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CMRR在測量差分小訊號時的重要性——輸出誤差分析

以ADI公司的差分放大器AD8276分析CMRR在測量小訊號時的誤差影響,下圖是晶片手冊截圖:


放大器的誤差預算分析一般從以下幾點計算:

精度方面:

1、Initial gain error(比如圖中的Gain Error=0.02%);

2、Offset voltage(圖中System Offset=200uv);

3、CMRR(圖中CMRR=86dB);

溫飄方面:

4、溫飄增益(圖中Gain Drift=1ppm/°C);

5、溫度偏執電壓(圖中Average Temperature Coefficient=0.5uV/°C);

計算過程:

下圖是電流取樣應用電路:

應用場景:假定輸入最大共模電壓Vcm=±27V,圖中Ish=1A,Rsh=10Ω,那麼V=10V。

Initial gain error:0.02%——誤差200uv;

Offset voltage :200uv;

CMRR:令由CMRR引起的誤差為x,有公式20log(27/x)=86,可得x=1353uv;

溫飄增益:1ppm/°C * 60°C=60ppm=0.00006V=60uv;

溫度偏執電壓:0.5uV/°C * 60°C=600uv;

總誤差:=200uv+200uv+1353uv+660uv=2413uv;

輸出電壓10V中,有2413uv的誤差,佔比0.0002413%;

如果輸出的電壓縮小10倍,變成1V,誤差就會擴大10倍,變成24130V,佔比2.413%;

這些個誤差計算是我自己的理解,在測量小訊號時提高差分輸入電壓有利於降低誤差對輸出的影響。

這些誤差中最重要的是CMRR的影響,造成的誤差可由公式20log(Vcm/x)=CMRR(dB)來計算。

有理解錯誤的地方請留意指正。