差分放大电路对共模/差模信号有何影响？原理是什么？

差分放大电路对共模/差模信号有何影响？原理是什么？

一直以来，差分放大电路都是电子工程领域的重要研究对象之一。它在信号处理、噪声抑制等方面具有广泛的应用。本文将详细介绍差分放大电路的原理及其对共模信号和差模信号的影响。

差分放大电路的原理

差分放大电路是一种双端输入、单端输出的放大器，其基本结构由两个晶体管（或运算放大器）组成，分别对应两个输入信号Vin+和Vin-。这两个输入信号在电路中被分别放大，然后通过差分方式进行比较，最终得到一个单端输出信号Vout。差分放大电路的基本原理是利用两个晶体管的差分输入特性，将两个输入信号的差值放大输出。

差分输入特性

差分放大电路的差分输入特性是指电路对两个输入信号的差值进行放大，而对共模信号（即两个输入信号的公共部分）进行抑制。当Vin+和Vin-之间的电压差ΔVin（ΔVin = Vin+ - Vin-）不为零时，差分放大电路会将这个差值放大，并通过Vout输出。这种差分输入特性使得差分放大电路能够有效地消除共模噪声和干扰信号，提高信号的信噪比。

放大过程

差分放大电路的放大过程可以分为以下几个步骤：

1. 输入信号通过输入电路进入差分放大电路，被分为差模信号和共模信号。
2. 差模信号被差分放大器放大，而共模信号被抑制。
3. 放大后的差模信号通过输出电路转换为单端信号输出。

在放大过程中，差分放大电路通过调整晶体管的偏置电流、负载电阻等参数来实现所需的放大倍数。同时，通过选择合适的反馈网络（如电压反馈、电流反馈等）来稳定电路的工作状态和提高电路的性能。

差分放大电路对共模信号和差模信号的影响

差分放大电路

当集电极电流Icq有微小变化时，会在发射极电阻Re上产生压降，而Re上的压降又会影响b-e之间的电压，从而会影响Icq，达到稳定工作点。

受温度控制的直流电源

对称式电路

长尾式差分放大电路

对共模信号影响

当电路输入共模信号时：

一方面：基极电流和集电极电流的变化相等，因此集电极电位的变化也相等，即uC1=uC2。 使得输出电压uo=0，即对共模信号不放大。

另一方面：发射极电阻Re对共模信号的负反馈作用，抑制了每只晶体管集电极电流ic的变化，从而抑制集电极电位的变化。

对差模信号影响

当电路输入差模信号时：

基极电流的变化集电极电流也会跟着相应变化，大小相等，符号相反的电流在Re电阻的节点就会抵消，Re上的电流就不会变，也不会引起反馈。 Re对差模信号来说相当于短路。

输出电压：Uo

Uo=UO1-UO2

=VCC-βRciB1-VCC+βRciB1（iB1与iB2大小相等，方向相反）

电压放大倍数：Avd

根据差模信号输入时的微变等效电路

差分放大电路的意义：抑制共模信号，放大差模信号，克服温漂等。

最后，希望大家对差分放大电路已经具备了初步的认识。