공통 모드 제거 비율

전자제품에서 차동증폭기(또는 다른 장치)의 공통모드 제거비(CMR)는 디바이스가 공통모드 신호, 즉 양쪽 입력에 동시에 같은 위상으로 나타나는 신호를 제거하는 능력을 정량화하기 위해 사용되는 메트릭이다.이상적인 차동 증폭기는 무한 CMRR을 갖지만 실제로는 달성할 수 없습니다.강한 전자파 간섭(EMI) 등의 대규모 공통 모드 입력이 존재하는 경우 차동 신호를 증폭해야 할 경우 높은 CMRR이 필요합니다.예를 들어, 사운드 보강이나 녹음에서 균형 잡힌 회선을 통한 오디오 전송이 있습니다.

이론.

차동 앰프는 두 입력에서 전압 $V_{+}$ V $V_{+}$ + {\ $displaystyle V_{+}$ $V_{-}$ V $V_{-}$ - {\ $displaystyle V_{-}}$ 을 $V_{-}$ (를) 측정하여 출력 $V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})$ $V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})$ $V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})$ $V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})$ d $V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})$ ( $V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})$ + - $V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})$ - $V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})$ ) {d - { $displaystyle V_{\mathrm$ {o} } $=A_{\mathrmathrm}$ V_ ${-}(+})$ 를 생성하는 것이 이상적입니다. $A_{\mathrm {d} }$ }}은 $A_{\mathrm {d} }$ (는) 차분 이득입니다 $.$ 그러나 실제 차동 증폭기의 출력은 다음과 같이 설명됩니다.

V_{\mathrm {o}=A_{\mathrm {d}(V_{+}-V_{-})+{\tfrac {1}{2}A_{\mathrm {cm}}(V_{+}+{-})

$A_{\mathrm {cm} }$ 서 c $A_{\mathrm {cm} }$ m {\ $displaystyle A_{\mathrm {cm}}$ 은 $A_{\mathrm {cm} }$ "공통 모드 게인"이며, 일반적으로 차분 게인보다 훨씬 작습니다.

CMRR은 공통 모드 게인에 대한 차분 게인의 거듭제곱의 비율로 정의되며, 이는 양의 데시벨로 측정됩니다(따라서 20 로그 규칙을 사용합니다).

\mathrm {CMR} =\leftfrac {A_{\mathrm {d} }}}}}{A_{\mathrm {cm} }}}}}}}}}}}}}}}}}}=10\log _{10}\leftfrac {A_{\mathram {d}}}}}}}}}}}}{{{\mathright}}}} {A_{\mathram {\mathram {\mathr}}}}}}}B}}=20\log _{10}\leftfrac {A_{\mathrm {d}}}{A_{\mathrm {cm}}}}\right}{\text{d}B}}

차분 게인은 공통 모드 게인을 초과해야 하므로 이는 양의 값이 되며 클수록 좋습니다.

CMR은 측정에 나타나는 공통 모드 신호의 양을 나타내므로 매우 중요한 사양입니다.CMR의 값은 신호 주파수에 따라 달라지는 경우가 많으므로 CMR의 함수로 지정해야 합니다.

송전선상의 ^{[citation needed]}노이즈를 줄이는데 있어서 중요한 경우가 많습니다.예를 들어 노이즈가 많은 환경에서 열전쌍의 저항을 측정할 때 환경의 노이즈가 양쪽 입력 리드선에 오프셋으로 나타나 공통 모드 전압 신호가 됩니다.측정 기기의 CMRR은 오프셋 또는 노이즈에 적용되는 감쇠를 결정합니다.

앰프 설계

CMRR은 연산 증폭기, 차분 증폭기 및 계측 증폭기의 중요한 기능으로 데이터시트에 기재되어 있습니다.CMR은 보통 공통 모드 신호의 주파수에 따라 달라집니다.CMRR은 보통 게인 설정이 높을수록 훨씬 높아집니다.높은 CMRR을 달성하기 위한 열쇠는 일반적으로 신호의 음과 양의 증폭 차이를 최소화하기 위해 매우 정밀하게 일치하는 저항(0.1% 이상)을 사용하는 것입니다.싱글칩 계측 증폭기에는 일반적으로 100dB를 초과하는 CMRR(경우에 따라서는 130dB)를 달성하기 위해 레이저 트리밍된 저항이 있습니다.

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