了解差模信號、共模信號嗎？差分放大電路仿真分析

在下述的內(nèi)容中，小編將會對差分放大電路的相關(guān)消息予以報(bào)道，如果差分放大電路是您想要了解的焦點(diǎn)之一，不妨和小編共同閱讀這篇文章哦。

一、差分放大電路中的差模信號、共模信號

差分放大電路中輸入信號一般需要兩根線，一根是信號線，一根是地線，我們在實(shí)驗(yàn)室中用函數(shù)信號發(fā)生器就是這樣操作的。這種信號在傳輸過程中，尤其是遠(yuǎn)距離傳輸過程，不可避免會受到外界電場的干擾，這些干擾信號和實(shí)際傳輸信號都會同時(shí)被放大器放大，使得輸出端提取信號非常困難。

科學(xué)家們想出了一個辦法，就是將單端信號改成差分信號(Differential Signal)，也就是把輸入端的兩根線，一根作為正信號線，另一根作為負(fù)信號線，這兩根線上的信號幅度相同，相位相反。

定義1：兩根信號線之間的差值信號稱為差模信號(Differential Mode Signal)，用vd表示

在傳輸過程中，我們將兩根信號線用雙絞線的形式緊密纏繞在一起，在信號傳輸過程中，我們相信兩根線受到的干擾是相同的，那么此時(shí)，差分信號就是待測的有用信號，兩根線上幅度相同，方向也相同的信號就是干擾信號。

定義2：兩根信號中共有的信號稱為共模信號(Common Mode Signal)，用vc表示

含有差模和共模的差分信號可以表示為：

從中，可以得到以下表達(dá)式：

可知，共模信號實(shí)際上是兩個信號的平均值

引入差分信號的形式，實(shí)際上希望放大器能對這兩類信號差別對待，希望能放大有用的差模信號，而抑制我們不需要的共模干擾信號。

而完全對稱的差分放大器就是為了實(shí)現(xiàn)這個目的而設(shè)計(jì)的。用雙倍的元件換取對共模信號的抑制。

二、差分放大電路仿真分析

差分放大電路具有電路對稱性的特點(diǎn)，此特點(diǎn)可以起到穩(wěn)定工作點(diǎn)的作用，被廣泛用于直接耦合電路和測量電路的輸入級。但是差分放大電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分析繁瑣，特別是其對差模輸入和共模輸入信號有不同的分析方法，難以理解，易于混淆，是模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的難點(diǎn)與重點(diǎn)。

差分放大電路有差模和共模兩種基本輸入信號，由于其電路的對稱性，當(dāng)兩輸入端所接信號大小相等、極性相反時(shí)，稱為差模輸入信號；當(dāng)兩輸入端所接信號大小相等、極性相同時(shí)，稱為共模信號。通常我們將要放大的信號作為差模信號進(jìn)行輸入，而將由溫度等環(huán)境因素對電路產(chǎn)生的影響作為共模信號進(jìn)行輸入，因此我們最終的目的，是要放大差模信號，抑制共模信號。

仿真前

仿真中

示波器波形圖

差分式放大電路是基本的直接耦合放大電路。雙擊示波器圖標(biāo)，調(diào)節(jié)X軸掃描為2mS/Div，A通道Y軸幅度2V/Div，偏置2；B通道Y軸幅度2V/Div，偏置1；C通道AC，Y軸幅度10V/Div，偏置-1；D通道AC，Y軸幅度10V/Div，偏置-2。打開電源開關(guān)，即可以觀察到兩個輸入信號和兩個輸出信號的波形。容易看出，由于偏置太小，輸出波形有明顯的失真。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)差分放大電路的內(nèi)容，希望大家對本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。