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运算放大器共模抑制比(CMRR)
三运放共模抑制比电路
运算放大器共模抑制比(CMRR)
如果信号均等施加至运算放大器的两个输入端,使差分输入电压不受影响,则输出也不应受影响。实际上,共模电压的变化会引起输出变化。运算放大器共模抑制比(CMRR)是指共模增益与差模增益的比值。例如,如果Y V的差分输入电压变化产生1 V的输出变化,X V的共模电压变化同样产生1 V的变化,则CMRR为X/Y。共模抑制比以dB表示时,通常指共模抑制(CMR)——注意,半导体行业对使用dB还是比值来表示CMR或CMRR很少有统一说法;
典型的低频CMR值为70 dB至120 dB,但在高频时CMR会变差。除了CMRR数值范围外,许多运算放大器数据手册还提供CMR与频率的关系图表。
来自传感器的信号通常都伴随着很大的共模电压(干扰电压常为共模电压)。一般采用差动输入集成运算放大器来抑制它,但是必须要求外接电阻完全平衡对称、运算放大器具有理想特性。否则,放大器将有共模误差输出,其大小既与外接电阻对称精度有关,又与运算放大器本身的共模抑制能力有关。一般运算放大器共模抑制比可达 愿园凿月,而采用由几个集成运算放大器组成的测量放大电路,共模抑制比可达 120db。
三运放共模抑制比电路
目前广泛应用的三运放高共模抑制比放大电路。它由三个集成运算三运放高共模抑制比放大电路放大器组成,其中 N1、N2为两个性能一致(主要指输入阻抗、共模抑制比和增益)的同相输入通用集成运算放大器,构成平衡对称(或称同相并联型)差动放大输入级,晕猿 构成双端输入单端输出的输出级,用来进一步抑制 N1、N2的共模信号,并适应接地负载的需要。
由输入级电路可写出流过 R0、R1和 R2 的电流 Ir为
由此求得
于是,输入级的输出电压,即运算放大器输出之差为
其差模增益Kd 为
由式可知,当 N1、N2 性能一致时,输入级的差动输出及其差模增益只与差模
输入电压有关,而其共模输出、失调及漂移均在 砸园 两端相互抵消,因此电路具有良好的共
模抑制能力,同时不要求外部电阻匹配。但为了消除 N1、N2 偏置电流等的影响,通常取
R1=R2。另外,这种电路还具有增益调节能力,调节R0可以改变增益而不影响电路的对
称性。
根据共模抑制比定义,可求得输入级的共模抑制比为