在《放大器共模抑制比（CMRR）參數(shù)評(píng)估與電路共模抑制能力實(shí)例分析》文中，介紹使用共模抑制比的倒數(shù)，將共模信號(hào)折算到輸入端評(píng)估所引起的誤差，有工程師認(rèn)為這種方式在輸入共模信號(hào)為交流信號(hào)時(shí)的結(jié)果“不準(zhǔn)確”。其實(shí)在共模信號(hào)為交流信號(hào)時(shí)，這種評(píng)估方法仍然實(shí)用，問(wèn)題在于放大器的共模抑制比參數(shù)并非恒定不變，它隨共模信號(hào)頻率變化變化。本篇介紹共模抑制比隨共模交流信號(hào)變化的原因，評(píng)估示例，并通過(guò)仿真增強(qiáng)理解。

如圖2.49（a），P 溝道型放大器差分輸入級(jí)電路。在于理想狀態(tài)下，△RD、△gm 恒為零，所以Vout1、Vout2針對(duì)于輸入共模信號(hào)Vin,cm的響應(yīng)相同，使Vout1,Vout2之間差分輸出為零。真實(shí)放大器的源極或漏極電阻，正向跨導(dǎo)均存在失配情況。因此在共模信號(hào)輸入時(shí)，電路會(huì)在Vout1,Vout2產(chǎn)生一個(gè)差模電壓△Vout。在電路工作過(guò)程中，△Vout將疊加到輸出端影響輸出信號(hào)的質(zhì)量，如圖2.49（b）。所以，每款放大器的數(shù)據(jù)手冊(cè)中，共模抑制比都作為重要參數(shù)提供，以便工程師評(píng)估使用。

圖2.49P溝道型放大器的差分輸入級(jí)

圖2.49中Rss作為放大器輸入級(jí)的拖尾電路結(jié)構(gòu)，用于降低輸入級(jí)電路不對(duì)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(wú)窮大，以及有小電流經(jīng)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(jìn)而改善電路的不對(duì)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(huì)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(jí)的P溝道型放大器

在數(shù)據(jù)手冊(cè)的電器參數(shù)表中會(huì)提供放大器直流共模抑制比，如圖2.43，OP07在25℃環(huán)境中，供電電壓為±15V，共模電壓為±13V時(shí)，共模抑制比最小值為100dB，典型值為120dB;而ADA4077在同等工作環(huán)境和工作電壓下，共模電壓為-13.8V至13.8V時(shí)，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(xì)共模抑制比參數(shù)與頻率關(guān)系會(huì)在數(shù)據(jù)手冊(cè)的典型性能參數(shù)圖標(biāo)中提供，如圖2.51，ADA4077、OP07數(shù)據(jù)手冊(cè)中共模抑制比隨頻率變化的關(guān)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(guān)系

如圖2.52，在同相放大電路中，輸入信號(hào)幅值為1V，頻率為10KHz,將會(huì)在10KHz將產(chǎn)生的一個(gè)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(hào)幅值分別為20μV，448μV。

圖2.52 OP07與ADA4077同相放大電路

針對(duì)放大器共模抑制比參數(shù)與頻率關(guān)系的仿真如圖1（a），使用LT1012為輔助放大器，ADA4177為待測(cè)DUT，將ADA4177配置為直流開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)，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(diào)制DUT 的正負(fù)電源，該交流信號(hào)可視為輸入共模信號(hào)。

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

如圖1（b）電路的瞬態(tài)分析結(jié)果Vout峰值為11.78mV ,帶入式1,計(jì)算1KHz時(shí)CMRR為78.58dB。

圖1 ADA4177在1KHz共模抑制比仿真

如圖2（a）將電源調(diào)試信號(hào)調(diào)整為，幅度為 1 V 峰值，頻率為10KHz的交流正弦信號(hào)。再次進(jìn)行瞬態(tài)分析，結(jié)果如圖2（b）,Vout峰值為115.51mV，帶入式1，計(jì)算10KHz時(shí)CMRR為58.75。

圖2ADA4177在10KHz共模抑制比仿真

通過(guò)上述仿真計(jì)算ADA4177在1KHz,10KHz處的共模抑制比參數(shù)，與圖3 ADA4177的共模抑制比與頻率關(guān)系圖基本符合。

圖3 ADA4177 共模抑制比與頻率關(guān)系

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：放大器共模抑制比參數(shù)與頻率的關(guān)系

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