硬件面试难题:差分电路的共模抑制比只看运放标准书中的参数就够了吗?
Part 01。
前语。
在之前的两篇文章中咱们介绍了运放的要害特性。参数。共模按捺比,以及怎么规划并核算差分扩大电路,差分扩大电路的特色便是它能够有用扩大两个输入。信号。的差值,一起能够有用按捺共模噪声对运放输出的影响,留意咱们的用词是按捺,你要理解的是即使是差分电路也无法彻底躲避共模输入搅扰对输出的影响,只能尽或许下降影响,所以在差分扩大电路中咱们依然需求评价共模输入搅扰对输出的影响,那么怎么评价呢?信任咱们的答案都是根据共模按捺比去评价。
那么问题来了?怎么得到差分扩大电路的按捺比呢?是不是翻开。运算扩大器。的。标准。书看看标准书中的共模按捺比参数就够了?答案当然没有这么简略。
今日这篇文章咱们就介绍一下,怎么核算差分电路的共模按捺比,差分电路中有哪些因素会影响共模按捺比?定论或许会让你大吃一惊。
Part 02。
差分扩大电路的CMRR核算。
首要咱们推导一下差分电路的CMRR,以上一篇文章咱们剖析的差分扩大电路为例:
共模按捺比CMRR界说为差模增益。Ad。与共模增益。Ac。m的比值,所以要想得到差分扩大电路的CMRR,咱们需求别离核算出差模增益Ad与共模增益Acm才行。 1.差模增益Ad推导。当输入信号为差模信号时,等效电路如下,详细的推导进程能够参考上一篇文章,能够得到Ad: Ad=Vout/Vdiff。
2.共模增益Acm推导:Acm=Vout/Vcm。
3.CMRR推导:CMRR=Ad/Acm。
抱负情况下,当R1=R3,R2=R4时,能够看到分母为0,CMRR为无穷大,可是实践的。电阻。是有差错的,所以即使咱们挑选的R1=R3,R2=R4,但实践上R1≠R3,R2≠R4,所以CMRR不会是无穷大,那么问题来了,电阻的精度对CMRR的影响有多大呢?
Part 03。
电阻精度对CMRR的影响评价。
咱们假定电阻的精度为t,从而能够推导出考虑电阻误差后的CMRR:
当电阻精度为5%时,电路的共模按捺比为:23.5dB。
当电阻精度为1%时,电路的共模按捺比为:37.5dB。
当电阻精度为0.1%时,电路的共模按捺比为:57.5dB。
Part 04。
总结。
经过以上剖析可知,差分扩大电路的共模按捺比只看运放的标准书是不行的,而是和外围电阻的精度有关,单看标准书中的CMRR或许高达100多dB,可是考虑外围电路的电阻精度后或许只要20多dB,此刻共模电压关于输出的精度影响或许就无法疏忽了,而且选用5%精度和0.1%精度的电阻对共模按捺比(单位为dB)的影响直接翻倍了。 而输入端偏移:偏移电压=Vcm/CMRR(单位为V/V) CMRR=20dB ->Vcm/Vos=10V/V CMRR=40dB ->Vcm/Vos=100V/V。
这意味着选用选用5%精度和0.1%精度的电阻,共模电压在运放输入端发生的偏移电压差了100倍之多,所以规划差分扩大电路无比要考虑电阻精度对CMRR的影响。
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