為什么我的 INA CMRR 不隨增益變化?

發(fā)布時(shí)間:2015-12-14 13:19    發(fā)布者:designapp
關(guān)鍵詞: INA , CMRR
大多數 INA 器件的 CMRR 與 PSRR 性能會(huì )隨增益變化。但少數 INA 的 CMRR 不隨增益變化而變化該怎么辦呢?

圖 1 是低功耗、單電源INA331的 CMRR 與頻率的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)比較圖,其表現如下所示。



圖1:INA331的CMRR 與頻率比較

盡管 CMRR 可通過(guò)下列公式 1 計算,但公式 2 是 CMRR 的學(xué)術(shù)定義,其中 Adm是差分增益,Acm是共模增益。



包括 INA 在內的差分放大器不僅要抑制共模信號,而且還要放大差分信號。因此,根據公式 2 可知,增大 Adm將提高 CMRR。36V、低功耗、軌至軌輸出 (RRO)INA826具有這種表現,如圖 2 所示。



圖2:INA826的 CMRR

那為什么改變器件增益時(shí),INA331和INA826會(huì )有不同的表現呢?

圖 3 是器件的簡(jiǎn)化原理圖。它們都有三個(gè)運算放大器,差分輸入和單端輸出,增益使用外部電阻器設置。



圖3:INA826(左)與INA331(右)

甚至增益公式(公式 3 和公式 4 所示)看上去也很相似。



檢查兩個(gè)器件的輸入與輸出級,我們可得出答案。

圖 4 是INA826的輸入 (A1-A2) 與輸出 (A3) 級。輸出級增益因集成型電阻器而固定,RG決定器件的整體增益。輸入級是差分輸入,因此 RG可控制器件的差分增益。所以在器件增益發(fā)生變化時(shí),CMRR 性能會(huì )隨之改變。



圖4:INA826的簡(jiǎn)化原理圖

圖 5 是INA331的輸出級 (A3)。R1和 R2是外部電阻器,其可根據公式 4 設定器件的增益。注意,輸出級是單端輸出。



圖5:INA331輸出級,外部電阻器

圖 6 是重新繪制的INA331輸入級 (A1-A2)。公式 5 是圖 6 中電路的轉換函數。INA331的輸入級可執行三種功能。它可將差分輸入轉換成單端信號,可應用差分增益,并可添加參考電壓。

該級中的所有電阻器都在器件內部。因此,INA331的差分增益由 Rf與 Rg的比值決定!



圖6:INA331輸入級,所有電阻器為內部



總之,盡管 R1和 R2可改變INA331的增益,但它們無(wú)法改變差分增益。輸入級的集成型電阻器決定著(zhù)差分增益。這就是為什么器件 CMRR 不隨增益變化而變化的原因所在!

其它具有相同表現的 INA 器件還包括單電源、低功耗 CMOSINA321、INA322以及INA332。

因此,下次您在改變 INA 增益時(shí),請務(wù)必弄清楚您要改變哪個(gè)增益……,CMRR 取決于此!
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