一、实验目的

本次实验的主要目的是研究差动放大器的工作原理及其性能特点。通过搭建电路并进行测试，了解其在信号放大中的应用，并掌握差动放大器的关键参数如共模抑制比（CMRR）和增益等。

二、实验原理

差动放大器是一种能够有效放大差模信号同时抑制共模干扰的电路结构。它由两个输入端和一个输出端组成，其中输入信号分为差模信号和共模信号两部分。差模信号是指两个输入端信号的差值，而共模信号则是指两个输入端信号的平均值。差动放大器的核心优势在于其高共模抑制比，这使得它在实际应用中能够有效减少外界噪声对信号的影响。

差动放大器的基本公式为：

\[ A_v = \frac{R_f}{R_i} \]

其中，\( A_v \) 表示电压增益，\( R_f \) 是反馈电阻，\( R_i \) 是输入电阻。此外，共模抑制比 \( CMRR \) 的计算公式为：

\[ CMRR = 20 \log \left( \frac{A_d}{A_c} \right) \]

其中，\( A_d \) 和 \( A_c \) 分别表示差模增益和共模增益。

三、实验设备与材料

本次实验所需设备包括：

- 函数信号发生器

- 差动放大器模块

- 数字万用表

- 双踪示波器

- 直流电源

材料方面，主要使用电阻、电容等无源元件以及导线等连接工具。

四、实验步骤

1. 搭建差动放大器电路，确保所有元件正确连接。

2. 使用函数信号发生器输入不同频率的正弦波信号，观察输出波形的变化。

3. 测量并记录不同输入条件下差动放大器的输出电压。

4. 计算差动放大器的电压增益及共模抑制比。

5. 分析实验结果，验证理论推导是否符合实际情况。

五、实验数据与分析

根据实验测量的数据，可以得出以下结论：

- 在理想情况下，差动放大器的电压增益接近设计值，表明电路设计合理。

- 共模抑制比达到预期水平，证明了差动放大器在抗干扰方面的有效性。

- 不同频率下的输出波形均保持稳定，说明电路具有良好的频率响应特性。

六、实验总结

通过本次实验，我们深入理解了差动放大器的工作机制及其在工程实践中的重要性。实验结果表明，差动放大器不仅能够在复杂环境中提供可靠的信号放大功能，还能显著提高系统的抗噪能力。未来工作中，可以进一步优化电路设计以提升性能指标，满足更广泛的应用需求。

七、参考文献

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以上内容基于实验背景进行了详细阐述，旨在帮助读者全面了解差动放大器的相关知识和技术要点。希望本文能够为相关领域的学习者提供有价值的参考信息。