在《放大器共模抑制比（CMRR）參數評估與電路共模抑制能力實例分析》文中，介紹使用共模抑制比的倒數，將共模信號折算到輸入端評估所引起的誤差，有工程師認為這種方式在輸入共模信號為交流信號時的結果“不準確”。其實在共模信號為交流信號時，這種評估方法仍然實用，問題在于放大器的共模抑制比參數并非恒定不變，它隨共模信號頻率變化變化。本篇介紹共模抑制比隨共模交流信號變化的原因，評估示例，并通過仿真增強理解。

如圖2.49（a），P 溝道型放大器差分輸入級電路。在于理想狀態下，△RD、△gm 恒為零，所以Vout1、Vout2針對于輸入共模信號Vin,cm的響應相同，使Vout1,Vout2之間差分輸出為零。真實放大器的源極或漏極電阻，正向跨導均存在失配情況。因此在共模信號輸入時，電路會在Vout1,Vout2產生一個差模電壓△Vout。在電路工作過程中，△Vout將疊加到輸出端影響輸出信號的質量，如圖2.49（b）。所以，每款放大器的數據手冊中，共模抑制比都作為重要參數提供，以便工程師評估使用。

圖2.49P溝道型放大器的差分輸入級

圖2.49中Rss作為放大器輸入級的拖尾電路結構，用于降低輸入級電路不對稱度的影響。Rss阻值越大電路性能越好，但是電阻阻值不是無窮大，以及有小電流經它到地，所以使用恒流源電路代替Rss，如圖2.50。由此提高拖尾電阻的阻值進而改善電路的不對稱性能。但是拖尾恒流源存在寄生電容C1，隨頻率變化而變化，會引起恒流源電流的變化，降低差分輸入端的共模抑制能力。

2.50具有拖尾恒流源差分輸入級的P溝道型放大器

在數據手冊的電器參數表中會提供放大器直流共模抑制比，如圖2.43，OP07在25℃環境中，供電電壓為±15V，共模電壓為±13V時，共模抑制比最小值為100dB，典型值為120dB;而ADA4077在同等工作環境和工作電壓下，共模電壓為-13.8V至13.8V時，共模抑制比最小值為132dB，典型值為150dB。

圖2.43 ADA4077 OP07直流共模抑制比

而詳細共模抑制比參數與頻率關系會在數據手冊的典型性能參數圖標中提供，如圖2.51，ADA4077、OP07數據手冊中共模抑制比隨頻率變化的關系，在10KHz頻率處ADA4077的共模抑制保持在100dB，OP07的共模抑制比僅有73dB。

圖2.51 ADA4077、OP07 共模抑制比隨頻率變化的關系

如圖2.52，在同相放大電路中，輸入信號幅值為1V，頻率為10KHz,將會在10KHz將產生的一個誤差電壓Ver_CMRR，如果使用ADA4077，Ver_CMRR幅值為10μV，如果電路使用OP07，Ver_CMRR幅值為224μV，考慮電路的噪聲增益，在輸出端信號幅值分別為20μV，448μV。

圖2.52 OP07與ADA4077同相放大電路

針對放大器共模抑制比參數與頻率關系的仿真如圖1（a），使用LT1012為輔助放大器，ADA4177為待測DUT，將ADA4177配置為直流開環工作狀態，交流增益為100倍。使用幅度為 1 V 峰值，頻率為1KHz的交流正弦電壓調制DUT 的正負電源，該交流信號可視為輸入共模信號。

ADA4177的輸出交流電壓的幅值為Vout，折合到 DUT 輸入端信號幅值為Vout/100 ，CMRR 為式1。

如圖1（b）電路的瞬態分析結果Vout峰值為11.78mV ,帶入式1,計算1KHz時CMRR為78.58dB。

圖1 ADA4177在1KHz共模抑制比仿真

如圖2（a）將電源調試信號調整為，幅度為 1 V 峰值，頻率為10KHz的交流正弦信號。再次進行瞬態分析，結果如圖2（b）,Vout峰值為115.51mV，帶入式1，計算10KHz時CMRR為58.75。

圖2ADA4177在10KHz共模抑制比仿真

通過上述仿真計算ADA4177在1KHz,10KHz處的共模抑制比參數，與圖3 ADA4177的共模抑制比與頻率關系圖基本符合。

圖3 ADA4177 共模抑制比與頻率關系

責任編輯：xj

原文標題：放大器共模抑制比參數與頻率的關系

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