Razmerje zavrnitve v skupnem načinu (CMRR) in operativni ojačevalnik

Razmerje zavrnitve v skupnem načinu (CMRR) in operativni ojačevalnik

CMRR (Common Mode Rejection Ratio) je najpomembnejša specifikacija in označuje, koliko signalov skupnega načina bo predstavljeno za merjenje. Vrednost CMMR je pogosto odvisna od frekvence signala, zato je treba določiti funkcijo. Funkcija CMMR se posebej uporablja za zmanjšanje hrupa na daljnovodih. Na primer, ko merimo upornost termočlena v hrupnem okolju, se šum iz okolja prikaže kot odmik na obeh vhodnih vodih in postane signal skupnega načina napetosti. Instrument CMRR določa dušenje, ki se uporablja za hrup.



Kaj je CMRR?

CMRR v operacijski ojačevalnik je običajno zavrnjeno razmerje. Na splošno se op amp kot dva vhodna priključka, ki sta pozitiven in negativen priključek, in dva vhoda uporabljata na isti točki. To bo dalo signale nasprotne polarnosti na izhodu. Zato se pozitivna in negativna napetost terminalov izničita in dobita nastalo izhodno napetost. Idealni opcijski ojačevalnik bo imel neskončno CMRR in s končnim diferencialnim ojačanjem in ničelnim ojačanjem skupnega načina.


Razmerje zavrnitve v skupnem načinu

Razmerje zavrnitve v skupnem načinu





CMMR = Dobiček diferencialnega načina / Dobiček skupnega načina

Formula razmerja zavrnitve v skupnem načinu

Skupno zavrnilno razmerje tvorita dva vhoda, ki imata enak znak enosmerne napetosti. Če predpostavimo, da je ena vhodna napetost 8v, druga 9v pa je tu 8v pogosta in je treba vhodno napetost izračunati po enačbi V + - V-. Rezultat bo torej 1v, vendar ima skupna enosmerna napetost med obema vhodoma ojačanje, ki ni nič.



Diferencialni dobiček Ad poveča razliko med obema vhodnima napetostma. Toda skupni način dobička Ac poveča enosmerno napetost skupnega načina med obema vhodoma. Razmerje dveh dobičkov naj bi bilo običajno razmerje zavrnitve. Vrednost zapisa je v dB. Formula razmerja zavrnitve v skupnem načinu se izračuna po naslednji enačbi.

CMRR = 20log | Ao / Ac | dB


Razmerje zavrnitve napajanja

Napajanje koeficient zavrnitve je opredeljen kot spremembe vhodne odmične napetosti na enoto spremembe v enosmerni napajalni napetosti. Napajanje se izračuna tudi v obliki dB. Matematična enačba stopnja zavrnitve napajanja je podano spodaj.

PSRR = 20log | ΔVDc / ΔVio | dB

Razmerje zavrnitve skupnega načina op. Amp

Običajno razmerje zavrnitve je a diferenčni ojačevalnik opcijski ojačevalniki pa se ojačajo z diferencialnim vhodom. Zato se razmerje CMMR lahko uporabi za operacijski ojačevalnik. Z uporabo pogoja skupnega zavrnilnega razmerja, to je, kadar imata oba vhoda ojačevalnika enake napetosti, mora biti izhod ojačevalnika enak nič ali ojačevalnik zavrne signal. Naslednja slika prikazuje ojačevalnik MCP601 s skupnim načinom zavrnitve.

Razmerje zavrnitve skupnega načina op. Amp

Razmerje zavrnitve skupnega načina op. Amp

Napaka odmika CMRR op-ojačevalnika

CMRR lahko gradi vzporedno odmično napetost v opcijskih ojačevalnikih, konfiguriranih v neinvertirajočem ojačevalniku, ki je prikazan na spodnji sliki. Neinvertirajoči obratovalni ojačevalnik bo imel majhno količino napake CMRR, ker sta oba vhoda priključena na maso, dinamične napetosti CM ni.

Napaka odmika CMRR opcijskega ojačevalnika

Napaka odmika CMRR opcijskega ojačevalnika

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

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

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

Merjenje razmerja zavrnitve v skupnem načinu

Obstajajo različni načini za merjenje razmerja zavrnitve v skupnem načinu. Na spodnji sliki bomo obravnavali štirje natančni upor za nastavitev op ojačevalnika kot diferencialni ojačevalnik. Na oba vhoda se uporabi signal, izmerijo se spremembe na izhodu in ojačevalnik z neskončnim CMRR prav tako ne spremeni nobenega izhoda. Lastne težave tega vezja so, da se razmerje ujema z uporov je pomemben kot CMRR op. 0,1% neusklajenost je med uporovnim parom, rezultat pa bo v CMR 66 dB. Zato bo večina ojačevalnikov imela nizko frekvenco CMR med 80dB in 120Db. V tem vezju je jasno, da je za merjenje CMRR le mejno koristno.

Merjenje razmerja zavrnitve v skupnem načinu

Merjenje razmerja zavrnitve v skupnem načinu

ΔVout = ΔVin / CMRR (1 + R2 / R1)

CMRR brez uporabe natančnih uporov

Naslednje vezje je bolj zapleteno v primerjavi z zgornjim vezjem in lahko meri CMRR brez uporabe natančnega upora. S preklopom napajalne napetosti se spremeni razmerje zavrnitve v običajnem načinu. Pdejanskovezje je mogoče enostavno izvajati in z uporabo istega vezja lahko uporabimo različne napetosti napajanja za merjenje stopnje zavrnitve napajanja.

V naslednjem vezju je napajanje iz op-ojačevalnika + -15 DUT s skupnim napetostnim območjem + -10V. Iz naslednjega vezja mora imeti integrirani ojačevalnik A1 visoko ojačanje, nizko vrednost Vos in nizko vrednost IB, operacijski ojačevalnik pa 097.

CMRR brez uporabe natančnih uporov

CMRR brez uporabe natančnih uporov

V tem članku smo razpravljali o skupnem razmerju zavrnitve (CMRR) in operacijskem ojačevalniku. Upam, da ste z branjem tega članka pridobili nekaj osnovnega znanja o količniku zavrnitve v splošnem načinu. Če imate kakršna koli vprašanja glede tega članka oz o operacijskih ojačevalnih vezjih v inženirstvu vas prosimo, da komentirate v spodnjem poglavju. Tukaj je vprašanje za vas, Kaj je stopnja zavrnitve napajanja ?