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运算放大器的简易测量 续

运算放大器的简易测量 续

运算放大器的共模抑制比(CMRR)指共模电压变化导致的失调电压视在变化与所施加的共模电压变化之比。在 DC 时,它一般在 80 dB 至 120 dB 之间,但在高频时会降低。测试电路非常适合测量 CMRR(图 6)。它不是将共模电压施加于 DUT 输入端,以免低电平效应破坏测量,而是改变电源电压(相对于输入的同一方向,即共模方向),电路其余部分则保持不变。

图 6. 直流 CMRR 测量

在图 6 所示电路中,在 TP1 测量失调电压,电源电压为±V(本例中为+2.5 V 和–2.5 V),并且两个电源电压再次上移+1 V(至+3.5 V 和–1.5 V)。失调电压的变化对应于 1 V 的共模电压变化,因此直流 CMRR 为失调电压与 1 V 之比。

CMRR 衡量失调电压相对于共模电压的变化,总电源电压则保持不变。电源抑制比(PSRR)则相反,它是指失调电压的变化与总电源电压的变化之比,共模电压保持中间电源电压不变(图7)。

图 7. 直流 PSRR 测量

所用的电路完全相同,不同之处在于总电源电压发生改变,而共模电平保持不变。本例中,电源电压从+2.5 V 和–2.5 V 切换到+3 V 和–3 V,总电源电压从 5 V 变到 6 V。共模电压仍然保持中间电源电压。计算方法也相同(1000 × TP1/1 V)。

为了测量交流 CMRR 和 PSRR,需要用电压来调制电源电压,如图 8 和图 9 所示。DUT 继续在直流开环下工作,但确切的增益由交流负反馈决定(图中为 100 倍)。

图 8. 交流 CMRR 测量

为了测量交流 CMRR,利用幅度为 1 V 峰值的交流电压调制DUT 的正负电源。两个电源的调制同相,因此实际的电源电压为稳定的直流电压,但共模电压是 2V 峰峰值的正弦波,导致 DUT 输出包括一个在 TP2 测量的交流电压。

如果 TP2 的交流电压具有 x V 峰值的幅度(2x V 峰峰值),则折合到 DUT 输入端(即放大 100 倍交流增益之前)的 CMRR为 x/100 V,并且 CMRR 为该值与 1 V 峰值的比值。交流PSRR的测量方法是将交流电压施加于相位相差180°的正

负电源,从而调制电源电压的幅度(本例中同样是 1 V 峰值、2 V 峰峰值),而共模电压仍然保持稳定的直流电压。计算方法与上一参数的计算方法非常相似。

图 9. 交流 PSRR 测量

总结

当然,运算放大器还有许多其它参数可能需要测量,而且还有多种其它方法可以测量上述参数,但正如本文所示,最基本的直流和交流参数可以利用易于构建、易于理解、毫无问题的简单基本电路进行可靠测量。

作者:James M Bryant

来源:ADI

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