ה- CMRR (יחס דחיית מצב משותף) הוא המפרט החשוב ביותר והוא מציין את מידת אותות המצב המשותף. הערך של ה- CMMR תלוי לעתים קרובות בתדר האות ויש לציין את הפונקציה. הפונקציה של ה- CMMR משמשת במיוחד להפחתת הרעש בקווי ההולכה. לדוגמא, כאשר אנו מודדים את ההתנגדות של צמד תרמי בסביבה הרועשת הרעש מהסביבה נראה כקיזוז בשני מובילי הכניסה והופך אותו כאות מתח נפוץ. מכשיר CMRR קובע את ההחלשה המופעלת על הרעש.
מהו CMRR?
ה- CMRR ב מגבר תפעולי הוא יחס דחייה נפוץ. באופן כללי, מגבר ה- op כשני מסופי קלט שהם מסופים חיוביים ושליליים ושני הקלטים מוחלים באותה נקודה. זה ייתן אותות קוטביות הפוכים ביציאה. מכאן שהמתח החיובי והשלילי של המסופים יתבטל והוא ייתן את מתח המוצא המתקבל. למגבר האופציה האידיאלי יהיה CMRR אינסופי ועם רווח דיפרנציאלי סופי ואפס רווח במצב משותף.
יחס דחייה במצב נפוץ
CMMR = רווח במצב דיפרנציאלי / רווח במצב משותף
נוסחת יחס דחייה במצב משותף
יחס דחיית המצב המשותף נוצר על ידי שתי הכניסות אשר יהיו בעלות סימן זהה למתח DC. אם אנו מניחים שמתח כניסה אחד הוא 8V והשני 9V כאן 8V הוא נפוץ ויש לחשב את מתח הכניסה באמצעות המשוואה של V + - V-. מכאן שהתוצאה תהיה 1v אך למתח DC המשותף בין שתי הכניסות יש רווח שאינו אפס.
רווח ההפרש Ad מגדיל את ההפרש בין שני מתח הכניסה. אך רווח המצב המשותף Ac מגדיל את מתח המתח DC המשותף בין שתי הכניסות. היחס בין שני רווחים אמור להיות כיחס לדחיית מצב נפוץ. ערך הפורמט הוא ב- dB. הנוסחה של יחס דחיית מצב משותף מחושבת על ידי המשוואה הבאה.
CMRR = 20log | Ao / Ac | dB
יחס דחיית ספק כוח
ספק הכוח יחס הדחייה מוגדר כשינויים במתח הקיזוז הקלט ליחידת שינויים במתח האספקה DC. ספק הכוח מחושב גם בפורמט dB. המשוואה המתמטית של יחס דחיית ספק כוח מובא להלן.
PSRR = 20log | ΔVDc / ΔVio | dB
מנת דחייה במצב נפוץ של מגבר אופ
יחס דחיית המצב הנפוץ הוא a מגבר דיפרנציאלי ומגברי ה- OP מוגברים באמצעות הקלט הדיפרנציאלי. מכאן שניתן להחיל את יחס ה- CMMR על המגבר התפעולי. על ידי שימוש במצב של יחס דחיית מצב משותף, כלומר כאשר לשני הקלט של המגבר יש מתחים זהים, אז הפלט של המגבר צריך להיות אפס או שהמגבר צריך לדחות את האות. התמונה הבאה מציגה את המגבר של MCP601 ביחס דחיית מצב משותף.
מנת דחייה במצב נפוץ של מגבר אופ
שגיאת קיזוז של CMRR של Op-Amp
ה- CMRR יכול לבנות מתח אופסט מקביל במגברי אופ מוגדרים במגבר הלא-הפוך שמוצג באיור שלהלן. במגבר ההפעלה שאינו הפוך תהיה כמות קטנה של שגיאת CMRR מכיוון ששני הקלטים מחוברים לקרקע, אין נוכחות של מתח דינמי CM.
שגיאת קיזוז של CMRR של מגבר ה- op
שגיאה (RTI) = Vcm / CMRR = Vin / CMRR
קמרון = [1 + R2 / R1] [Vin + Vin / CMRR]
שגיאה (RTO) = [1 + R2 / R1] [Vin / CMRR]
מדידת יחס דחייה במצב משותף
ישנן דרכים שונות למדוד את יחס דחיית המצב הנפוץ. באיור שלהלן נדון בארבעת הנגדים המדויקים להגדרת מגבר ה- op כמגבר דיפרנציאלי. אות מוחל על שתי הכניסות, שינויים בפלט נמדדים ומגבר עם CMRR אינסופי גם אין שינויים בפלט. הקשיים הטבועים במעגל זה הם שהיחס תואם הנגדים חשוב כ- CMRR של מגבר ה- op. חוסר ההתאמה של 0.1% הוא בין זוג הנגדים והתוצאה תהיה ב- CMR של 66 dB. מכאן שרוב המגברים יהיו בעלי תדירות נמוכה של CMR בין 80dB ל- 120Db. במעגל זה, ברור כי יש שימוש שימושי רק למדידת ה- CMRR.
מדידת יחס דחייה במצב משותף
ΔVout = ΔVin / CMRR (1 + R2 / R1)
CMRR ללא שימוש בנגדי דיוק
המעגל הבא מסובך יותר על ידי השוואה עם המעגל הנ'ל והוא יכול למדוד את ה- CMRR על ידי שימוש בנגד דיוק. על ידי החלפת מתח אספקת החשמל משתנה יחס דחיית המצב הנפוץ. פמבחינה רקטואלית,ניתן ליישם את המעגל בקלות ובאמצעות אותו מעגל אנו יכולים להחיל מתח אספקת חשמל שונה למדידת יחס דחיית ספק הכוח.
במעגל הבא, ספק הכוח הוא ממגבר DUT + -15 עם טווח המתח במצב משותף של + -10V. מהמעגל הבא, המגבר המשולב A1 צריך להיות בעל רווח גבוה, נמוך Vos ו- IB נמוך ומגבר ה- OP הוא 097 מכשירים.
CMRR ללא שימוש בנגדי דיוק
במאמר זה דנו ביחס לדחיית מצב משותף (CMRR) ובמגבר התפעולי. אני מקווה שקראתי מאמר זה צברת קצת ידע בסיסי אודות מגבר ההפעלה של יחס דחיית מצב נפוץ. אם יש לך שאלות לגבי מאמר זה או על מעגלי המגברים התפעוליים בהנדסה אנא אל תהסס להגיב בסעיף שלהלן. הנה השאלה בשבילך, מהו יחס דחיית אספקת החשמל ?
