Laboratorium Elektroniki cz II 4

1

1

CMRR_U ~ CMRR_U =

00.5)

powered by ^o1

_najmn^|eJ

CMRK dla ^rezy^storów sprężenia zwrotnego wynosi 80 dB przy tolerancji 0,2%, ale

206

Wyrażenie (10.4) można zapisać w innej postaci (10.5), często spotykanej w literatu-1 _| 1 CMRR'_U ⁺ CMRR_W

CMRR’_U CMRR_W CMMR'_U+CMMR_W

Współczynnik CMRR„ charakteryzuje zależność zdolności do tłumienia sygnałów wspólnych od wartości rezystancji rezystorów sprzężenia zwrotnego. Tłumienie osiąga wartość nieskończenie wielką tylko w sytuacji, gdy spełniony jest warunek R₂/Ri = R4/R3 Niestety, w rzeczywistości rezystancje rezystorów obarczone są pewnymi tolerancjami 5r, z tym że istotne znaczenie mają raczej tolerancje stosunków tych rezystancji 5(R₂/Ri) i 8(R4/R₃), co prowadzi do konieczności starannej analizy problemu doboru rezystorów.

Dobór jest wynikiem kompromisu pomiędzy wymaganiami technicznymi a kosztami precyzyjnych rezystorów. W celu zobrazowania problemu w tablicy 10.1 przedstawiono zależność wartości współczynników CMRR'_U oraz CMRR_U od tolerancji stosunków rezystancji. Obliczenia przeprowadzono dla następujących warunków:

W.O.:    CMRR_W = 80 dB (10⁴ V/V)

K'_r = 50 V/V (R₂ = R₄ = 50 kO, R, = R₃ = 1 kfl)

Tablica 10.1

207

j 0,005%! Rezystory takie są bardzo drogie. Z drugiej strony

^ tej sytuacji należy zastosować wzmacniacz przyrządowy o CMRR_W > 110 dB.

2 technicznego punktu widzenia druga sytuacja jest korzystniejsza. Wzmacniacz rzyrządowy, którego budowę oparto na pojedynczym W.O. charakteryzuje się stosunkowo małym współczynnikiem CMRR_U < 80 dB, małą impedancją wejściową (Z*e« R1 ⁺ R3) napięcia różnicowego U_r oraz niejednakowymi impedancjami na

obu wejściach.

^Rwe1 =T¹|u₂=0=^R3 + ^R4    (10.6)

• *1

R — Hl.| — R ^r'we2 •    u,=0^_ ^1

'2

Osiąganie dużych wartości wzmocnienia różnicowego K'_r, przy zachowaniu warunku dużej impedancji wejściowej, jest bardzo trudne, gdyż prowadzi do stosowania dużych rezystancji rzędu megaomów o małych tolerancjach.

2. Wzmacniacz różnicowy z dwoma wzmacniaczami operacyjnymi

Jedną z wersji tego typu wzmacniacza przedstawiono na rys. 10.2. W ogólnym przypadku napięcie wyjściowe tego wzmacniacza można opisać zależnością (10.7), gdy R_G= 00:

Współczynniki CMRR'_U i CMRR_U

Tolerancja stosunku rezystancji	%	5	1	0,5	0,1	0,05	0,01	0
CMRR'U	V/V	509	2550	10200	25500	51000	255000	CO
	dB	54,0	68,1	80,2	88,1	94,2	108,1	GO
CMRRU	v/v	484	2032	5050	7183	8361	9623	i±°d
	dB	53,7	66,2	74,1	77,1	78,5	79,7	80

Przykład

Niezbędny jest wzmacniacz przyrządowy o wzmocnieniu różnicowym K'_f= 50 i współczynniku CMRR_U = 80 dB. Jeżeli dysponujemy W.O. o współczynniku CMRR_W = 80 dB, to z tablicy 10.1 wynika, że potrzebujemy rezystorów o tolerancji stosunku rezystancji co najmniej 0,01%. Należy tutaj zwrócić uwagę, że w przypadku stosowania w układzie rezystorów dyskretnych, ich tolerancje muszą wynosić co

^Rys. 10.2. Wzmacniacz przyrządowy z dwoma nieodwracającymi wzmacniaczami operacyjnymi