通过利用差分放大器消除共模电压产生的误差
出处:电子设计技术 发布于:2020-07-28 13:43:32
史以来(或至少是有精密电子以来),模拟设计者 头痛的问题之一就是 CMV(共模电压)带来的误差,或称之为可怕的地回路。尽管恐惧冲击着工程师们的心灵,但 CMV 并没有什么特别神秘之处。CMV 误差的产生原因很简单:不同位置上电路的公共电压基准(即:地),如一个机箱的传感器和另一个机箱的 ADC,两个基准电位是不同的。因此,当你在相距遥远的电路之间传送信号时,CMV 的差异会表现为附加的噪声和偏移,损害了所需信号。
消除CMV误差有很多方法。包括一种在接地互连处使用大量铜箔的强力方案,用全差分仪表放大器信号调整器,以及使用电流隔离器。根据不同因素在CMV问题中所占比重,以及需要CMV矫正的信号通道数量,每种方法都能找到自己的位置。 常用和 有效的一种CMV矫正方式是差分放大,即采用模拟量减法,从信号中去除CMV分量。这种方法的缺点是每个信号通道上都需要一只专门的放大器。图1中的电路是差分放大器思路的一种变型,它将两个共享的CMV放大器与八个复用通道中的简单无源电阻对组合起来,以 少的元件数量为大量模拟通道实现CMV消除。
下面是工作原理。放大器 A1 将 CMV放 大10倍并反相。然后将这个 CMV加到一个无源累加网络阵列上,每个输入信号一个。每个网络两只脚间比率为10:1,把进入的输入电压和CMV信号与 -10V CMV接地噪声基准组合起来:V=10/11×(VI+VCM) +1/11×(10×VCM)=10/11×VI+10/11×(VCM-VCM)=10/11×VI。VCM 的衰减因子主要取决于 20 kΩ与 2 kΩ电阻比匹配的 。如果是 1% 匹配,CMRR(共模抑制比)大约为 100:1,或 40 dB;对 0.1% 匹配,CMRR 为 1000:1,或 60 dB。
然后,模拟复用器选择所需的输入电压输入到11/10比率因数校正放大器A2。可选的0.1mF滤波器电容提供少许的低通噪声过滤,你应按照自己设备的带宽要求对其作相应修改。对很多应用而言,180ms左右(或大约88Hz)太慢了,而对其它应用则太快。
版权与免责声明
凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,https://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。
本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。
如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
- 整流二极管相关介绍2026/5/29 15:18:10
- 陶瓷滤波器的原理、结构、优点、分类、型号与检测2026/5/29 15:10:39
- 深入解析继电器返回系数及其与整定电流计算的关联2026/5/28 14:24:20
- 变压器Dyn11和Yyn0接线的区别和原理是什么?2026/5/27 17:15:01
- 深度剖析变频器制动电阻过热与漏保误跳问题2026/5/27 15:51:10









