH2、CH3 、CH4 分別測(cè)量TP1、TP2、TP7 、TP8 處交流信號(hào)峰峰值電壓和相位， 設(shè)置CH1 相位為0°。
表5 直流耦合通道交流信號(hào)測(cè)試結(jié)果
直流耦合通道交流信號(hào)測(cè)試結(jié)果
由表5 可知，VTP1=980.0 mV，VTP2=880.9 mV, 帶入式(5) 和式(6) ， 可得VTP7 =1971 mV，VTP8 =-100.1 mV， 其中VTP1、VTP2、VTP7、VTP8的值均為矢量值。表5 所示峰峰值測(cè)量結(jié)果表明交流信號(hào)的放大是正確的。
表6 所示為不同頻率時(shí)，a、b、TP1、TP2 處測(cè)試結(jié)果， 結(jié)果顯示通過差分濾波， 實(shí)際信號(hào)衰減稍大于理論值， 這是由信號(hào)發(fā)生器輸出阻抗及電路板寄生電容引起的。
表6 不同頻率時(shí)a、b、TP1、TP2 處測(cè)量結(jié)果
不同頻率時(shí)a、b、TP1、TP2 處測(cè)量結(jié)果
交流耦合差分放大電路測(cè)試方法與交流信號(hào)測(cè)試方法相似， 但是， 由于電阻容差、運(yùn)放輸入偏置電流、失調(diào)電壓及隔直電容漏電流等因素的影響， 差分輸出端存在一定直流電壓差， 這與仿真的結(jié)果是不同的。
該差分放大電路可以看成兩路單端同相放大電路的合成。但是， 差分放大電路放大差分信號(hào)， 抑制共模信號(hào)； 兩路輸出信號(hào)之間存在相位差。因此， 采用單端探頭測(cè)量差分放大電路時(shí)， 需要同時(shí)考慮信號(hào)的幅值和相位， 以便計(jì)算和分析。
使用雙運(yùn)放搭成的具有儀表放大器輸入結(jié)構(gòu)的差分輸入差分輸出放大電路能有效抑制電路溫度漂移、零點(diǎn)漂移和共模噪聲。在沒有差分探頭時(shí)， 使用單端探頭對(duì)差分放大電路進(jìn)行測(cè)試， 并計(jì)算輸入通道信號(hào)失量差和輸出通道信號(hào)矢量差來(lái)驗(yàn)證差分信號(hào)的放大， 具有較好的實(shí)用價(jià)值。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/195144.htm
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