摘 要：用电路分析的方法对差分放大电路单端输入信号的射极耦合传输及等效变换进行了深入研究，目的是探索单端输入差分放大电路中输入信号的作用过程。羞分放大电路的单端输入信号，经差分管的发射极耦合传输，在输入回路可等效变换为差模输入信号、共模输入信号的叠加，且等效变换时与发射极电阻Re取值大小无关，Re取值大小反映了对其模输入信号的抑制程度。所述方法的创新点是给出了单端输入信号在输入回路作用下的物理过程，完善了单端输入信号的等效变换方法。 0引言 图1所示为典型长尾式单端输入差分放大电路，利用电路分析的方法将单端输人信号线等效变换成差模输入信号、共模输入信号的叠加，可深入理解输入信号线经发射极耦合传输、等效变换的过程。 以下分析，假设电路中对称元件的参数相同。 图1 长尾式单端输入差分放大电路 1 单端输入信号发射极耦合传输及分解 图1所示电路，输人信号线经ui经T1的发射极耦合传输到T2的发射极，输人回路的微变等效电路如图2所示。其中： rbc为晶体管的输人电阻；β为晶体管的电流放大系数。 图2 单端输入差分放大电路输入回路的微变等效电路 在图2中所设定的ui参考极性下，输人回路所产生的各处电流、电压是ib1为T1的基极电流，ie1为 T1的发射极电流，；ib2为T2 的基极电流；ie2为T2的发射极电流，；ie为发射极电阻Re中的电流；ue为发射极电位。 由图2及KCL有： 变换式（1）有： 由图2及式（2），输入信号ui可表示为： 变换式（3）： 由图2及式（2），式（4），发射极电位ue可表示为： 由图1及图2，ui作用下所产生的左边输入端和发射极之间

差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐，特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法，难以理解，因而一直是模拟电子技术中的难点。Muhisim作为著名的电路设计与仿真软件，它不需要真实电路环境的介入，具有仿真速度快、精度高、准确、形象等优点。因此，Multisim被许多高校引入到电子电路实验的辅助教学中，形成虚拟实验和虚拟实验室。通过对实际电子电路的仿真分析，对于缩短设计周期、节省设计费用、提高设计质量具有重要意义。 1 Multisim8软件的特点 Muhisim是加拿大IIT(Interactive Image Tech—nologies) 公司在EWB(Electronics Workbench)基础 上推出的电子电路仿真设计软件，Muhisim现有版本为Muhisim2001，Muhisim7和较新版本Muhisim8。它具有这样一些特点： (1)系统高度集成，界面直观，操作方便。将电路原理图的创建、电路的仿真分析和分析结果的输出都集成在一起。采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。操作方法简单易学。 (2)支持模拟电路、数字电路以及模拟／数字混合电路的设计仿真。既可以分别对模拟电子系统和数字电子系统进行仿真，也可以对数字电路和模拟电路混合在一起的电子系统进行仿真分析。 (3)电路分析手段完备，除了可以用多种常用测试仪表(如示波器、数

摘要： 简述一种典型的差分输入差分输出放大电路的设计、仿真和测试方法， 讨论其设计原理及需要解决的问题。重点讲述差分滤波器的设计和计算， 指出与单端放大电路在设计和测试中的不同之处，并结合实际工作中的经验，就直流信号和交流信号的测试分别给出了一种简易案例。 与普通单端放大器相比， 差分放大器可以有效抑制输入信号中的共模噪声和地线电平电压浮动对电路的影响， 因此， 在工业应用中广受青睐。差分放大器中以仪表放大器应用最为广泛。随着技术的发展， 支持差分输入的ADC、MCU 越来越多， 由于差分传输能更好地抑制共模干扰， 信号传输距离更远， 越来越多的场合将使用差分传输。但是， 一般的仪表放大器仅支持单端输出。 因此， 采用双运放搭建了一种差分输入差分输出放大电路。与普通的单端放大电路相比， 差分放大电路在设计、分析、仿真和测试中有许多不同之处， 而这些知识在一般的模拟电路教材中很少介绍。 1 差分放大电路设计 根据被放大信号的不同, 可以将差分放大电路分成两种。一种是直流耦合差分放大电路， 其输入端没有隔直电容， 可以同时放大直流和交流信号， 如图1 所示。另一种是交流耦合差分放大电路，其输入端有隔直电容，用来隔离直流分量，放大信号中的交流成分，如图2 所示。 1.1 直流耦合差分放大电路 直流耦合差分放大电路由差分比例放大电路、差分滤波器、保护器件和补偿电阻四部分组成。其输入-输出关系为： 当信号频率较低时, 电容C1、C2、C3 的容抗很大， 差分放大电路的输入阻抗很高， 若运放工作在线性放大区， 则根据虚短和虚断定理， 可得: 将式(3) 、式(4) 代入式(1) 和

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本文所应用到的相关器件资料：INA105 如图所示为精密差分放大电路，V0=V1=V2，增益误差=0．005％，CMR=100dB，非线性=0．0002％。

本文所应用到的相关器件资料：OPA660 BUF601 如图所示为由OPA660与缓冲放大器BUF601构成的400MHz差分放大电路。差分信号电压VI、-VI分别经过150Ω电阻和51Ω匹配电阻加到OPA660内部OTA的3脚和+1放大器输入端5脚，由+1放大器6脚输出到OTA的2脚，差分放大后由OPA660输出端8脚送到缓冲放大器BUF600，经过缓冲放大器BUF601缓冲后输出。