CMRR的影響

通常運(yùn)放datesheet手冊(cè)中所給出的CMRR值，是一個(gè)直流參數(shù)。它的好壞，會(huì)影響運(yùn)放輸出誤差的大小。即CMRR越小，則運(yùn)放對(duì)輸入端共模電壓所引起的輸出誤差抑制能力越差。

下表是OPA177的datasheet中標(biāo)出的共模抑制比CMRR，注意表中標(biāo)定的值是指在輸入共模電壓范圍內(nèi)的直流共模抑制比，它的最小值為130dB，可以看出是非常高的值。

比如當(dāng)共模電壓為5V時(shí)，這個(gè)由共模電壓所產(chǎn)生的輸入失調(diào)電壓Vos_cmrr為1.58uV。計(jì)算過程如下：

已知CMRR=130dB，則-20log(⊿Vos/⊿Vcm)=130；

即⊿Vos/⊿Vcm=3.16*10^-7 V/V，⊿Vos=5V*3.16*10^-7 V/V=1.58uV

由上述可知，由共模電壓所產(chǎn)生的輸入失調(diào)電壓Vos_cmrr為1.58uV，可以看出來CMRR=130dB還是很讓人滿足的。但是是否在任何情況下都可以保持CMRR都保持不變呢？答案是否定的。

實(shí)際上，運(yùn)放的CMRR是隨頻率的增加而降低。Datasheet中通常會(huì)給出一個(gè)曲線圖來表示這一變化。如下圖所示為運(yùn)放LM7171的CMRRvsFrequency曲線，可以看出頻率在<100kHz時(shí)，都可以保持CMRR不變，即當(dāng)運(yùn)放的輸入信號(hào)頻率＜100kHz時(shí)，運(yùn)放都具有很高的共模電壓抑制能力。

下面再給出運(yùn)放OPA177的CMRRvsFrequency曲線，可以看出CMRR隨頻率的增加而急劇下降。在頻率為1kHz時(shí)，CMRR≈100dB。

我們可以計(jì)算一下這一特性的影響，如下圖所示，當(dāng)共模信號(hào)為一個(gè)20Vpp@1KHz的正弦信號(hào)時(shí)，它引入的輸入失調(diào)電壓將是Vos_CMRR_AC=200uV@1kHz。對(duì)于Gain=2的放大電路，它的輸出誤差信號(hào)將為 400uV@1kHz。

如果共模信號(hào)頻率繼續(xù)增加的話，那么由共模信號(hào)引入的輸入失調(diào)電壓還會(huì)繼續(xù)增大，相應(yīng)的輸出電壓誤差也會(huì)繼續(xù)增加，所以在選擇運(yùn)放時(shí)，要保證運(yùn)放在其輸入的共模信號(hào)頻率下具有很大的CMRR。

有一點(diǎn)需要引起注意，對(duì)于反向比例放大電路，它的同相輸入端是接入到地的，由于“虛短”。此時(shí)運(yùn)放的共模信號(hào)將為0，并且不隨信號(hào)的變化而改變。因此共模信號(hào)引起的誤差很小。即可以通過反向放大電路來減小共模電壓的干擾！

而對(duì)于同向比例放大電路，如下圖，它的同向端是接是接的信號(hào)，由于“虛短”。此放運(yùn)放的共模電壓就是信號(hào)的電壓。如果信號(hào)本身是一個(gè)頻率很高的信號(hào)，幅值也很大。那么由這個(gè)信號(hào)引 入的Vos_CMRR_AC值必會(huì)非常大。此時(shí)應(yīng)選用在信號(hào)頻率上 CMRR依然很高的運(yùn)放。