关于CMRR中运算放大器

我经常会想到共模抑制（CMRR），甚至在工作之余也会！我是一个狂热的高校橄榄球迷。当我周六在家看比赛时，我经常被我妻子或女儿的说话声打断，要求我做各种其他事情，如家务。我想尽办法来拒绝这种噪音，只专注于重要的信号...比赛。信号通过量及中断我看比赛的程度类似于放大器CMRR。

在真正谈论CMRR之前，必须先谈论共模电压。对于非反相配置的放大器，输入信号是共模信号。反相配置始终具有与输入信号无关的固定共模电压。放大器共模电压范围取决于设计，且用户需要确保其处于指定的工作范围内。

图1：显示反相和同相运放配置的共模电压

那么什么是CMRR？技术定义是差分增益与共模增益的比率，但这不能告诉我们过多的实际应用。共模输入电压影响输入差分对的偏置点。由于输入电路中固有的不匹配，改变偏置点会改变输入失调电压（VOS），从而改变输出电压。换句话说，当您更改共模电压时，您将看到输入失调电压的变化。CMRR告诉您这种变化会有多大。

通过改变共模电压和测量偏移电压的变化来测量CMRR。图2所示为从改变共模电压看到的附加输入偏移电压的简单表示。还存在与改变电源电压和诸如温度和电磁干扰的其它外部因素相关的偏移误差。

图2：CMRR引起的偏移误差

CMRR以分贝表示，但出于实际目的，其被转换为微伏/伏特。下列等式显示了如何计算在应用程序中观察到的错误量。共模和输入失调电压的变化相对于数据表中指定的标称值，通常为中间电源。

CMRR也随频率降低，因此您看到的误差将取决于共模信号的频率。图3所示为3个典型放大器（OPA171，UA741和OPA188）的CMRR与频率曲线的示例。

图3：三个运放的 CMRR VS 频率

 

这对您的应用程序意味着什么？这取决于您如何使用放大器。有关快速示例，请参见下图4。如您所见，放大器的CMRR取决于相关频率，并将导致偏移电压变化，这可能对您尝试参考的信号有很大影响。

图4：CMRR错误示例

若您发现此博客有帮助，请查看仪器放大器和仪表放大器拓扑的第2部分和第3部分。感谢阅读！

审核编辑：何安淇