測量放大器的失調電壓、偏置電流參數，可根據所設計的電路簡易調整就能完成測試。而共模抑制比參數的測試方法卻相對復雜，本篇分析幾種常被誤用的放大器共模抑制比測量方法的不足之處，以及提供一種有效測量共模抑制比電路以及提供仿真。

如圖2.56所示的4組共模抑制比測試電路，測試原理沒有異議，但是在實際測量中無法得到有效測量結果，主要原因在于對電路配套器件的規格要求極其苛刻，使這些測量方法缺乏可操作性，如下詳細分析。

圖2.56（a）直接定義測量法是測量差模增益和共模增益，再根據定義計算共模抑制比。電路使用電感和電容形成低通濾波器，用作通直流、阻交流的功能。在CMOS放大器電路中，常使用１ＧΩ電阻代替電感，如果雙極型晶體管作為輸入級的放大器，較大的基極電流在反饋電阻上的壓降會導致整個環路產生很大直流點漂移，影響測量結果。

圖2.56 不適用的共模抑制比測量方法

如圖2.56（b）為匹配信號源法，使用兩個信號源分別加載于被測放大器的同相、反相輸入端，由于放大器的差模增益遠遠大于共模增益，共模抑制比近似為式2-37。

但是在實際測試中，難以實現兩個幅值絕對相等，相位嚴格同步的信號作為激勵信號。而在失配的信號源激勵下，所得到的測量結果不能體現放大器真實的共模抑制性能。

如圖2.56（c）為電壓測量法，保持放大器的供電電壓范圍不變，即Vcc與Vee之差為常量，調節Vcc、Vee的絕對電壓，由二者的分壓中心值電壓作為共模電壓(Vcm)提供到同相輸入端,根據對應的輸出電壓（Vout）計算共模抑制比。該方法的漏洞在于將共模抑制比作為導致直流誤差的唯一因素，忽略電源抑制比等其他因素的影響，測試結果失去意義。

如圖2.56（d）為匹配電阻法，也是部分工程師習慣使用的測量方法，該法的電路原理工作原理與測量誤差分析已在《電阻誤差對電路共模抑制比的影響與蒙特卡洛分析》闡述，本節不再累述。如果使用該法測量CMRR大于100dB的放大器，需要誤差小于1ppm的電阻進行匹配才能實現。

相比上述測量方法的不足，圖2.57增加一款高開環增益、低失調電壓、低偏置電流的輔助放大器AMP，無需精密電阻就能實現放大器的共模抑制比的準確測量。

圖2.57 輔助運放-電源法測量共模抑制比電路

待測放大器（DUT）工作電壓范圍保持30V不變，但是Vcc,Vee的絕對電壓，通過開關S1,S2控制由-25~+5V切換到-5~+25V。由此為DUT提供±10V輸入共模電壓，分別測量開關S1,S2切換前后的輸出電壓Vout,并標記為Vout1、Vout2,結合電路的噪聲增益計算共模抑制比如式2-38。

對圖2.57共模抑制比測試電路，將ADA4077作為待測放大器（DUT），輔助放大器使用LT1012AI，電阻誤差為1%。

如圖2.58，在25℃環境中，±15V電壓工作時，LT1012IA失調電壓最大值為25uV，偏置電流最大值為100pA,開環電壓增益典型值為2000 V/mV。

圖2.58 LT1012失調電壓，偏置電流，開環增益參數

使用LTspice進行仿真,當DUT使用 Vcc為+5V，Vee為-25V供電時，瞬態分析結果如圖2.59。電路輸出Vout1為3.535mV。

圖2.59ADA4077共模抑制比測試Vout1瞬態分析結果

當DUT使用Vcc為+25V，Vee為-5V供電時，瞬態分析結果如圖2.60。電路輸出Vout2為3.609mV。

圖2.60ADA4077共模抑制比測試Vout2瞬態分析結果

將上述仿真結果代入式2-38，計算ADA4077的共模抑制比為:

如圖2.2，仿真計算結果為148.7dB，接近ADA4077數據手冊中共模抑制比的典型值150dB。

圖2.2ADA4077直流性能參數

責任編輯：xj

原文標題：盤點放大器共模抑制比參數測量方法

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