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1%誤差的電阻對共模抑制比產(chǎn)生的影響有多大

lPCU_elecfans ? 來源:電子發(fā)燒友網(wǎng) ? 作者:鄭薈民 ? 2020-10-31 09:42 ? 次閱讀
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如《放大器共模抑制比(CMRR)參數(shù)評估與電路共模抑制能力實(shí)例分析》中案例,由于電阻誤差導(dǎo)致電路共模抑制能力下降,是使用通用放大器組建差動(dòng)放大電路的常見問題之一。工程師常常疑惑1%誤差的電阻對共模抑制比產(chǎn)生的影響有多大?本篇將詳細(xì)討論,并配合LTspice中蒙特卡洛分析進(jìn)行仿真。

如圖2.44,假定電阻R1~R4是為沒有誤差的電阻,則電路的CMRR值決定于放大器本身。

圖2.44 ADA4077差動(dòng)放大電路

輸出信號為式2-29。

使用ADA4077共模抑制比的典型值150dB代入式2-29,可得誤差與信號占比約為0.0316‰。

將圖2.44中電阻R1~R4的阻值誤差設(shè)定為δ,電路如圖2.53。

圖2.53 含有電阻誤差的差動(dòng)電路

由于δ遠(yuǎn)小于1,故電路的差模增益Ad仍為R2比R1,但是共模增益Ac變化很大。在共模輸入信號Vcm作用下,輸出信號Vo_cm為式2-30。

整理后,可得式2-31。

因此,電路的共模增益Ac為式2-32。

所以電路的共模抑制比為式2-33。

將電阻誤差1%,差模增益100代入式2-33,計(jì)算圖2.53電路的共模抑制比約為2525倍(68dB)。

電路實(shí)際輸出信號為:

可見,由于電阻誤差導(dǎo)致的輸出直流誤差與信號占比約為39.6%,相比ADA4077自身共模抑制比導(dǎo)致的誤差增大12522倍,電路遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能發(fā)揮ADA4077的高共模抑制比優(yōu)勢。所以新一代差動(dòng)放大器內(nèi)部集成了經(jīng)過激光校準(zhǔn)的比例電路進(jìn)行優(yōu)化。

在LTspice中可以使用蒙特卡洛分析電阻影響,如圖1(a)使用ADA4077組建差動(dòng)放大器,增益為-100倍,輸入共模信號為10V,輸入差模信號為10mV,理想情況下輸出信號-1V。

圖1 ADA4077-2電路蒙特卡洛分析

而將電阻R2、R4 設(shè)置為1KΩ±1%,R1、R3設(shè)置為100KΩ±1%時(shí),使用蒙特卡洛分析結(jié)果如圖1(b),在電阻誤差范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生100組電阻數(shù)據(jù),所得到的輸出電壓最大值為-1.332V,最高輸出電壓最小值為-0.673V。

責(zé)任編輯:xj

原文標(biāo)題:差動(dòng)放大電路中電阻誤差對電路共模抑制比的影響與蒙特卡洛分析

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原文標(biāo)題:差動(dòng)放大電路中電阻誤差對電路共模抑制比的影響與蒙特卡洛分析

文章出處:【微信號:elecfans,微信公眾號:電子發(fā)燒友網(wǎng)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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