一文读懂运放共模抑制比（下）

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#硬件工程

本文深入探讨了运放的共模抑制比（CMRR）概念，解释了CMRR如何影响输出电压的变化，并分析了电路中电阻匹配度对CMRR的影响。通过实例展示了电阻失配如何降低电路的CMRR，强调了高精度电阻在高CMRR运放应用中的重要性。提高电路CMRR的关键在于外部电阻的匹配度和运放自身的CMRR。

之前说过，这个输出其实有两个分量组成，即共模电压输出和差模电压输出。我们这里只关心共模电压输出这部分。

经过变换，我们得到第一个公式。

1)第一个公式很明显，就是输出经过差分增益返回到输入与输入相比，这个就是共模抑制的倍数。

2)对于公式（6）我们首先得到运放直接输入端的共模信号，这里用Vpc表示，即正向输入共模信号，并且进一步命名为Vcm。

将Vc的这个等式带入到先前共模分量的公式得到了Voc与Vcm的关系。

好了，这个公式大家眼熟没有？这个比例系数是不是就是正相比例放大器的增益系数（就是上一篇中我们计算的11）。

一文读懂运放共模抑制比（上）

而后面Vcm/CMRR可以被看成什么？失调电压。这里用Vos_cmrr来表示，意思就是因为共模电压引起的输入电压失调。

我们再变化一下，CMRR=Vcm/Vos_cmrr。类似与PSRR，把公式再变一下，即1/CMRR=Vos_cmrr/Vcm。怎么理解这个公式？就是共模电压变化量所引起的输入偏置电压变化量，单位是V/V。这就是共模抑制比。

说到这里，这个输出的直流分量确

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### 集成运算放大器共模抑制比测试电路设计与实现 #### 1. 测试电路概述 为了评估集成运算放大器的共模抑制比（CMRR），需要构建特定的测试电路。该电路旨在施加相同的共模电压到两个输入端，并观察输出的变化情况，从而计算出实际的CMRR性能。 #### 2. 基本测试配置 基本的CMRR测试设置涉及一个双电源供电的差分输入结构，在此框架下连接待测器件(DUT)，即目标运放。通过向DUT两端注入相等幅度但极性相反的小信号源Vcm作为共模成分；同时保持微弱差异量级ΔVin用于体现正常工作条件下的有用信号部分[^1]。 ```circuitikz \begin{circuitikz} % Define nodes and components here... \draw (0,0) node[op amp] (opamp) {}; \node[left=of opamp.-] {$+$}; \node[right=of opamp.out] {Output}; % Common mode voltage source Vcm connected to both inputs equally. \draw (-2,-1) to[R=$R_{in}$,*-*] ++(4,0); \draw (-2,-1) --++(-90:1) node[ground]{}; \draw (2,-1) |- (opamp.+); % Differential input signal ΔVin applied across the two inputs. \draw (-2,1) to[sinusoidal voltage source,label=$V_{cm}+\Delta V_{in}/2$] ++(0,-2); \draw (2,1) to[sinusoidal voltage source,label=$V_{cm}-\Delta V_{in}/2$,invert] ++(0,-2); \draw (2,1) -| (opamp.-); \end{circuitikz} ``` #### 3. 关键参数考量 当实施上述方案时，需注意以下几点： - **电阻匹配度**：确保所有外接反馈网络中的元件具备高度一致性的阻抗特性，因为任何不对称都会降低整体效果并引入额外误差项。 - **频率响应范围**：考虑到不同应用场景可能存在的带宽需求差异，务必验证所选型号在整个操作频谱内均能维持稳定可靠的CMRR表现水平[^2]。 - **温度稳定性**：由于环境因素可能导致内部参数漂移进而影响最终读数准确性，因此建议选用具有良好热补偿机制的产品规格书推荐类型来进行实验研究[^3]。 #### 4. 数据采集方法论 完成硬件组装之后，则进入数据分析阶段。具体做法如下： - 使用高精度直流稳压电源提供稳定的偏置电平给整个链路； - 运用低噪声交流耦合探头配合示波器记录瞬态变化趋势图样； - 利用锁相环技术锁定同步采样时刻点位以减少随机抖动带来的不确定性干扰； - 结合理论模型推导预期值并与实测结果对比分析偏差原因所在。
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