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仿效帮主来一个:运算放大器的共模增益问题 |
| 作者：iQanalog 栏目：模拟技术 |
| 仿效帮主来一个:运算放大器的共模增益问题 仿效帮主来一个：运算放大器的共模增益问题分析 编辑这个文件，共花去2个多小时，因为画图。 这个问题可能是人们学习时容易忽略的，甚至根本没注意到有这样的问题----不是说运算放大器有共模抑制功能吗？！实际上并不是这样的，普通接法的运算放大器并“不能”进行有效共模电压抑制，要解决共模电压抑制的问题，必须使用仪表放大器或差分放大器。 如图，对于有共模电压输入的放大器，如果将R1接地，则放大器成为一个输入电压为Vi=VCM的同相放大器。这样，其输出电压为： VOUT1=（1+R2/R1）VCM…………………………………………………………(1) 同理，将放大器的同相端接地，则放大器成为一个输入电压为的反相放大器。这时其输出电压为： VOUT2=(-R2/R1)VCM………………………………………………………………(2) 这样，总的共模输出电压为： VOUT=VOUT1+VOUT2=(-R2/R1)VCM+（1+R2/R1）VCM=VCM……………………………(3) 可见，运算放大器的共模增益为1。这个结果相当于共模电压直接在输出出现，不增加也不减少，----放大器没有对它进行抑制。如果总的结果是产生抑制了，那么，只是因为信号放大倍数大于1的前提下才有这样的结果。如果放大倍数小于1，还相当于共模电压增加了呢! ****************  *****************************注：所使用的附图见高光天审校的《仪表放大器应用工程师指南 第二版(A DESIGNER’S GUIDE TO INSTRUMENTATION AMPLIFIERS 2ND Edition)》中译本。译文中作出的解释说明如下 (红色字体的一段话比较难理解一点，写得也不太显眼，有可能被人不可思索地忽略而过，也正因如此，才编写了这个帖子。) ： 运算放大器与仪表放大器的CMR比较 运算放大器、仪表放大器和差分放大器都可以提供CMR。然而，仪表放大器和差分放大器适合用于抑制共模信号以便它们不在其放大器的输出端出现。相反，按照典型的反相或同相放大器方式工作的运算放大器处理共模信号，将其送至输出端，但是通常并不抑制它们。 图1-3a示出一个运算放大器，与其连接的输入信号源叠加在一个共模电压之上。因为反馈是从外部施加在输出与求和节点之间，所以迫使“－”输入端的电压与“＋”输入端的电压相同。所以该运算放大器的两输入端之间的电压理想情况下应为0V。因此，对应于0V差分输入，该运算放大器的输出端电压必须等于。(注：上面的计算表明，共模输出电压并不需要“对应于0V差分输入”就是输出电压VCM) 虽然运算放大器具有CMR，但是共模电压与信号电压一起被传送到输出端。实际上，信号通过运算放大器的闭环增益被放大而共模电压仅得到单位增益。这种在增益方面的差异确实能按照信号电压的百分比对共模电压提供一些衰减。然而，共模电压依然出现在输出端并且它的存在降低了放大器的有效输出范围。由于许多原因，出现在运算放大器的输出端的任何共模信号（DC或AC）都是非常讨厌的。 * - 本贴最后修改时间：2006-4-4 21:03:15 修改者：iQanalog |
| 2楼： | >>参与讨论 |
| 作者： iQanalog 于 2006-4-4 20:00:00 发布：
不管写得好不好，如果认为图还算漂亮也表扬一下吧 呵呵，谢谢你的阅读，希望这不是你本帖的最后一次阅读！ * - 本贴最后修改时间：2006-4-4 20:01:04 修改者：iQanalog |
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| 3楼： | >>参与讨论 |
| 作者： lancelei 于 2006-4-5 0:14:00 发布：
re 鼓励一下哦 |
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| 4楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 3极管 于 2006-4-5 1:15:00 发布：
精神可嘉 |
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| 5楼： | >>参与讨论 |
| 作者： cjr82123 于 2006-4-5 1:49:00 发布：
To iQanalog: 向你致敬，精神可嘉！ |
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| 6楼： | >>参与讨论 |
| 作者： guorock 于 2006-4-5 8:14:00 发布：
顶下！ |
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| 7楼： | >>参与讨论 |
| 作者： lanqiao_80 于 2006-4-5 8:22:00 发布：
谢谢！ 仪表放大器和差分放大器都可以提供CMR，那种效果会更好呢？ 运用起来更方便易懂。 |
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| 8楼： | >>参与讨论 |
| 作者： cl14145696 于 2006-4-5 8:34:00 发布：
经典 |
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| 9楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 萝卜秧子 于 2006-4-5 8:35:00 发布：
