CMRR y voltaje de modo común [duplicado]

El op-amp tiene dos entradas. Podemos pensar en estas señales individualmente, o podemos pensar en ellas como una señal diferencial (\ $ V_ {DM} \ $) y una señal de modo común (\ $ V_ {CM} \ $):

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

La razón por la que la señal diferencial se divide en dos componentes iguales (\ $ V_ {dm +} \ $ y \ $ V_ {dm -} \ $) es para permitir que la señal diferencial sea simétrica con respecto al suelo. También puede pensar en esto como la señal diferencial que tiene cero sesgo de DC , por definición. La polarización de DC es la señal de modo común, por definición.

Si sus señales de entrada realmente no son simétricas a tierra, entonces sus entradas también tienen un componente de modo común, por lo que el componente de modo común no será completamente ruidoso. Esto es solo por la naturaleza de las definiciones, pero realmente no afecta el funcionamiento del circuito, siempre y cuando se mantenga dentro de las especificaciones del op-amp.

Podemos relacionar estos dos sistemas mediante las ecuaciones:

$$ V_ {DM +} = V_ {DM-} = \ frac {V_ {DM}} {2} $$ $$ V_ {CM} = \ frac {V_ {en +} + V_ {en -}} {2} $$ $$ V_ {DM} = V_ {en +} - V_ {in-} $$ $$ V_ {en +} = V_ {CM} + \ frac {V_ {DM}} {2} $$ $$ V_ {in-} = V_ {CM} - \ frac {V_ {DM}} {2} $$

Dado que el amplificador operacional ideal amplifica solo la diferencia entre las entradas, la salida no debe cambiar en absoluto a medida que cambia \ $ V_ {CM} \ $. En un amplificador operacional real, la entrada de modo común está muy atenuada, y el CMRR describe cuánto.

¿Por qué es esto útil? Comúnmente, estas entradas están unidas a cables largos. Estos cables pueden captar el ruido de cualquier número de fuentes. Captan ruido porque actúan como antenas. Captan ruido porque cualquier cable es un inductor, por lo que necesariamente tendrán una inductancia mutua con otros cables cercanos.

También puede haber una diferencia en el potencial de tierra en la fuente y en la carga. Un bucle de tierra es una razón común. Incluso sin un bucle, los potenciales de tierra no serán los mismos, porque el cable (potencialmente largo) que conecta las dos tierras está sujeto a la captación de ruido de los campos eléctricos dispersos y la inductancia mutua, al igual que los cables de señal.

Un esquema equivalente podría ser:

^{simular este circuito}

Si la impedancia en cada entrada es igual (es decir, la línea es balanceada ), entonces todas las corrientes inducidas en Las entradas de fuentes de ruido también tendrán voltajes iguales. Por lo tanto, aparecerán como una señal de modo común (\ $ V_ {CM} \ $ arriba), permitiendo que sean rechazados por el op-amp.

CMRR, según la definición, tendencia del amplificador a rechazar la señal que es común en ambas entradas.

No es un "promedio" de dos señales sino algo que es común.

Si hay un ruido presente, será común en ambas entradas y, por lo tanto, no se amplificará. Por lo tanto, se desea tener un alto CMRR.

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