Pomer odmietnutia spoločného režimu (CMRR) a operačný zosilňovač

Pomer odmietnutia spoločného režimu (CMRR) a operačný zosilňovač

CMRR (Common Mode Rejection Ratio) je najdôležitejšou špecifikáciou a udáva, koľko signálov v spoločnom režime bude slúžiť na meranie. Hodnota CMMR často závisí od frekvencie signálu a mala by sa špecifikovať funkcia. Funkcia CMMR sa špeciálne používa na zníženie hluku na prenosových linkách. Napríklad, keď meriame odpor termočlánku v hlučnom prostredí, hluk z prostredia sa javí ako posun na oboch vstupných vodičoch a robí ho ako signál napätia v bežnom režime. Prístroj CMRR určuje útlm aplikovaný na šum.



Čo je CMRR?

CMRR v operačný zosilňovač je bežný pomer odmietnutia režimu. Všeobecne platí, že operačný zosilňovač ako dva vstupné terminály, ktoré sú kladnými a zápornými terminálmi, a dva vstupy sa používajú v rovnakom bode. To dá na výstupe signály s opačnou polaritou. Kladné a záporné napätie na svorkách sa teda zrušia a poskytne výsledné výstupné napätie. Ideálny operačný zosilňovač bude mať nekonečný CMRR a konečný diferenciálny zisk a nulový zisk v bežnom režime.


Pomer odmietnutia spoločného režimu

Pomer odmietnutia spoločného režimu



CMMR = zisk v diferenciálnom režime / zisk v bežnom režime

Vzorec pomeru odmietnutia v bežnom režime

Pomer odmietnutia spoločného režimu je tvorený dvoma vstupmi, ktoré budú mať rovnaké znamienko jednosmerného napätia. Ak predpokladáme, že jedno vstupné napätie je 8v a ďalších 9v je tu 8v bežné a vstupné napätie by sa malo vypočítať pomocou rovnice V + - V-. Výsledkom bude teda 1 V, ale bežné jednosmerné napätie medzi dvoma vstupmi má nenulový zisk.



Diferenciálny zisk Ad zväčšuje rozdiel medzi dvoma vstupnými napätiami. Ale zosilnenie Ac v spoločnom režime zväčšuje jednosmerné napätie spoločného režimu medzi dvoma vstupmi. Pomer dvoch ziskov je považovaný za bežný pomer odmietnutia režimu. Hodnota formátu je v dB. Vzorec odmietacieho pomeru spoločného režimu sa vypočíta podľa nasledujúcej rovnice.

CMRR = 20 log | Ao / Ac | dB


Pomer odmietnutia napájania

Napájanie pomer odmietnutia je definovaný ako zmeny vstupného offsetového napätia na jednotku, zmeny jednosmerného napájacieho napätia. Napájanie sa počíta aj vo formáte dB. Matematická rovnica pomer odmietnutia napájacieho zdroja je uvedený nižšie.

PSRR = 20log | ΔVDc / ΔVio | dB

Pomer odmietnutia spoločného režimu operačného zosilňovača

Pomer odmietnutia v bežnom režime je a diferenciálny zosilňovač a operačné zosilňovače sú zosilnené diferenciálnym vstupom. Preto je možné pomer CMMR použiť na operačný zosilňovač. Použitím podmienky spoločného odmietacieho pomeru, tj. Keď má obidva vstup zosilňovača rovnaké napätie, by mal byť výstup zosilňovača nulový alebo by zosilňovač mal odmietať signál. Nasledujúci obrázok zobrazuje zosilňovač MCP601 s odmietacím pomerom spoločného režimu.

Pomer odmietnutia spoločného režimu operačného zosilňovača

Pomer odmietnutia spoločného režimu operačného zosilňovača

Ofsetová chyba CMRR operačného zosilňovača

CMRR môže vytvárať paralelné ofsetové napätie v operačných zosilňovačoch nakonfigurovaných v neinvertujúcom zosilňovači, čo je znázornené na nasledujúcom obrázku. Neinvertujúci operačný zosilňovač bude mať malé množstvo chyby CMRR, pretože obidva vstupy sú spojené so zemou, nie je prítomná žiadna dynamická hodnota CM.

Ofsetová chyba CMRR operačného zosilňovača

Ofsetová chyba CMRR operačného zosilňovača

Chyba (RTI) = Vcm / CMRR = Vin / CMRR

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

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

Meranie pomeru odmietnutia v bežnom režime

Existujú rôzne spôsoby, ako merať pomer odmietnutia spoločného režimu. Na nasledujúcom obrázku si ukážeme štyri presné rezistory na konfiguráciu operačného zosilňovača ako diferenciálneho zosilňovača. Na oba vstupy sa privádza signál, merajú sa zmeny na výstupe a zosilňovač s nekonečným CMRR tiež žiadne zmeny na výstupe. Inherentnými ťažkosťami tohto obvodu je to, že pomer sa zhoduje s rezistory je dôležitá ako CMRR operačného zosilňovača. Nesúlad 0,1% je medzi párom rezistorov a výsledok bude v CMR 66 dB. Preto bude mať väčšina zosilňovačov nízku frekvenciu CMR medzi 80 dB a 120 dB. V tomto obvode je zrejmé, že pre meranie CMRR sú užitočné len okrajovo.

Meranie pomeru odmietnutia v bežnom režime

Meranie pomeru odmietnutia v bežnom režime

ΔVout = ΔVin / CMRR (1 + R2 / R1)

CMRR bez použitia presných rezistorov

Nasledujúci obvod je komplikovanejší v porovnaní s vyššie uvedeným obvodom a dokáže merať CMRR bez použitia presného odporu. Prepnutím napájacieho napätia sa zmení pomer odmietnutia spoločného režimu. Ptakticky,obvod je možné ľahko implementovať a použitím toho istého obvodu môžeme použiť rôzne napätia napájacieho zdroja na meranie pomeru odmietnutia napájacieho zdroja.

V nasledujúcom obvode je napájanie z operačného zosilňovača + -15 DUT op s rozsahom napätia spoločného režimu + -10V. Z nasledujúceho obvodu by mal mať integrovaný zosilňovač A1 vysoký zisk, nízke Vos a nízke IB a operačný zosilňovač je 097 zariadení.

CMRR bez použitia presných rezistorov

CMRR bez použitia presných rezistorov

V tomto článku sme diskutovali o Common Mode Rejection Ratio (CMRR) a operačnom zosilňovači. Dúfam, že ste si v tomto článku prečítali základné informácie o operačnom zosilňovači spoločného režimu odmietnutia. Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa tohto článku alebo o obvodoch operačného zosilňovača v strojárstve neváhajte komentovať v nasledujúcej časti. Tu je otázka pre vás, Čo je pomer odmietnutia napájania ?