果然不错.顶 我最近用想用AD620做个采样电路,可惜在EWB里面无论如何也出不来,把AD620换成INA129就行了.不知道是什么原因,请帮忙解释一下. |
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| 10楼： | >>参与讨论 |
| 作者： feng21bbs 于 2006-4-5 13:37:00 发布：
图画的是不错 分析也正确。只不过有一点要提醒楼主的是，实际应用电路中运放同相端一般推荐串一R＝R1//R2的电阻的，这种情况下再重新分析下呢？共模电压输出几何？哈哈 |
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| 11楼： | >>参与讨论 |
| 作者： feng21bbs 于 2006-4-5 13:40:00 发布：
再有 共模电压是表现在信号源处的而不是直接表现在运放正负输入端 |
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| 12楼： | >>参与讨论 |
| 作者： shuaiyu 于 2006-4-6 9:03:00 发布：
同感 果然不错.顶 我最近用想用AD620做个采样电路,可惜在EWB里面无论如何也出不来,把AD620换成INA129就行了.不知道是什么原因,请帮忙解释一下. to 萝卜秧子 我在EWB和protel里面都做过，通不过，不知道是设置的地方不对吗。还是那个模型文件的问题，总是有报错说哪个引脚的问题 |
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| 13楼： | >>参与讨论 |
| 作者： mohanwei 于 2006-4-6 19:39:00 发布：
顶^_^ |
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| 14楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 萝卜秧子 于 2006-4-7 8:56:00 发布：
怪了,可能是不懂 我看AD620的DATASHEET,里面对容性耦合输入时必须有输入偏置电流回路.可是我的是阻性的直流输入,应该没影响啊. INA129在EWB里用起来一点问题都没有. 还是请那位老大来释疑. |
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| 15楼： | >>参与讨论 |
| 作者： linellie 于 2006-4-7 9:55:00 发布：
认真读过 分析的很清楚哦， 问问：那这样差模信号在普通的接法也是比较容易抑制吧？ 对了，仪表放大器是什么样的接法，能不能在贴贴看。 |
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| 16楼： | >>参与讨论 | |||||||||||
| 作者： iC921 于 2006-4-7 9:56:00 发布：
你的容性输入应该是电容耦合输入
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| 17楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 萝卜秧子 于 2006-4-7 12:23:00 发布：
不是的. 不是的. 贴个图 没有加增益电位器Rg 其实你可以仿一下. |
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| 18楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 萝卜秧子 于 2006-4-7 12:24:00 发布：
图
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| 19楼： | >>参与讨论 |
| 作者： likee 于 2006-4-7 12:35:00 发布：
顶,要的就是这种精神! |
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| 20楼： | >>参与讨论 |
| 作者： iC921 于 2006-4-7 13:17:00 发布：
你的这个图是没有那个问题 但不知道你说的“AD620的DATASHEET,里面对容性耦合输入时必须有输入偏置电流回路”是指什么了。 |
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| 21楼： | >>参与讨论 |
| 作者： cw 于 2006-4-7 17:21:00 发布：
应该是指在输入端有隔直电容吧 |
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| 22楼： | >>参与讨论 |
| 作者： dodd11 于 2006-4-8 11:20:00 发布：
不知对否，欢迎指正 我认为楼主说的不妥（仅是讨论）关于同相放大器我同意。国内关于运放置讲虚断和虚段，很少讲3、同相端强制反相端与其等电位，即V-=V+,对于同相放大器，求和点电压不为0；但对于反相放大器求和点电压V+=0并强制V-=0所义无共模电压 不知对否，欢迎指正 |
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| 23楼： | >>参与讨论 |
| 作者： qlx 于 2006-4-8 13:38:00 发布：
我再过段时间就可以看懂了 不好意思，水平有限，还没看懂哦 |
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| 24楼： | >>参与讨论 |
