Rapporto di reiezione di modo comune (CMRR) e amplificatore operazionale

Rapporto di reiezione di modo comune (CMRR) e amplificatore operazionale

Il CMRR (Common Mode Rejection Ratio) è la specifica più importante e indica la quantità di segnali di modo comune presenti da misurare. Il valore del CMMR dipende spesso dalla frequenza del segnale e la funzione deve essere specificata. La funzione del CMMR è specificatamente utilizzata per ridurre il rumore sulle linee di trasmissione. Ad esempio, quando misuriamo la resistenza di una termocoppia in un ambiente rumoroso, il rumore proveniente dall'ambiente appare come un offset su entrambi i cavi di ingresso e lo rende un segnale di tensione di modo comune. Lo strumento CMRR determina l'attenuazione applicata al rumore.



Cos'è un CMRR?

Il CMRR in formato un amplificatore operazionale è un rapporto di reiezione di modo comune. Generalmente, l'amplificatore operazionale come due terminali di ingresso che sono terminali positivi e negativi e i due ingressi vengono applicati nello stesso punto. Questo darà i segnali di polarità opposta all'uscita. Quindi la tensione positiva e negativa dei terminali si annullerà e darà la tensione di uscita risultante. L'amplificatore operazionale ideale avrà il CMRR infinito e con il guadagno differenziale finito e il guadagno di modo comune zero.


Rapporto di reiezione di modo comune

Rapporto di reiezione di modo comune





CMMR = Guadagno di modo differenziale / Guadagno di modo comune

Formula del rapporto di reiezione di modo comune

Il rapporto di reiezione di modo comune è formato dai due ingressi che avranno lo stesso segno di tensione continua. Se assumiamo che una tensione di ingresso sia 8v e l'altra 9v, qui l'8v è comune e la tensione di ingresso dovrebbe essere calcolata attraverso l'equazione di V + - V-. Quindi il risultato sarà 1v ma la tensione CC comune tra i due ingressi ha un guadagno diverso da zero.



Il guadagno differenziale Ad ingrandisce la differenza tra le due tensioni di ingresso. Ma il guadagno di modo comune Ac aumenta la tensione CC di modo comune tra i due ingressi. Si dice che il rapporto tra due guadagni sia un rapporto di reiezione di modo comune. Il valore del formato è in dB. La formula di un rapporto di reiezione di modo comune è calcolata dalla seguente equazione.

CMRR = 20log | Ao / Ac | dB


Rapporto di reiezione dell'alimentazione

L'alimentatore Il rapporto di reiezione è definito come le variazioni della tensione di offset in ingresso per unità di variazione della tensione di alimentazione CC. Anche l'alimentazione viene calcolata nel formato dB. L'equazione matematica del rapporto di reiezione dell'alimentazione è dato di seguito.

PSRR = 20log | ΔVDc / ΔVio | dB

Rapporto di reiezione di modo comune dell'amplificatore operazionale

Il rapporto di reiezione di modo comune è a amplificatore differenziale e gli amplificatori operazionali sono amplificati con l'ingresso differenziale. Quindi il rapporto CMMR può essere applicato all'amplificatore operazionale. Utilizzando la condizione del rapporto di reiezione di modo comune, ovvero quando entrambi gli ingressi dell'amplificatore hanno le stesse tensioni, l'uscita dell'amplificatore dovrebbe essere zero o l'amplificatore dovrebbe rifiutare il segnale. L'immagine seguente mostra l'amplificatore di MCP601 con rapporto di reiezione di modo comune.

Rapporto di reiezione di modo comune dell

Rapporto di reiezione di modo comune dell'amplificatore operazionale

Errore di offset di un CMRR dell'amplificatore operazionale

Il CMRR può costruire una tensione di offset in uscita parallela negli amplificatori operazionali configurati nell'amplificatore non invertente mostrato nella figura seguente. L'amplificatore operazionale non invertente avrà una piccola quantità di errore CMRR perché entrambi gli ingressi sono collegati a terra, non c'è presenza di tensione dinamica CM.

Errore di offset di un CMRR dell

Errore di offset di un CMRR dell'amplificatore operazionale

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

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

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

Misurazione del rapporto di reiezione di modo comune

Esistono diversi modi per misurare il rapporto di reiezione di modo comune. Nella figura sottostante discuteremo i quattro resistori di precisione per configurare l'amplificatore operazionale come amplificatore differenziale. Un segnale viene applicato a entrambi gli ingressi, vengono misurati i cambiamenti nell'uscita e un amplificatore con CMRR infinito non cambia neanche l'uscita. Le difficoltà intrinseche di questo circuito sono che il rapporto di corrispondenza di le resistenze è importante come il CMRR dell'amplificatore operazionale. La mancata corrispondenza dello 0,1% è tra la coppia di resistori e il risultato sarà in CMR di 66 dB. Quindi la maggior parte degli amplificatori avrà una bassa frequenza di CMR compresa tra 80dB e 120Db. In questo circuito, è chiaro che è utile solo marginalmente per misurare il CMRR.

Misurazione del rapporto di reiezione di modo comune

Misurazione del rapporto di reiezione di modo comune

ΔVout = ΔVin / CMRR (1 + R2 / R1)

CMRR senza utilizzare resistori di precisione

Il circuito seguente è più complicato confrontandolo con il circuito sopra e può misurare il CMRR senza utilizzare un resistore di precisione. Commutando la tensione di alimentazione si modifica il rapporto di reiezione di modo comune. Practically, ilcircuito può essere implementato facilmente e utilizzando lo stesso circuito possiamo applicare diverse tensioni di alimentazione per misurare il rapporto di reiezione dell'alimentazione.

Nel circuito seguente, l'alimentazione proviene dall'amplificatore operazionale + -15 DUT con l'intervallo di tensione di modo comune di + -10V. Dal circuito seguente, l'amplificatore integrato A1 dovrebbe avere un guadagno alto, un basso Vos e un basso IB e l'amplificatore operazionale è 097 dispositivi.

CMRR senza utilizzare resistori di precisione

CMRR senza utilizzare resistori di precisione

In questo articolo, abbiamo discusso il Common Mode Rejection Ratio (CMRR) e l'amplificatore operazionale. Spero che leggendo questo articolo tu abbia acquisito alcune conoscenze di base sull'amplificatore operazionale del rapporto di reiezione di modo comune. Se hai domande riguardanti questo articolo o sui circuiti dell'amplificatore operazionale in ingegneria non esitate a commentare nella sezione sottostante. Ecco la domanda per te, Qual è il rapporto di reiezione dell'alimentatore ?