如《放大器共模抑制比（CMRR）參數(shù)評(píng)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(jiàn)問(wèn)題之一。工程師常常疑惑1%誤差的電阻對(duì)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(méi)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(hào)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(hào)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(hào)Vcm作用下，輸出信號(hào)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(hào)為：

可見(jiàn)，由于電阻誤差導(dǎo)致的輸出直流誤差與信號(hào)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(shì)。所以新一代差動(dòng)放大器內(nèi)部集成了經(jīng)過(guò)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(hào)為10V，輸入差模信號(hào)為10mV,理想情況下輸出信號(hào)-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。