| 作者： cavalryman 于 2006-4-8 13:54:00 发布：
先用OP491单转双传输，在用减法电路双转单，如何呢？ 先用OP491单转双传输，在用减法电路双转单，如何呢？ 这样子CMR如何呢？ |
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| 25楼： | >>参与讨论 |
| 作者： martial 于 2006-4-8 20:29:00 发布：
冲楼主这份精神也要顶！！！ |
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| 26楼： | >>参与讨论 |
| 作者： wuhailiang 于 2006-4-8 22:12:00 发布：
求教 我想用仪表放大器做个增益120的放大电路 求教好的设计方案 谢谢！！！ |
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| 27楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 高慧婷 于 2006-4-9 3:38:00 发布：
不能这么搞的拉 还是回去看书吧``` 太肤浅了 哩 运放的差动输入是问题的根本啦~~ 共模共模其实质就是低频直流信号共同从两端进入了啦， 如果运放 是双端 输出 可以做得很理想的 ， 只是由于 要但端输出 嘛 ， 难免有点难调零，， 所以喽共模抑制Auc1 = -β*Rc/（2*Rem） ，Auc2 = -β*Rc/（2*Rem）看到这个公式是不是感觉很熟， 不就是普通的 CE三极管放大电路里面 的 嘛，CE不就是抑制直流放大交流嘛 ， 直流不就是低频嘛， 共模就是抑制低频,,,就是直流偏置拉 ``` 如果是双端输出 那么Auc = Auc1 - Auc2 = 0 , 芯片设计的很对称可以把Auc几乎完全等于0拉 ，，， 只是 谁叫我们喜欢用 单端输出的哦 ， 所以嘛 ， Auc = Auc1了 哦 ，或者是 Auc = Auc2 总是是其中一个，无所谓的啦， 这时嘛， Auc就不可能为0啦 ， 芯片设计的再对称 也没有用的拉 ``` 这时候只有靠提高Rem了，Rem就是恒流源偏置的内阻噻 ， ^^&^^ , 当然很大了， Auc 就远远小于1 了嘛 ， 所以共模信号就是那个直流低频信号反而被大大减小了 voc=Auc*vic趋向于0了 。 如果哪天大家都用双端输出 ， 这个Auc就真是非常理想拉，哈哈～～ |
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| 28楼： | >>参与讨论 |
| 作者： bangzhu 于 2006-4-9 8:44:00 发布：
这个MM调皮 这个MM调皮，呵呵 楼主的分析很好，我补充一下，在作为信号放大的时候，一般会在运放的输出后面串上一个电容，就是用来隔直，把这个共模产生的电压去掉。 另外共模抑制是指开环，而不是闭环。原因楼上的婷婷美女已经讲了。 |
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| 29楼： | >>参与讨论 |
| 作者： beiwei23du 于 2006-4-11 15:44:00 发布：
高慧婷，很好听的名字啊，解释的很好啊 ，人也长的漂亮把？嘿嘿 |
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| 30楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 如云若水 于 2006-4-11 20:28:00 发布：
没看明白 那么，运算放大器的共模抑制比，120db,有啥用？按照你说的，哪里有120db? |
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| 31楼： | >>参与讨论 |
| 作者： zjfzjf 于 2006-4-11 23:13:00 发布：
不错！要的就是这种精神! |
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| 32楼： | >>参与讨论 |
| 作者： ginlblig 于 2006-4-13 12:39:00 发布：
原来如此 原来普通运放对于共模信号的处理是这样的，表现出的抑制效果原来是因为增益大于1。回去再研究下。 |
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| 33楼： | >>参与讨论 |
| 作者： kinglead 于 2006-4-13 15:11:00 发布：
回个贴，支持一下 不错的贴子，大家都这样用心的话，论坛会越来越火 |
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| 34楼： | >>参与讨论 |
| 作者： gaoyang321 于 2006-4-13 15:43:00 发布：
求教7129显示驱动芯片的延时办法 本人是做仪表行业的,以前有师傅设计了一款液晶显示的数字压力表,因为是电池供电为了省电就采用了触发式的显示办法,当按触发键后显示30秒压力值后自动断电,现在我碰到用户想延时到5分钟后再掉电-------请教高手给指点谜晶!!以前用的是7129显示驱动芯片 |
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| 35楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 晓亮深圳 于 2006-4-13 17:02:00 发布：
