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怎么计算单纯由运放的CMRR引起的共模电压输出?假设电阻为绝对无差别电阻。

avatar Xue Chen1 提问时间: 2023-10-07 16:20:52 / 已解决
Other Parts Discussed in Thread: OPA192

各位大神,

假设R1~R4都是理想5K的电阻,运放的CMRR为130dB,那么由此运放CMRR带来的共模输出电压怎么算呢?原理图如下:

16个回答
  • avatar user151383853
    回答时间: 2023-10-07 16:39:10

    CMRR 定义是差分增益与共模增益的比率。共模输入电压影响输入差分对的偏置点。由于输入电路中固有的不匹配,改变偏置点会改变输入失调电压(VOS),从而改变输出电压。

     对于 3V 的共模电压, 除以 130db, 相当于 1uV 的 VOS

  • avatar Amy Luo
    回答时间: 2023-10-07 17:09:23

    您好,

    输入共模电压会引起输入失调电压,而输入失调电压会引起输出误差,共模抑制比对输出的影响可以参考:e2echina.ti.com/.../415533

  • avatar Xue Chen1
    回答时间: 2023-10-07 17:30:04

    谢谢回复,我原来回复的图有误,现在重新修改了。图一 和 图二 的电阻都是理想无偏差的电阻,单纯考虑运放的CMRR,Vout共模输出分别是怎么算的?

    图一:

    图二:

  • avatar Xue Chen1
    回答时间: 2023-10-07 18:02:07

    谢谢高手回复,如果其中的一个3V输入,改成1V呢?应该是多少?

  • avatar Amy Luo
    回答时间: 2023-10-07 18:26:39

    多输入信号,可以使用叠加定理计算每一路信号的输出,然后再相加。

  • avatar Xue Chen1
    回答时间: 2023-10-07 18:44:57

    我参考了你推荐的文章,不知道理解得对不对,我就用我理解的算一下图一和图二。

    对于图一:运放的正向输入端电压Vp=0.429V,因为反相端理想和正端一样,所以此电路的共模输入电压为(0.429V+0.429V)/2=0.429V。从而此电路共模输入带来的共模输出为0.429V/130dB*(1+15K/2.5K)=0.95uV。

    对于图二:运放的正向输入端电压Vp=3V,因为反相端理想和正端一样,所以此电路的共模输入电压为(3V+3V)/2=3V,从而此电路共模输入带来的共模输出为3/130dB*(1+15K/2.5K)=6.6uV。

    不知道我这样算,对不对?

  • avatar Amy Luo
    回答时间: 2023-10-07 19:08:56

    我是这样理解的:图1中OPA192的同向端和反向端电压都为1.5V,即OPA192的共模输入电压为1.5V。OPA192的CMRR典型值为140dB,转换为比率为0.1uV/V,那么Vos_CMRR为0.1uV/V*1.5V=0.15uV。

  • avatar Kailyn Chen
    回答时间: 2023-10-07 19:40:04

    按照文章中的计算方法先将130dB转化为比率,130dB的话计算出来的比例为0.316uV/V。 那么如果输入信号的共模电压为0.429V的话,输入误差为0.429V* 0.316uV=0.136uV。Gain= 1+15K/2.5K=7, 因此转化为输出误差为0.316*(1+15K/2.5K)=2.212uV。

  • avatar Xue Chen1
    回答时间: 2023-10-07 20:11:56

    最后的 “0.316*(1+15K/2.5K)=2.212uV” 不是应该 Vos_cmr*放大倍数 吗?那应该是0.136uV*7=0.95uV才对啊?

  • avatar Xue Chen1
    回答时间: 2023-10-07 20:38:29

    图一中,经过计算,运放的正端输入电压应该是0.429V吧?没明白你说的1.5V怎么算的啊?

  • avatar Kailyn Chen
    回答时间: 2023-10-07 21:10:10

    130dB算下来的比率是0.316uV,不是0.136uV哦,乘以增益7之后为2.212uV :)。

    另外,图一中的R2和R4 阻值是不是相等的?这样的话3V 分压得到的正向输入端电压为1.5V。

  • avatar Kailyn Chen
    回答时间: 2023-10-07 21:32:41

    130dB算下来的比率是0.316uV,不是0.136uV哦,乘以增益7之后为2.212uV :)。

    另外,图一中的R2和R4 阻值是不是相等的?这样的话3V 分压得到的正向输入端电压为1.5V。

  • avatar Xue Chen1
    回答时间: 2023-10-07 21:55:56

    不好意思,我说的图一是下面这个图,电阻和电压也如图所示:

    假如运放的CMRR为130dB,那么共模电压失调是0.429V * 0.316uV/V =0.136uV ,那么最终共模输出Vout 不是应该 0.136uV * 7=0.95uV吗? 如果用0.316uV*7 ,意义不是还没有算上共模输入电压吗?

  • avatar Xue Chen1
    回答时间: 2023-10-07 22:21:23

    噢,我大概明白了,你说的应该是针对下面这个图的计算,

    如果是这样,我的想法是对的,谢谢大神答疑。

  • avatar Amy Luo
    回答时间: 2023-10-07 22:48:18

    应该的,别客气。

    是的,我上面计算的是U1A运放的值。

  • avatar Kailyn Chen
    回答时间: 2023-10-07 23:18:20

    不好意思,0.429V共模输入的话,输入误差为0.136uV,因此输出误差为0.136×7=0.95uV 哈,不是0.316uV,0.316是130dB转化的比率。

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