Common Mode Rejection Ratio (CMRR) und der Operationsverstärker

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Das CMRR (Common Mode Rejection Ratio) ist die wichtigste Spezifikation und gibt an, wie viel der Gleichtaktsignale zur Messung vorhanden sein wird. Der Wert des CMMR hängt häufig von der Signalfrequenz ab und die Funktion sollte angegeben werden. Die Funktion des CMMR wird speziell verwendet, um das Rauschen auf den Übertragungsleitungen zu reduzieren. Wenn wir beispielsweise den Widerstand eines Thermoelements in der verrauschten Umgebung messen, erscheint das Rauschen aus der Umgebung als Versatz auf beiden Eingangsleitungen und macht es zu einem Gleichtaktspannungssignal. Das CMRR-Instrument bestimmt die Dämpfung, die auf das Rauschen angewendet wird.

Was ist ein CMRR?

Das CMRR in ein Operationsverstärker ist ein Gleichtaktunterdrückungsverhältnis. Im Allgemeinen werden der Operationsverstärker als zwei Eingangsanschlüsse, die positive und negative Anschlüsse sind, und die beiden Eingänge an derselben Stelle angelegt. Dies ergibt die Signale mit entgegengesetzter Polarität am Ausgang. Daher heben sich die positive und die negative Spannung der Klemmen auf und es ergibt sich die resultierende Ausgangsspannung. Der ideale Operationsverstärker hat das unendliche CMRR und die endliche Differenzverstärkung und die Gleichtaktverstärkung Null.




Gleichtakt-Ablehnungsverhältnis

Gleichtakt-Ablehnungsverhältnis

CMMR = Differenzmodusverstärkung / Gleichtaktverstärkung



Gleichtakt-Ablehnungsverhältnisformel

Das Gleichtaktunterdrückungsverhältnis wird durch die beiden Eingänge gebildet, die das gleiche Vorzeichen der Gleichspannung haben. Wenn wir annehmen, dass eine Eingangsspannung 8 V und die andere 9 V beträgt, sind 8 V gemeinsam und die Eingangsspannung sollte durch die Gleichung von V + - V- berechnet werden. Daher ist das Ergebnis 1 V, aber die gemeinsame Gleichspannung zwischen den beiden Eingängen hat eine Verstärkung ungleich Null.

Die Differenzverstärkung Ad vergrößert die Differenz zwischen den beiden Eingangsspannungen. Die Gleichtaktverstärkung Ac vergrößert jedoch die Gleichtakt-Gleichspannung zwischen den beiden Eingängen. Das Verhältnis von zwei Verstärkungen wird als Gleichtaktunterdrückungsverhältnis bezeichnet. Der Wert des Formats ist in dB. Die Formel eines Gleichtaktunterdrückungsverhältnisses wird durch die folgende Gleichung berechnet.

CMRR = 20 log | Ao / Ac | dB


Ablehnungsverhältnis des Netzteils

Die Stromversorgung Das Unterdrückungsverhältnis ist definiert als die Änderung der Eingangsoffsetspannung pro Einheit, die sich in der DC-Versorgungsspannung ändert. Die Stromversorgung wird ebenfalls im Format dB berechnet. Die mathematische Gleichung der Ablehnungsverhältnis der Stromversorgung ist unten angegeben.

PSRR = 20 log | ΔVDc / ΔVio | dB

Gleichtakt-Ablehnungsverhältnis des Operationsverstärkers

Das Gleichtaktunterdrückungsverhältnis ist a Differenzverstärker und die Operationsverstärker werden mit dem Differenzeingang verstärkt. Daher kann das CMMR-Verhältnis auf den Operationsverstärker angewendet werden. Unter Verwendung der Bedingung des Gleichtaktunterdrückungsverhältnisses, d. H. Wenn beide Eingänge des Verstärkers die gleichen Spannungen haben, sollte der Ausgang des Verstärkers Null sein oder der Verstärker sollte das Signal zurückweisen. Das folgende Bild zeigt den Verstärker des MCP601 mit Gleichtaktunterdrückungsverhältnis.

Gleichtakt-Ablehnungsverhältnis des Operationsverstärkers

Gleichtakt-Ablehnungsverhältnis des Operationsverstärkers

Offsetfehler eines CMRR des Operationsverstärkers

Das CMRR kann in Operationsverstärkern, die in dem nicht invertierenden Verstärker konfiguriert sind, eine Parallel-Offset-Offset-Spannung aufbauen, die in der folgenden Abbildung dargestellt ist. Der nicht invertierende Operationsverstärker weist einen geringen CMRR-Fehler auf, da beide Eingänge mit Masse verbunden sind und keine dynamische CM-Spannung vorhanden ist.

Offset Fehler eines CMRR des Operationsverstärkers

Offset Fehler eines CMRR des Operationsverstärkers

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

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

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

Messen des Gleichtakt-Ablehnungsverhältnisses

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Gleichtaktunterdrückungsverhältnis zu messen. In der folgenden Abbildung werden die vier Präzisionswiderstände zur Konfiguration des Operationsverstärkers als Differenzverstärker erläutert. An beide Eingänge wird ein Signal angelegt, Änderungen am Ausgang werden gemessen und bei einem Verstärker mit unendlichem CMRR auch keine Änderungen am Ausgang. Die inhärenten Schwierigkeiten dieser Schaltung bestehen darin, dass das Verhältnis von übereinstimmt die Widerstände ist wichtig als CMRR des Operationsverstärkers. Die 0,1% ige Fehlanpassung liegt zwischen dem Widerstandspaar und das Ergebnis ist ein CMR von 66 dB. Daher haben die meisten Verstärker eine niedrige CMR-Frequenz zwischen 80 dB und 120 dB. In dieser Schaltung ist klar, dass es nur unwesentlich nützlich ist, das CMRR zu messen.

Messen des Gleichtakt-Ablehnungsverhältnisses

Messen des Gleichtakt-Ablehnungsverhältnisses

ΔVout = ΔVin / CMRR (1 + R2 / R1)

CMRR ohne Verwendung von Präzisionswiderständen

Die folgende Schaltung ist durch Vergleich mit der obigen Schaltung komplizierter und kann das CMRR ohne Verwendung eines Präzisionswiderstands messen. Durch Umschalten der Versorgungsspannung wird das Gleichtaktunterdrückungsverhältnis geändert. P.raktisch ist dieDie Schaltung kann einfach implementiert werden und unter Verwendung derselben Schaltung können unterschiedliche Versorgungsspannungen angelegt werden, um das Stromversorgungsunterdrückungsverhältnis zu messen.

In der folgenden Schaltung erfolgt die Stromversorgung vom + -15 DUT-Operationsverstärker mit dem Gleichtaktspannungsbereich von + -10V. Aus der folgenden Schaltung sollte der integrierte Verstärker A1 eine hohe Verstärkung, niedrige Vos und niedrige IB haben und der Operationsverstärker ist 097 Geräte.

CMRR ohne Verwendung von Präzisionswiderständen

CMRR ohne Verwendung von Präzisionswiderständen

In diesem Artikel haben wir das Common Mode Rejection Ratio (CMRR) und den Operationsverstärker erörtert. Ich hoffe, dass Sie durch das Lesen dieses Artikels einige Grundkenntnisse über den Operationsverstärker mit Gleichtaktunterdrückungsverhältnis gewonnen haben. Wenn Sie Fragen zu diesem Artikel haben oder über die Operationsverstärkerschaltungen In der Technik können Sie dies gerne im folgenden Abschnitt kommentieren. Hier ist die Frage für Sie, Was ist das Netzteil-Ablehnungsverhältnis? ?