Common-mode avvisningsförhållande

Inom elektronik är common mode rejection ratio ( CMRR ) för en differentialförstärkare (eller annan enhet) ett mått som används för att kvantifiera enhetens förmåga att avvisa common-mode signaler , dvs de som visas samtidigt och i fas på båda ingångarna . En idealisk differentialförstärkare skulle ha oändlig CMRR, men detta är inte möjligt i praktiken. En hög CMRR krävs när en differentialsignal måste förstärkas i närvaro av en möjligen stor common-mode-ingång, såsom stark elektromagnetisk interferens (EMI). Ett exempel är ljudöverföring över balanserad linje vid ljudförstärkning eller inspelning .

Teori

Idealiskt tar en differentialförstärkare spänningarna $V_{+}$ och $V_{-}$ på sina två ingångar och producerar en utspänning ${\displaystyle V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})} , där A d {\displaystyle A_{\mathrm {$ d $}$ är den differentiella vinsten. Utgången från en riktig differentialförstärkare beskrivs dock bättre som:

V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+} -V_{-})+{\tfrac {1}{2}}A_{\mathrm {cm} }(V_{+}+V_{-})

där $A_{\mathrm {cm} }$ är "common-mode gain", som vanligtvis är mycket mindre än differentialförstärkningen .

CMRR definieras som förhållandet mellan effekterna för differentialförstärkningen över common-mode-förstärkningen, mätt i positiva decibel (därmed med hjälp av 20 log-regeln ):

\mathrm {CMRR } =\left({\frac {A_{\mathrm {d} }}{|A_{\mathrm {cm} }|}}\right)=10\log _{10}\left({\frac {A_ {\mathrm {d} }}{A_{\mathrm {cm} }}}\right)^{2}{\text{dB}}=20\log _{10}\left({\frac {A_{ \mathrm {d} }}{|A_{\mathrm {cm} }|}}\right){\text{dB}}

Eftersom differentialförstärkningen bör överstiga common-mode-förstärkningen, kommer detta att vara ett positivt tal, och ju högre desto bättre.

CMRR är en mycket viktig specifikation, eftersom den indikerar hur mycket av common-mode-signalen som kommer att visas i din mätning. Värdet på CMRR beror ofta också på signalfrekvensen och måste specificeras som en funktion därav.

Det är ofta viktigt för att minska buller på transmissionsledningar. ^{[ citat behövs ]} Till exempel, när man mäter resistansen hos ett termoelement i en bullrig miljö, uppträder bruset från omgivningen som en offset på båda ingångsledningarna, vilket gör det till en spänningssignal i common-mode . CMRR för mätinstrumentet bestämmer dämpningen som appliceras på offset eller brus.

Förstärkardesign

CMRR är en viktig egenskap hos operationsförstärkare, differensförstärkare och instrumenteringsförstärkare, och kan hittas i databladet. CMRR varierar ofta beroende på frekvensen för common-mode-signalen. CMRR är ofta mycket högre vid högre förstärkningsinställningar. Nyckeln till att uppnå en hög CMRR är vanligtvis användningen av mycket exakt matchade motstånd (bättre än 0,1%) för att minimera eventuella skillnader i förstärkningen av de negativa och positiva sidorna av signalen. Enkelchipsinstrumenteringsförstärkare har vanligtvis lasertrimmade resistorer för att uppnå en CMRR på över 100 dB, ibland till och med 130 dB.

Se även

externa länkar

Powerpoint-presentation på ljudkontakter