差分放大电路分析

实验中发现，在直接耦合放大电路中，即使将输入信号短路，用灵敏的直流表测量输出端，也会有缓慢的输出电压，这种现象叫零点漂移现象。

在放大电路中，任何元件参数的变化，如电源电压的波动，元件的老化、半导体器件参数随温度变化而产生的变化，都将产生输出电压漂移。其中温度变化引起的零点漂移占主要因素。

有什么方法来抑制温度漂移呢？

这时候“差分放大电路”就起到了很好的作用。用特性相同的管子，可使他们的温漂相互抵消。它也被大量的应用于集成运放电路的前置级。也叫差动放大电路。如下图，所谓“差动”，是指当两个输入端u11和u12之间有差别（变化量）时，输出端才有变动（变化量）的意思。

输入信号u11和u12是一对大小相等极性相反的输入信号，也叫差模信号。

由于△u11=-△u12，

又由于电路参数对称，

所以△ib1=-△ib2，△c1=-△ic2，

所以集电极电位变化量也相等，

即△uc1=-△uc2。

这样得到的输出电压△u0=△uc1-△uc2=2△uc1，从而实现了电压放大。

图中Re电流的变化和基极电流变化一样，变化量的大小相等，方向相反，即△iE1=-△iE2。在差模信号作用下Re中的电流变化为零，即Re对差模信号无反馈作用，相当于短路，因此大大提高了对差模信号的放大能力。

当输入信号u11和u12大小相等极性相同时，这两个信号也叫共模信号，则△u0=△uc1-△uc2=0，即共模信号输出为零。可理解为差分放大电路具有抑制共模信号的作用。

为了综合考察差分放大电路对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制能力，特引入一个指标参数——共模抑制比，记作KCMR，

定义为KCMR=|Ad/ Ac|，其中Ad为差模放大倍数， Ac为共模放大倍数。其值越大，说明电路性能越好。

这种差分放大电路现在一般都集成在运放内部，如下图，作为运放的前级输入端

差模信号是指两个输入信号之间的差值，共模信号又称对地噪声，是指两个输入信号分别对地的噪声。

为什么要抑制共模信号？

共模信号通常是由于线路传导和空间磁场干扰产生的，是不希望出现的信号。

差分运算放大电路，如下图

IN1=IN2=2.5V

根据“虚断”特性，A点的电压为R3，R4分压，算出VA=1.6V；

根据“虚短”特性，VB=VA=1.6V；

由R1=R3，R2=R4条件可知，放大器只有输出端处于'虚地'状态，即输出端等于零，才能满足VB=VA=1.6V。

当IN1＜IN2

由R3、R4的阻值比例可知VA=2.3V，

R1两端电压降为（2.3V－1.5V）=0.7V，

则R2两端电压降为（0.7V/10K）×20K=1.4V，

输出端电压为2.3V+1.4V＝3.7V。

由此可推知，差分放大器的差分输入放大倍数

为（1N2-IN1）×R2/R1=OUT。

在音频电路中，常用平衡信号输入，可通过调节R1，R2，R3，R4的阻值来调节增益，为了保证正负输入端信号大小一致，要求R1=R3，R2=R4。