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信号链基础(5)
信号链杂谈 | 2011-03-01 18:30:50    阅读:1452   发布文章


 
在以前的文章中介绍过的差分放大器被认为是理想的运算放大器,也就是说,具有无限大的
共模抑制,实际上,运算放大器的共模抑制没有这么完美。这一指标被称为共模抑制(CMR)
或者共模抑制比(CMRR)。
 
为了了解 CMR与 CMRR之间的差异,要参见图 1所示电路。
 
 
 
 
1:具有增益为 100的差分放大器。
 
在此,Vcm是共模电压,Vdm1和 Vdm2是差模电压。该电路的用途就是放大差模电压(Vdm1
+ Vdm2)而抑制共模电压。
 
利用以前文章(第三部分,链接)中的电阻数值的变化,现在就得到一个增益级。传输函数为:
 
 
 
 
 
因为 CMR由运放输入级器件的匹配程度决定,在具有比率匹配电阻的电路中,CMR的数
值也依赖于电路的增益。为了归一化增益,或者把读数提交至输入,CMRR被定义为:
 
 
这两个术语通常被表示为 dB。CMRR变为:
 
 
 
尽管基本的差分放大器是有用的,它存在两个弱点,一是输入阻抗比较低;二是改变增益需
要改变两个匹配电阻。
 
为了解决输入阻抗的问题,在差分放大器的输入要增加两个缓冲放大器,如图 2所示。
 
 
2:输入缓冲级。
 
这一配置提供具有增益的高输入阻抗且 CMRR由输出级电阻设置。在输入运放周围增加匹
配电阻可以把增益设置放在前端实现。
 
 
3:经典的运放仪表放大器。
 
 
一般来说,这种情形下增益表达式变为:
 
 
对于图 3中电路,这被简化为:

 
 
增加这一前端就给予了高输入阻抗、单电阻增益设置的性能,并可以输出级电阻比率匹配方
式调节 CMRR。在 IC制造中,调节电阻的比率比调整电阻的绝对值要容易。
 
 

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