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差分放大器放大倍数问题(续)

已有 9848 次阅读 2010-4-30 22:56 |个人分类:科研笔记|系统分类:科研笔记

今天对电阻匹配给共模抑制性能带来的影响进行了仿真。首先修改了电阻值,如图:


仿真数据:

 

输出端电压

Vo

输入端电压(V2-V1

放大倍数

Vo/(V2-V1)

平均放大倍数

不滤波(不接地)

1.770

3.497

0.506148

0.506109

2.997

1.517

0.506173

2.498

1.264

0.506005

不滤波(接地)

1.766

3.502

0.504283

0.504204

1.514

3.002

0.50433

1.261

2.502

0.503997

滤波与不滤波这两种情况仿真出来是完全一样的,没有列出。从表中数据可以看出电阻不匹配确实使得在两种情况下放大倍数产生差异,与实际电路出现的问题是一样的。由于数据是直接从万用表上读取的,精度比较低,所以求出的放大倍数误差也较大。

对输入端(7,21)和输出端(2)进行了DC Operating Point Analysis,其结果精度很高,得到一组在接地和不接地两种情况下的一组数据,从中分析了接地与不接地带来的影响。这时采用的是直接输入的方式,即R1R3端直接接电源,然后设置R1端是否接地,其带来的影响是一样的。即当这一端接地时,如果电阻不匹配,共模电压将产生较大的影响,共模电压越大,影响越大。

对传递函数进行了推导,得到: 所以当电阻不匹配时Uc会对输出产生影响。仿真结果与之吻合。

仿真数据及计算数据:

不接地

Vi(V2-V1)

Uc

A(Vo/Vi)

2

0.501160694

0.506264782

3

0.751745236

0.50625414

4

1.002329828

0.506248846

5

1.252914382

0.506245654

6

1.503498936

0.506243527

接地

Vi(V2-V1)

Uc

A(Vo/Vi)

2

1

0.50585662

3

1.5

0.505846007

4

2

0.505840689

5

2.5

0.505837499

6

3

0.505835374

由于版面有限,所以只列出主要的一些关键数据。对于相同的输入电压,其差分电压相等,共模电压不等(如上表),接地与不接地使得Vc值发生变化,由推导所得的传递函数可以看出,相同的差分输入电压Uc越大对输出影响越大,不接地的情况内对于不同的输入电压也有微小变化。从上表数据可以看出不接地的情况更接近放大器的真实放大倍数。

通过本次仿真可以得出,差分放大器外围电阻匹配对CMR性能影响很大,选电阻时最好进行手工匹配。





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