Współczynnik odrzucenia trybu wspólnego (CMRR) i wzmacniacz operacyjny

Współczynnik odrzucenia trybu wspólnego (CMRR) i wzmacniacz operacyjny

CMRR (współczynnik odrzucenia trybu wspólnego) jest najważniejszą specyfikacją i wskazuje, ile sygnałów trybu wspólnego będzie przedstawiać do pomiaru. Wartość CMMR często zależy od częstotliwości sygnału i należy określić funkcję. Funkcja CMMR jest specjalnie wykorzystywana do redukcji szumów na liniach przesyłowych. Na przykład, gdy mierzymy rezystancję termopary w hałaśliwym środowisku, szum z otoczenia pojawia się jako przesunięcie na obu przewodach wejściowych i czyni go sygnałem napięcia wspólnego. Instrument CMRR określa tłumienie zastosowane do szumu.



Co to jest CMRR?

CMRR w wzmacniacz operacyjny jest współczynnikiem odrzucenia w trybie wspólnym. Ogólnie rzecz biorąc, wzmacniacz operacyjny jako dwa zaciski wejściowe, które są zaciskami dodatnimi i ujemnymi, oraz dwa wejścia są stosowane w tym samym punkcie. To da sygnały o przeciwnej polaryzacji na wyjściu. Stąd dodatnie i ujemne napięcie zacisków skasuje się i da wynikowe napięcie wyjściowe. Idealny wzmacniacz operacyjny będzie miał nieskończone CMRR i ze skończonym wzmocnieniem różnicowym i zerowym wzmocnieniem w trybie wspólnym.


Współczynnik odrzucenia w trybie wspólnym

Współczynnik odrzucenia w trybie wspólnym





CMMR = Wzmocnienie w trybie różnicowym / Wzmocnienie w trybie wspólnym

Formuła współczynnika odrzucenia w trybie wspólnym

Współczynnik tłumienia w trybie wspólnym jest tworzony przez dwa wejścia, które będą miały ten sam znak napięcia DC. Jeśli przyjmiemy, że jedno napięcie wejściowe wynosi 8 V, a drugie 9 V, tutaj 8 V jest wspólne, a napięcie wejściowe należy obliczyć z równania V + - V-. Stąd wynik będzie 1v, ale wspólne napięcie DC między dwoma wejściami ma niezerowe wzmocnienie.



Wzmocnienie różnicowe Ad powiększa różnicę między dwoma napięciami wejściowymi. Ale wzmocnienie Ac w trybie wspólnym powiększa napięcie prądu stałego w trybie wspólnym między dwoma wejściami. Mówi się, że stosunek dwóch wzmocnień jest współczynnikiem odrzucenia trybu wspólnego. Wartość formatu jest w dB. Wzór współczynnika tłumienia w trybie wspólnym oblicza się za pomocą następującego równania.

CMRR = 20log | Ao / Ac | dB


Współczynnik odrzucenia zasilania

Zasilanie współczynnik tłumienia definiuje się jako zmiany wejściowego napięcia offsetowego na jednostkę zmian napięcia zasilania DC. Zasilanie jest również obliczane w formacie dB. Matematyczne równanie współczynnik tłumienia zasilania podano poniżej.

PSRR = 20log | ΔVDc / ΔVio | dB

Współczynnik odrzucenia trybu wspólnego wzmacniacza operacyjnego

Współczynnik odrzucenia w trybie wspólnym to a wzmacniacz różnicowy a wzmacniacze operacyjne są wzmacniane za pomocą wejścia różnicowego. Stąd współczynnik CMMR można zastosować do wzmacniacza operacyjnego. Wykorzystując warunek współczynnika tłumienia sygnału wspólnego, tj. Gdy oba wejścia wzmacniacza mają takie same napięcia, to na wyjściu wzmacniacza powinno być zero lub wzmacniacz powinien odrzucać sygnał. Poniższy obraz przedstawia wzmacniacz MCP601 o współczynniku tłumienia sygnału wspólnego.

Współczynnik odrzucenia trybu wspólnego wzmacniacza operacyjnego

Współczynnik odrzucenia trybu wspólnego wzmacniacza operacyjnego

Błąd przesunięcia CMRR wzmacniacza operacyjnego

CMRR może wytwarzać równoległe napięcie przesunięcia wyjściowego we wzmacniaczach operacyjnych skonfigurowanych we wzmacniaczu nieodwracającym, co pokazano na poniższym rysunku. Nieodwracający wzmacniacz operacyjny będzie miał niewielką ilość błędu CMRR, ponieważ oba wejścia są podłączone do masy, nie ma obecności dynamicznego napięcia CM.

Błąd przesunięcia CMRR wzmacniacza operacyjnego

Błąd przesunięcia CMRR wzmacniacza operacyjnego

Błąd (RTI) = Vcm / CMRR = Vin / CMRR

Vault = [1 + R2 / R1] [Vin + Vin / CMRR]

Błąd (RTO) = [1 + R2 / R1] [Vin / CMRR]

Pomiar współczynnika odrzucenia w trybie wspólnym

Istnieją różne sposoby pomiaru współczynnika odrzucenia w trybie wspólnym. Na poniższym rysunku omówimy cztery precyzyjne rezystory do skonfigurowania wzmacniacza operacyjnego jako wzmacniacza różnicowego. Sygnał jest podawany na oba wejścia, mierzone są zmiany na wyjściu, a wzmacniacz z nieskończonym CMRR również nie zmienia się na wyjściu. Nieodłączne trudności tego obwodu polegają na dopasowaniu proporcji rezystory jest ważny, ponieważ CMRR wzmacniacza operacyjnego. Niedopasowanie 0,1% występuje między parą rezystorów, a wynik będzie w CMR równy 66 dB. Stąd większość wzmacniaczy będzie miała niską częstotliwość CMR w zakresie od 80dB do 120Db. W tym obwodzie jest jasne, że jest tylko marginalnie przydatne do pomiaru CMRR.

Pomiar współczynnika odrzucenia w trybie wspólnym

Pomiar współczynnika odrzucenia w trybie wspólnym

ΔVout = ΔVin / CMRR (1 + R2 / R1)

CMRR bez użycia precyzyjnych rezystorów

Poniższy obwód jest bardziej skomplikowany w porównaniu z powyższym obwodem i może mierzyć CMRR bez użycia precyzyjnego rezystora. Przełączanie napięcia zasilania powoduje zmianę współczynnika tłumienia w trybie wspólnym. P.taktycznie, plikObwód można łatwo zaimplementować, a używając tego samego obwodu możemy zastosować różne napięcia zasilania do pomiaru współczynnika tłumienia zasilania.

W poniższym obwodzie zasilanie pochodzi z wzmacniacza operacyjnego + -15 DUT z zakresem napięcia wspólnego + -10V. Z poniższego obwodu wzmacniacz zintegrowany A1 powinien mieć wysokie wzmocnienie, niskie Vos i niskie IB, a wzmacniacz operacyjny to urządzenia 097.

CMRR bez użycia precyzyjnych rezystorów

CMRR bez użycia precyzyjnych rezystorów

W tym artykule omówiliśmy współczynnik odrzucenia trybu wspólnego (CMRR) i wzmacniacz operacyjny. Mam nadzieję, że czytając ten artykuł, zdobyłeś podstawową wiedzę na temat współczynnika tłumienia w trybie wspólnym. Jeśli masz jakieś pytania dotyczące tego artykułu lub o obwodach wzmacniacza operacyjnego w inżynierii prosimy o komentarz w poniższej sekcji. Oto pytanie do Ciebie, Jaki jest współczynnik tłumienia mocy ?