了解差模信号、共模信号吗？差分放大电路仿真分析

在下述的内容中，小编将会对差分放大电路的相关消息予以报道，如果差分放大电路是您想要了解的焦点之一，不妨和小编共同阅读这篇文章哦。

一、差分放大电路中的差模信号、共模信号

差分放大电路中输入信号一般需要两根线，一根是信号线，一根是地线，我们在实验室中用函数信号发生器就是这样操作的。这种信号在传输过程中，尤其是远距离传输过程，不可避免会受到外界电场的干扰，这些干扰信号和实际传输信号都会同时被放大器放大，使得输出端提取信号非常困难。

科学家们想出了一个办法，就是将单端信号改成差分信号(Differential Signal)，也就是把输入端的两根线，一根作为正信号线，另一根作为负信号线，这两根线上的信号幅度相同，相位相反。

定义1：两根信号线之间的差值信号称为差模信号(Differential Mode Signal)，用vd表示

在传输过程中，我们将两根信号线用双绞线的形式紧密缠绕在一起，在信号传输过程中，我们相信两根线受到的干扰是相同的，那么此时，差分信号就是待测的有用信号，两根线上幅度相同，方向也相同的信号就是干扰信号。

定义2：两根信号中共有的信号称为共模信号(Common Mode Signal)，用vc表示

含有差模和共模的差分信号可以表示为：

从中，可以得到以下表达式：

可知，共模信号实际上是两个信号的平均值

引入差分信号的形式，实际上希望放大器能对这两类信号差别对待，希望能放大有用的差模信号，而抑制我们不需要的共模干扰信号。

而完全对称的差分放大器就是为了实现这个目的而设计的。用双倍的元件换取对共模信号的抑制。

二、差分放大电路仿真分析

差分放大电路具有电路对称性的特点，此特点可以起到稳定工作点的作用，被广泛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，易于混淆，是模拟电子技术基础课程的难点与重点。

差分放大电路有差模和共模两种基本输入信号，由于其电路的对称性，当两输入端所接信号大小相等、极性相反时，称为差模输入信号；当两输入端所接信号大小相等、极性相同时，称为共模信号。通常我们将要放大的信号作为差模信号进行输入，而将由温度等环境因素对电路产生的影响作为共模信号进行输入，因此我们最终的目的，是要放大差模信号，抑制共模信号。

仿真前

仿真中

示波器波形图

差分式放大电路是基本的直接耦合放大电路。双击示波器图标，调节X轴扫描为2mS/Div，A通道Y轴幅度2V/Div，偏置2；B通道Y轴幅度2V/Div，偏置1；C通道AC，Y轴幅度10V/Div，偏置-1；D通道AC，Y轴幅度10V/Div，偏置-2。打开电源开关，即可以观察到两个输入信号和两个输出信号的波形。容易看出，由于偏置太小，输出波形有明显的失真。

以上就是小编这次想要和大家分享的有关差分放大电路的内容，希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章，可以在网页顶部选择相应的频道哦。