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关于运放的共模抑制比

(2015-10-21 09:10:20)
标签:

cmrr

分类: 运放

 

共模抑制比(英语common-mode rejection ratio, CMRR)是模拟电路差分放大器(或者其他电子器件)的一个用于衡量其抑制两端输入信号共模部分的一个参数。在实际应用中,例如,当有用信号为低电压信号且叠加在一个可能较高的电压补偿,或者是相关信息表示为两个信号的差值时,较高的共模抑制比就十分重要。

 

共模抑制比定义为当运放工作于线性区时,运放的差模增益与共模增益之比值。共模抑制比是一个极为重要的指标,它表示了抑制差模输入时的共模干扰信号能力。由于共模抑制比很大,大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或更多,用数值直接表示不方便比较,所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的共模抑制比在80~120dB之间。

 
 

差模信号电压放大倍数Aud越大,共模信号电压放大倍数Auc越小,则CMRR越大。此时差分放大电路抑制共模信号的 能力越强,放大器的 性能越优良。当差动放大电路完全对称,共模信号电压放大倍数Auc=0,则共模抑制比CMRR→∞,这是理想情况,实际上电路完全对称是不存在的 ,共模抑制比也不可能趋于无穷大。

 

 

举例说明:

                 http://s10/mw690/006fZ0xTgy6Wn0ubmfD69&690

 

 http://s2/mw690/006fZ0xTgy6Wn1Mnluh91&690

 

 

放大倍率为1,但如果每个电阻使用0.5%的电阻,Matlab计算结果最坏的情况下:

r1 = 10000;

r2 = 10000;

r3 = 10000;

r4 = 10000;

alpha = 0.5 / 100;

 

CMmax = -1000;

CMmin = 1000;

Dmax = -1000;

Dmin = 1000;

Kcmrmax = -100000;

Kcmrmin = 100000;

for rr1=[r1*(1-alpha) r1 r1 * (1+alpha)]

    for rr2=[r2*(1-alpha) r2 r2 * (1+alpha)]

        for rr3=[r3*(1-alpha) r3 r3 * (1+alpha)]

            for rr4=[r4*(1-alpha) r4 r4*(1+alpha)]

                Cratio = (rr3 * rr2 - rr1 * rr4) / (rr1 + rr3) / rr2;

                Dratio = (rr3 * rr2 + rr3 * rr4) / (rr1 + rr3) / rr2;

                Kcmr = 20 * log10(abs(Dratio/Cratio));

                if (Cratio > CMmax)

                    CMmax = Cratio;

                end

                if (Cratio < CMmin)

                    CMmin = Cratio;

                end

                if (Dratio > Dmax)

                    Dmax = Dratio;

                end

                if (Dratio < Dmin)

                    Dmin = Dratio;

                end

                if (Kcmr > Kcmrmax)

                    Kcmrmax = Kcmr;

                end

                if (Kcmr < Kcmrmin)

                    Kcmrmin = Kcmr;

                end

            end

        end

    end

end

CMmax,CMmin,Dmax,Dmin, Kcmrmax, Kcmrmin

 

计算结果:

CMmax = 0.0100

CMmin = -0.0101

Dmax = 1.0101

Dmin = 0.9900

Kcmrmax = Inf  (无穷大)

Kcmrmin = 39.9565 dB

 

最差的情况下,如果有1V的共模,将在输出端最大产生10mV (或-10mV) 的电压。

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