Common Mode Rejection Ratio (cmrr): Berechnungen und praktische Auswirkungen im Op-Ampere-Design

Der Common Mode Rejection Ratio (CMRR) ist ein wichtiger Parameter im Operationsverstärker-Design (Op-Ampere) und zeigt an, ob der Op-Ampere an beiden Eingangsklemmen vorhandene gemeinsame Signale ablehnen kann. Ein höherer CMRR-Wert bedeutet eine bessere Unterdrückung unerwünschter Signale, was zu einer genaueren Verstärkung führt.

CMRR-Verständnis

CMRR wird definiert als das Verhältnis von Differenzverstärkung (Ad) zu Gleichtaktverstärkung (Acm), normalerweise ausgedrückt in Dezibel (dB). Die Formel lautet:

CMRR (dB) = 20 log (Ad / Acm)

In der Praxis stellt eine hohe CMRR sicher, dass der Operationsverstärker Signale, die beiden Eingängen gemeinsam sind, wie Rauschen oder Interferenzen, effektiv ignoriert.

Berechnung der CMRR

Zur Berechnung der CMRR benötigen Sie die Differenzverstärkung und die Gleichtaktverstärkung. Diese werden häufig vom Hersteller bereitgestellt. Wenn nicht, können sie mit Testanordnungen gemessen werden, die bekannte Signale an die Eingänge liefern.

Wenn ein Operationsverstärker beispielsweise eine Differenzverstärkung von 100.000 und eine Gleichtaktverstärkung von 1 hat, beträgt die CMRR in linearer Form 100.000.

CMRR (dB) = 20 log (100.000 / 1) ≈ 100 dB

Praktische Auswirkungen

In realen Anwendungen verbessert eine hohe CMRR die Genauigkeit von Messungen, insbesondere in Sensor- und Messkreisen. Es reduziert die Auswirkungen von Rauschen und Störungen, wodurch sichergestellt wird, dass das Ausgangssignal den differentiellen Eingang genau darstellt.

Konstrukteure streben für die meisten Präzisionsanwendungen Operationsverstärker mit CMRR-Werten über 80 dB an. Faktoren wie Temperatur, Fertigungsvariationen und Schaltungsanordnung können die tatsächliche CMRR in der Praxis beeinflussen.

Schlussfolgerung

Das Verständnis und die Berechnung von CMRR sind für die Gestaltung effektiver Operationsverstärkerschaltungen unerlässlich. Die Auswahl von Komponenten mit geeigneten CMRR-Werten sorgt für eine bessere Rauschunterdrückung und Messgenauigkeit in elektronischen Systemen.