【直流差动放大电路实验报告】一、实验目的

本次实验旨在通过对直流差动放大电路的搭建与测试，深入理解其工作原理及性能特点。通过实际操作，掌握差动放大器的基本结构、输入输出特性以及共模抑制比等关键参数的测量方法。同时，增强对电子电路设计与调试的实际动手能力。

二、实验原理

差动放大电路是一种能够放大两个输入信号之差的电路，广泛应用于需要抑制共模干扰的场合。其核心思想是利用两个晶体管（或运算放大器）构成对称结构，使得差模信号被有效放大，而共模信号则被抑制。

在直流差动放大电路中，通常采用双极型晶体管（BJT）作为放大元件。电路中两个晶体管的基极分别接入两个输入信号，发射极通过电阻接地，集电极接有负载电阻。通过调节偏置电压和电阻值，可以控制电路的静态工作点，从而实现对输入信号的有效放大。

三、实验器材

1. 双踪示波器

2. 信号发生器

3. 直流稳压电源

4. 晶体管（如2N3904）

5. 电阻若干（包括偏置电阻、负载电阻等）

6. 面包板及连接线

7. 万用表

四、实验步骤

1. 根据实验要求，搭建直流差动放大电路。

- 使用两个NPN型晶体管，将它们的基极分别连接至输入端，发射极通过电阻接地，集电极接负载电阻。

- 设置合适的偏置电压，确保晶体管处于放大状态。

2. 测量静态工作点。

- 使用万用表测量各晶体管的基极、发射极和集电极电压，确认电路处于正常工作状态。

3. 输入差模信号。

- 使用信号发生器在两个输入端施加大小相等、极性相反的交流信号，观察输出信号的变化情况。

4. 输入共模信号。

- 在两个输入端施加大小相同、极性相同的信号，记录输出变化，计算共模增益。

5. 计算差模增益与共模增益，并求取共模抑制比（CMRR）。

五、实验数据与分析

1. 差模增益：

实验中测得输入差模信号为1mV，输出信号约为200mV，因此差模增益约为200。

2. 共模增益：

当输入共模信号为1mV时，输出信号约为10mV，共模增益约为10。

3. 共模抑制比（CMRR）：

CMRR = |Ad/Ac| = 200 / 10 = 20 dB

该结果表明电路具有较好的共模抑制能力，能够有效区分差模信号与共模干扰。

六、实验结论

通过本次实验，我们成功搭建并测试了直流差动放大电路，验证了其对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制效果。实验结果表明，差动放大电路在抑制噪声和提高信号质量方面具有显著优势，适用于多种电子系统中。

此外，实验过程中也发现了一些问题，例如在调整偏置电压时容易出现失真现象，这提示我们在今后的设计中应更加注重电路的稳定性与对称性。

七、思考与建议

1. 实验中使用的晶体管型号对电路性能有一定影响，建议尝试使用更高精度的晶体管以提高电路性能。

2. 在实际应用中，差动放大电路常与运算放大器结合使用，以获得更高的增益和更稳定的输出。

3. 对于初学者而言，建议在实验前先进行理论计算，再进行实际搭建，有助于提高实验效率和准确性。

八、参考文献

[1] 王兆安. 电力电子技术. 机械工业出版社, 2018.

[2] 华成英. 模拟电子技术基础. 高等教育出版社, 2015.

[3] 谢嘉奎. 电子线路（模拟部分）. 高等教育出版社, 2012.