若您是運(yùn)算放大器，您可能從未想過接納儀表放大器（INA）。這是因?yàn)樵陉P(guān)鍵應(yīng)用中，如電流感應(yīng)和傳感器信號(hào)調(diào)理，INA的功能更強(qiáng)大、性能更佳。INA也無(wú)需太多的外部援助，他們不會(huì)開環(huán)運(yùn)行。但是，與運(yùn)算放大器相比，它們并非具有多功能，通常更昂貴，所以不要放棄希望。

INA的一個(gè)關(guān)鍵功能是在存在大的共模電壓和直流電位的情況下調(diào)節(jié)小差分信號(hào)。INA的設(shè)計(jì)旨在抑制共模電壓（VCM），只能增益或調(diào)節(jié)差分電壓（VDIFF）。通過共模電壓傳遞給輸出的誤差由共模抑制比（CMRR）規(guī)范確定。圖1定義了INA的共模電壓，并顯示了改變共模電壓可能導(dǎo)致的參考輸入誤差電壓。

INA是輸入上具有高阻抗緩沖器的差分或減法器放大器的本質(zhì)派生產(chǎn)品。因此當(dāng)我們談?wù)揑NA的時(shí)候，最好從差分放大器開始。如圖2所示，差分放大器應(yīng)僅放大差模信號(hào)，并抑制共模信號(hào)。對(duì)于帶有完美平衡電阻的理想放大器，這果真如此。實(shí)際應(yīng)用不僅要考慮放大器的共模抑制，還要考慮與電阻不匹配的誤差。

電阻匹配非常重要。在上圖中，R2與R1的匹配是差分放大器的CMRR的主要因素。下表所示為不同公差電阻的差分放大器的潛在最壞情況CMRR。激光微調(diào)單片差分放大器和INA，如INA149和INA826，實(shí)現(xiàn)了大于0.01%的匹配度。若您像我一樣熱衷于數(shù)據(jù)，并且想要考慮電阻值和公差，以查看對(duì)CMRR的影響，請(qǐng)參閱此鏈接中的電子表格。

電阻容差最差情況（6s）

CMRR

1%34dB

0.50%40dB

0.10%54dB

0.01%74dB

表1：差分放大器電阻匹配的最差情況（6σ）CMRR

對(duì)于像INA128這樣的普通3運(yùn)算放大器INA（參見圖3），輸入放大器也有助于CMRR，但輸出級(jí)差分放大器上的電阻匹配通常主導(dǎo)該規(guī)范。除了高阻抗輸入外，還可以在第一級(jí)增益差分信號(hào)，并減少CMRR誤差的影響。

那么現(xiàn)在我們知道CMRR有什么影響呢？

CMRR在您嘗試對(duì)大共模電壓下存在的小差分信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的應(yīng)用或在每個(gè)端子上存在通用噪聲（如50/60 Hz電源線噪聲）的嘈雜環(huán)境中非常重要。若您不選擇適用于您的應(yīng)用的零件，CMRR錯(cuò)誤可能會(huì)影響您的測(cè)量結(jié)果。示例應(yīng)用包括電流感測(cè)或傳感器信號(hào)調(diào)理（見圖3）。

CMRR也將隨著INA的頻率而變化，類似于運(yùn)算放大器。

附件供參考： http://www.deyisupport.com/cfs-file.ashx/__key/communityserver-blogs-components-weblogfiles/00-00-00-00-73/4010.Diff-Amp-CMRR.xlsx

請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注我的下一個(gè)博客，了解CMRR如何變化，以及儀表放大器的特殊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。本系列第一篇的博客可通過以下鏈接前往查看，感謝閱讀！

您需要知道的CMRR——運(yùn)算放大器（第1部分）

審核編輯：何安