为什么外表放大器常常被人们误解呢?图1所示的三运放外表放大器看似为一种简略的结构,由于它运用现已存在了几十年的根本运算放大器(op amp)来取得差动输入信号。运算放大器的输入失调电压差错不难理解。运算放大器开环增益的界说没有改动。运算放大器共模按捺的简略办法自运算放大器年代之初就现已有了。那么,问题出在哪里呢?
图1:三运放外表放大器,其VCM为共模电压,而VDIFF为相同外表放大器的差动输入。
单运算放大器和外表放大器的同享CMR方程式如下:
本方程式中,G相当于体系增益,VCM为相对于接地电压相同施加于体系输入端的改变电压,而VOUT为相对于改变VCM值的体系输出电压改变。
在CMR方面,运算放大器的内部活动很简略,其失调电压改变是仅有的问题。就外表放大器而言,有两个影响器材CMR的要素。第一个也是最重要的要素是,触及第三个放大器(图1,A3)电阻比率的平衡问题。例如,假如R1等于R3,R2等于R4,则抱负情况下的三运放外表放大器CMR为无穷大。可是,咱们仍是要回到实际国际中来,研讨R1、R2、R3 和R4与外表放大器CMR的联系。
详细而言,将R1:R2同R3:R4匹配至关重要。结合A3,这4个电阻从A1和A2的输出减去并增益信号。电阻比之间的错配会在A3输出端构成差错。方程式2在这些电阻联系方面会构成CMR差错:
例如,假如R1、R2、R3和R4挨近相同值,且R3:R4等于R1/R2的1.001,则该0.1%错配会带来外表放大器CMR的下降,从抱负水平降至66dB等级。
依据方程式1,外表放大器CMR随体系增益的添加而添加。这是一个非常好的特性。方程式1可能会激起外表放大器规划人员保证有许多可用增益,可是这种办法存在必定的局限性。A1和A2开环增益差错和噪声。放大器的开环增益等于20log(ΔVOUT/ΔVOS)。跟着A1和A2增益的添加,放大器开环增益失调差错也随之添加。A1和A2的输出振幅改变一般包括电源轨。外表放大器增益更高的情况下,运算放大器的开环增益差错和噪声占主导。经过RSS公式,这些差错下降了更高增益下的外表CMR。因而,您会看到外表放大器的CMR功能值往往会在更高增益时到达最大值。
因而,从CMR视点来看,外表放大器就像是一个在不同体系增益下器材各部分都诱发CMR差错的体系。当您对器材的内部原理进行研讨时,它便不再如此奥秘。您把各个部分都分开来,就会一望而知。