盘点放大器共模抑制比参数测量方法-综合文档

放大器共模抑制比（Common-Mode Rejection Ratio，简称CMRR）是评估差分放大器性能的重要参数之一，它描述了放大器对于共模信号的抑制能力。在理想情况下，放大器应只放大两个输入端之间的差模信号，而完全忽略共模信号。但在实际应用中，放大器会同时放大差模和共模信号，共模抑制比即为差模增益与共模增益的比值。共模抑制比越高，表示放大器抗共模干扰的能力越强。 共模抑制比的测量通常比测量放大器的失调电压、偏置电流更为复杂。在放大器设计和测试过程中，工程师经常使用不同的电路和方法来测量CMRR。文中提到了四种测量共模抑制比的方法：直接定义测量法、匹配信号源法、电压测量法和匹配电阻法。每种方法都有其适用场景和潜在的不足。 直接定义测量法是通过测量差模增益和共模增益来计算CMRR，但由于电路中使用电感和电容组成的低通滤波器，这在CMOS放大器电路中常常使用高阻值电阻代替电感，可能会在反馈电阻上产生较大的直流偏移，从而影响测量结果。 匹配信号源法是利用两个信号源对放大器的同相和反相输入端进行激励，通过差模增益和共模增益的比值来确定CMRR。这种方法的缺点在于很难实现两个信号源幅值和相位的绝对匹配，从而导致测量结果无法准确反映放大器的真实性能。 电压测量法通过改变放大器供电电压的绝对值来模拟共模电压的变化，然后测量输出电压变化来计算CMRR。但是，这种方法忽略了一些其他因素的影响，如电源抑制比（Power Supply Rejection Ratio，PSRR），从而可能使结果失去其意义。 匹配电阻法需要使用高精度的电阻进行匹配，尤其在测量CMRR较高的放大器时，对电阻的精度要求更高，1ppm误差的电阻可能难以获得，这使得方法的可操作性受限。 文中提出了使用辅助运算放大器（辅助运放）结合电源法的测量方法，该方法不需要高精度的匹配电阻即可进行有效的CMRR测量。通过在电路中添加辅助放大器并配合开关控制，能够提供准确的共模电压，并通过测量开关切换前后的输出电压变化来计算CMRR。仿真结果表明，使用辅助运放-电源法测量的CMRR结果与数据手册中的典型值非常接近，验证了该方法的有效性。 在实际的放大器设计和测试中，正确理解和选择合适的测量方法对于准确评估放大器性能至关重要。共模抑制比是差分放大器设计中的一个关键指标，其测量结果直接影响到电路的性能评估和可靠性分析。通过对比不同测量方法的优缺点，可以更有效地进行放大器的性能测试，从而为电路设计和应用提供可靠的数据支持。