to 高慧婷 针对高mm的一句：“共模共模其实质就是低频直流信号共同从两端进入了啦” 共模并非只有低频直流信号而已，高频共模信号才是真正令人郁闷的那，系统级的EMI问题往往由高频的共模电流产生而且很头疼。 |
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| 36楼： | >>参与讨论 |
| 作者： luanhua 于 2006-4-13 17:11:00 发布：
精神可佳 狂顶，我们大家要向这位同志学习，精神可佳。 |
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| 37楼： | >>参与讨论 |
| 作者： iC921 于 2006-4-13 17:27:00 发布：
晓亮说得好 ……|| 原文：However, inadequate ac CMR causes a large, time-varying error that often changes greatly with frequency, and therefore, is difficult to remove at the IA’s OUTPUT. Fortunately, most modern monolithic IC in-amps provide excellent ac and dc common-mode rejection.］如果交流共模抑制CMR 不够大，通常会产生随频率增大而变大的时变误差，因此要在仪表放大器的输出端消除它是困难的。幸好大多数现代单片集成电路（IC）仪表放大器提供了优良的 AC CMR 和 DC CMR。 http://blog.21ic.com/more.asp?NAME=cxjr&id=10156 |
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| 38楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 其恒 于 2006-4-13 21:15:00 发布：
不错 精神实在可嘉. 图清晰,分析有理.可惜我读的不是特别懂.呵呵呵呵. |
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| 39楼： | >>参与讨论 |
| 作者： sillboy 于 2006-4-14 9:43:00 发布：
好好 思路清晰 |
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| 40楼： | >>参与讨论 |
| 作者： cheng8760 于 2006-4-15 21:28:00 发布：
我也来顶一下 我也来顶一下，虽然我不怎么理解，哈哈 |
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| 41楼： | >>参与讨论 |
| 作者： demon_01 于 2006-4-17 0:16:00 发布：
怎么来解决？ 如果是这样的话，那么采用什么样的方法可以有效的抑制共模信号的增益？共模信号的存在，会对后级电路产生什么样的后果？ |
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| 42楼： | >>参与讨论 |
| 作者： IC921 于 2006-4-17 2:51:00 发布：
共模抑制是指开环，而不是闭环? bangzhu 发表于 2006-4-9 08:44 模拟技术 ←返回版面 这个MM调皮 这个MM调皮，呵呵 楼主的分析很好，我补充一下，在作为信号放大的时候，一般会在运放的输出后面串上一个电容，就是用来隔直，把这个共模产生的电压去掉。 另外共模抑制是指开环，而不是闭环。原因楼上的婷婷美女已经讲了。 --------- 对此我还真不太理解，请帮主一并为大家开解开解。我觉得，闭环还是要讲的。因为，如果是交流共模抑制，不讲闭环似乎讲不通。 |
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| 43楼： | >>参与讨论 |
| 作者： magiczheng 于 2006-4-18 0:23:00 发布：
写得好！ 刚看完，顶一个！ |
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| 44楼： | >>参与讨论 |
| 作者： Allen_Lu 于 2006-4-29 20:35:00 发布：
！ 大跌眼镜。 不知道这篇文章是怎么被写出来的。。 难道差摸增益+差摸增益=共摸增益？ 希望阅读的人自己有分辨能力。 |
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| 45楼： | >>参与讨论 |
| 作者： linzhiqi1 于 2006-5-4 15:16:00 发布：
错了 |
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| 46楼： | >>参与讨论 |
| 作者： herenxi 于 2006-5-15 11:02:00 发布：
可以 分析的还可以. |
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| 47楼： | >>参与讨论 |
| 作者： wbg9701 于 2006-5-29 11:54:00 发布：
研究了再发表看法 |
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| 48楼： | >>参与讨论 |
| 作者： niuxuhui 于 2006-5-29 14:39:00 发布：
精神可嘉！ 顶一下！ |
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