Yhteisen tilan hylkäyssuhde (CMRR) ja operatiivinen vahvistin

Yhteisen tilan hylkäyssuhde (CMRR) ja operatiivinen vahvistin

CMRR (Common Mode Rejection Ratio) on tärkein määrittely ja se osoittaa kuinka paljon yhteisen moodin signaaleja on mitattavissa. CMMR: n arvo riippuu usein signaalin taajuudesta ja toiminto tulisi määrittää. CMMR: n toimintoa käytetään erityisesti vähentämään voimajohtojen kohinaa. Esimerkiksi, kun mitataan lämpöparin vastus meluisassa ympäristössä, ympäristöstä tuleva melu näkyy siirtymänä molempiin tulojohtoihin ja tekee siitä yhteismoodin jännitesignaalin. CMRR-instrumentti määrittää melulle kohdistetun vaimennuksen.



Mikä on CMRR?

CMRR vuonna operatiivinen vahvistin on yleinen tilan hylkäyssuhde. Yleensä op-vahvistin kahtena tuloliittimenä, jotka ovat positiivisia ja negatiivisia liittimiä, ja nämä kaksi tuloa käytetään samassa pisteessä. Tämä antaa vastakkaisen napaisuuden signaalit lähdössä. Siksi liittimien positiivinen ja negatiivinen jännite kumoavat ja antavat tuloksena olevan lähtöjännitteen. Ihanteellisella op-vahvistimella on ääretön CMRR ja äärellinen differentiaalivahvistus ja nolla yhteisen tilan vahvistusta.


Yhteisen tilan hylkäyssuhde

Yhteisen tilan hylkäyssuhde



CMMR = differentiaalitilan vahvistus / yhteisen tilan vahvistus

Yhteisen tilan hylkäyssuhteen kaava

Yhteisen moodin hylkäyssuhde muodostuu kahdesta tulosta, joilla on sama DC-jännitteen merkki. Jos oletetaan, että yksi tulojännite on 8v ja toinen 9v, tässä 8v on yhteinen ja tulojännite tulisi laskea V + - V- yhtälön avulla. Siksi tulos on 1v, mutta näiden kahden tulon välisellä yhteisellä DC-jännitteellä on nollasta poikkeava vahvistus.



Differentiaalivahvistus Ad suurentaa tulojännitteiden välistä eroa. Mutta yhteisen tilan vahvistus Ac suurentaa yhteisen moodin DC-jännitettä kahden tulon välillä. Kahden vahvistuksen suhteen sanotaan olevan yhteisen moodin hylkäyssuhde. Formaatin arvo on dB. Yhteisen moodin hylkäyssuhteen kaava lasketaan seuraavalla yhtälöllä.

CMRR = 20log | Ao / Ac | dB


Virtalähteen hylkäyssuhde

Virtalähde hylkäyssuhde määritellään muutoksina syöttösiirtymän jännitteessä yksikköä kohti tasavirran syöttöjännitteen muutoksina. Virtalähde lasketaan myös dB-muodossa. Matemaattinen yhtälö virtalähteen hylkäyssuhde on annettu alla.

PSRR = 20 log | ΔVDc / ΔVio | dB

Op Amp: n yhteisen tilan hylkäämisaste

Yhteisen tilan hylkäyssuhde on a differentiaalivahvistin ja op-vahvistimet vahvistetaan differentiaalitulolla. Siksi CMMR-suhdetta voidaan soveltaa operatiiviseen vahvistimeen. Käyttämällä yhteismoodin hylkäyssuhteen ehtoa, ts. Kun molemmissa vahvistimen tuloissa on samat jännitteet, vahvistimen lähdön tulisi olla nolla tai vahvistimen tulisi hylätä signaali. Seuraava kuva esittää MCP601: n vahvistimen, jolla on yhteismoodin hylkäyssuhde.

Op Amp: n yhteisen tilan hylkäämisaste

Op Amp: n yhteisen tilan hylkäämisaste

Op-Amp: n CMRR: n offset-virhe

CMRR voi rakentaa rinnakkaisen offsetjännitteen op-vahvistimiin, jotka on konfiguroitu ei-invertoivaan vahvistimeen, joka on esitetty alla olevassa kuvassa. Ei-invertoivalla käyttövahvistimella on pieni määrä CMRR-virhettä, koska molemmat tulot on kytketty maahan, CM-dynaamista jännitettä ei ole.

Op-vahvistimen CMRR: n offset-virhe

Op-vahvistimen CMRR: n offset-virhe

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

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

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

Yleisen tilan hylkäyssuhteen mittaaminen

On olemassa erilaisia ​​tapoja mitata yhteisen tilan hylkäyssuhde. Alla olevassa kuvassa keskustellaan neljästä tarkkuusvastuksesta op-vahvistimen määrittämiseksi differentiaalivahvistimeksi. Signaali syötetään molempiin tuloihin, mitataan lähdön muutokset ja vahvistimessa, jossa on ääretön CMRR, ei myöskään tapahdu muutoksia lähdössä. Tämän piirin luontaiset vaikeudet ovat se, että suhde vastaa vastukset on tärkeä kuin op-vahvistimen CMRR. 0,1%: n ristiriita on vastusparin välillä ja tulos on CMR: ssä 66 dB. Siksi suurimmalla osalla vahvistimista on matala CMR-taajuus välillä 80dB - 120Db. Tässä piirissä on selvää, että CMRR: n mittaamiseen on vain vähän hyötyä.

Yleisen tilan hylkäyssuhteen mittaaminen

Yleisen tilan hylkäyssuhteen mittaaminen

ΔVout = ΔVin / CMRR (1 + R2 / R1)

CMRR ilman tarkkuusvastuksia

Seuraava piiri on monimutkaisempi vertaamalla sitä yllä olevaan piiriin ja se voi mitata CMRR: n ilman tarkkuusvastusta. Vaihtamalla virtalähteen jännitettä yhteisen tilan hylkäyssuhde muuttuu. Pkäytännöllisesti katsoenpiiri voidaan toteuttaa helposti ja samaa piiriä käyttämällä voimme käyttää erilaisia ​​virtalähteen jännitteitä virtalähteen hylkäyssuhteen mittaamiseksi.

Seuraavassa piirissä virtalähde on + -15 DUT -op-vahvistimesta, jonka yhteismoodin jännitealue on + -10V. Seuraavasta piiristä integroidulla vahvistimella A1 tulisi olla suuri vahvistus, matala Vos ja pieni IB ja op-vahvistin on 097 laitetta.

CMRR ilman tarkkuusvastuksia

CMRR ilman tarkkuusvastuksia

Tässä artikkelissa olemme keskustelleet Common Mode Rejection Ratio (CMRR) ja operatiivisesta vahvistimesta. Toivon lukemalla tämän artikkelin, olet saanut jonkin verran perustietoa yleisen tilan hylkäyssuhteen op-vahvistimesta. Jos sinulla on kysyttävää tästä artikkelista tai operatiivisista vahvistinpiireistä tekniikassa ota rohkeasti kommentoida alla olevassa osassa. Tässä on kysymys sinulle, Mikä on virtalähteen hylkäyssuhde ?