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差分放大電路單端輸入和雙端輸入的區別

科技綠洲 ? 來源:網絡整理 ? 作者:網絡整理 ? 2024-07-08 14:54 ? 次閱讀

差分放大電路是一種常見的模擬電路,廣泛應用于信號放大、濾波、比較等場合。差分放大電路根據輸入方式的不同,可以分為單端輸入和雙端輸入兩種形式。下面將介紹這兩種輸入方式的區別。

  1. 單端輸入差分放大電路

單端輸入差分放大電路是指只有一個輸入端的差分放大電路。其主要特點是電路結構簡單,易于實現,但輸入信號的共模抑制能力較差。

1.1 電路結構

單端輸入差分放大電路通常由兩個晶體管組成,其中一個晶體管作為輸入端,另一個晶體管作為參考端。輸入端的晶體管接收輸入信號,參考端的晶體管接收一個固定的參考電壓。兩個晶體管的集電極分別連接到一個公共負載電阻上,形成差分放大電路。

1.2 工作原理

當輸入信號為正時,輸入端的晶體管導通程度增加,其集電極電流增大,而參考端的晶體管導通程度減小,其集電極電流減小。由于兩個晶體管的集電極電流之和保持不變,因此兩個晶體管的集電極電壓差會增大,從而實現信號放大。

1.3 優點

單端輸入差分放大電路的優點主要有以下幾點:

  • 電路結構簡單,易于實現。
  • 制作成本較低。
  • 適用于信號幅度較小的場合。

1.4 缺點

單端輸入差分放大電路的缺點主要有以下幾點:

  • 輸入信號的共模抑制能力較差。
  • 電源電壓波動和溫度變化較為敏感。
  • 信號放大倍數受到晶體管參數的影響較大。
  1. 雙端輸入差分放大電路

雙端輸入差分放大電路是指有兩個輸入端的差分放大電路。其主要特點是輸入信號的共模抑制能力較強,但電路結構相對復雜。

2.1 電路結構

雙端輸入差分放大電路通常由四個晶體管組成,其中兩個晶體管作為輸入端,另外兩個晶體管作為參考端。輸入端的兩個晶體管分別接收正負輸入信號,參考端的兩個晶體管接收固定的參考電壓。四個晶體管的集電極分別連接到一個公共負載電阻上,形成差分放大電路。

2.2 工作原理

當輸入信號為正時,正輸入端的晶體管導通程度增加,其集電極電流增大,而負輸入端的晶體管導通程度減小,其集電極電流減小。由于兩個輸入端的晶體管集電極電流之和保持不變,因此兩個輸入端的晶體管集電極電壓差會增大,從而實現信號放大。

2.3 優點

雙端輸入差分放大電路的優點主要有以下幾點:

  • 輸入信號的共模抑制能力較強。
  • 對電源電壓波動和溫度變化的敏感度較低。
  • 信號放大倍數受到晶體管參數的影響較小。

2.4 缺點

雙端輸入差分放大電路的缺點主要有以下幾點:

  • 電路結構相對復雜,實現難度較大。
  • 制作成本較高。
  • 適用于信號幅度較大的場合。
  1. 單端輸入和雙端輸入差分放大電路的比較

3.1 共模抑制能力

單端輸入差分放大電路的共模抑制能力較差,容易受到共模信號的干擾。而雙端輸入差分放大電路的共模抑制能力較強,能夠有效抑制共模信號的干擾。

3.2 電路結構

單端輸入差分放大電路的電路結構相對簡單,易于實現。而雙端輸入差分放大電路的電路結構相對復雜,實現難度較大。

3.3 信號放大倍數

單端輸入差分放大電路的信號放大倍數受到晶體管參數的影響較大,穩定性較差。而雙端輸入差分放大電路的信號放大倍數受到晶體管參數的影響較小,穩定性較好。

3.4 制作成本

單端輸入差分放大電路的制作成本較低,適用于成本敏感的場合。而雙端輸入差分放大電路的制作成本較高,適用于對性能要求較高的場合。

3.5 應用場合

單端輸入差分放大電路適用于信號幅度較小、對共模抑制能力要求不高的場合。而雙端輸入差分放大電路適用于信號幅度較大、對共模抑制能力要求較高的場合。

  1. 結論

單端輸入和雙端輸入差分放大電路各有優缺點,適用于不同的應用場合。在選擇差分放大電路時,需要根據具體的應用需求和成本預算來權衡。在信號幅度較小、對共模抑制能力要求不高的場合,可以選擇單端輸入差分放大電路。而在信號幅度較大、對共模抑制能力要求較高的場合,可以選擇雙端輸入差分放大電路。

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