运算放大器共模抑制比的测量方法

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1、特别报道SpecialReport测试与测量运算放大器共模抑制比的测量方法MeasuringDC-to-WidebandCMRRforOpAmpsMaximIntegratedProducts公司AlfredoSaab共模抑制比(CMRR)是指差分放比值必须优于最佳大器对同时加到两个输入端上的共模CMRR值。这一比信号的抑制能力。更确切地说，CMRR值决定了所用测试是产生特定输出所需输入的共模电压方法测量CMRR所与产生同样输出所需输入的差分电压能达到的最低要求的比值。同时，CMRR还等于放大器开或称为测量限值。环共模增益与开环

2、差模增益的比值。尽管在反相输入端本文下面所描述的测试方法可快速获加入反馈以稳定待得CMRR与频率关系的曲线图，而且其测器件(DUT)的直测量结果在DC到几十兆赫兹频率范围流工作点，但仍需内都无误差，并可重复测量。要保持信号平衡。图1运算放大器共模响应¥作为一种均测量CMRR所面临的问题衡衰减保证，信号众所周知，共模抑制比(CMRR)的测平衡的要求意味量即困难又费时，原因主要有以下几点：着在每个共模信¥运算放大器的共模开环增益通常号路径上(同相和较小，其共模输出信号通常被器件噪反相输入)，即从声所淹没而很难测量。输入到信号接入¥与

3、前面的问题相反，运算放大器点，必须保持近乎图2简化CMRR测试装置电路的差模开环增益较大，使得输入信号完美的对称性。每难于测量。运算放大器的输入信号必条路径上的对应器件必须完全一样，问题是需要保证稳定的直流工作点，须非常小才能使运算放大器工作在线甚至路径的几何对称性也至关重要。同时还要保证待测器件(DUT)对地输性范围，而且测量在运算放大器的输如果需要测量宽频率范围内CMRR与出电压的任何改变(或对任何供电电压)入端进行，测量仪器很可能会影响运频率的函数关系，那么共模输入信号都只是因为共模信号响应而引起。算放大器的特性。另外，输

4、入噪声也使必须在所需频率范围内保持平衡。这输入信号的测量变得困难。意味着必须保证信号路径上寄生器件(理论依据¥施加在运算放大器上的两个共模电感和电容)的对称性。CMRR测量电差分放大器共模响应，如图1所输入信号必须精确平衡，即加在每个路需要匹配极好的器件，同时在测量示，是指放大器中共模电压Vcm引起的输入上的信号幅度和相位必须完全一时还需精密、可重复的手动调节。差模电压Vcm_diff。根据CMRR的定致。共模信号间的差与信号平均值的¥开发CMRR测量装置时的另一个义，设Vcm_diff为差模下对应的电压：602004.11/下

5、半月www.eepw.com.cn特别报道SpecialReport测试与测量Vout=Vcm_diff×Adiffm=Vcm×1，而这又使DUT的闭环增益也为1。而测试电路Acm对于共模信号，反相输入路径上的衰图3所示的电路是使用一台网络重新组合公式：减比几乎为零(50½串联电阻与电流源分析仪测量运算放大器的CMRR。这一Adiffm/Acm=Vcm/Vcm_diff=108½动态阻抗的比)。电路也可与其它仪器一起配合使用。CMRR(作为增益比)换句话说，受控电流源极高的输网络分析仪具有宽频率范围、输出经显然可得：出阻抗和低输

6、出电容使反相反馈网络过校准以及具有低噪、窄带可选电压CMRR=Vcm/Vcm_diff对于共模信号是透明的。同时，同相输表等功能，因此网络分析仪是测量其中：Acm为共模增益，Adiffm为入端通过一个与反相差模增益，Vcm_diff为共模电压引起的输入阻值相等的小电DUT差分偏移，Vcm为共模电压(测试阻接入共模信号。为信号)。了确保共模信号平后一个方程可使我们更为确切地衡，维持电路对称，在了解CMRR参数的含义，即CMRR与DUT同相输入端连接放大器的增益和频率无关。如式中定一个与负反馈电路完义，CMRR是共模输入电压与其在放

7、大全一样的恒流源(但器输入端感应出的等价差分输入电压保持输入接地)。图3CMRR测试电路原理图(除非另外说明，所有电容的比值。根据这一定义就可以获得一为获得保证稳定均为0.1µF陶瓷电容。所有电阻都为±1%准确度。)种测量CMRR的方法，即利用已知共模性所必需的与频率电压驱动待测器件，测量Vcm_diff，通无关的负反馈(超出过计算比值即可求出CMRR。DUT的频率响应)，受控电流源带宽要工作原理足够大。由于DUT配外部信号发生器提供测试装置所置为单位增益，其输需测试信号(图2)，一个缓冲放大器通出仅包含Vcm_diff偏过两个

8、低值电阻馈送Vcm信号到待测移(由加在输入端的器件(DUT)输入端。一个由DUT输出共模电压Vcm所引驱动的宽带(带宽100MHz)受控电流起)和DUT本身的输图4MAX400运算放大器的CMRR与频率关系曲线源在DUT反相输入端提供所必须的反入噪声。虽然将DU