大多數(shù)設(shè)計(jì)人員都使用運(yùn)算放大器和 1% 公差的分立電阻器制作
電平移位器。分立電阻器失配會(huì)將運(yùn)算放大器的 CMRR(共模抑制比)限制在 40 dB以下,所以你就不能在要求CMRR很高的
電路中使用運(yùn)算放大器。差分放大器包含精密匹配的內(nèi)部電阻,所以諸如INA133 等IC均能很容易地達(dá)到大約 90 dB的CMRR。只要微調(diào)內(nèi)部的匹配電阻,它們均具有這樣高的 CMRR。假定圖 1所示電路的每個(gè)輸入端都有相關(guān)
噪聲電壓(V
N1、V
N2和V
NREF)。放大器電路的傳輸函數(shù)是V
OUT=(V
REF+V
NREF)+(V
IN2+V
N2)-(V
IN1+V
N1)。要注意基準(zhǔn)電壓使單一的輸出信號(hào)或差分輸出信號(hào)發(fā)生電平移位。一旦發(fā)生這種電平移位,你可能會(huì)將注意力轉(zhuǎn)到消除噪聲上來(lái)。只要精心布線,只要將信號(hào)差分耦合到差分放大器輸入端,就能使信號(hào)輸入端的噪聲相等(V
N1=V
N2)。輸入噪聲是共模信號(hào),因此差分放大器能最大限度地予以抑制(通??梢种?90dB)。這時(shí),V
OUT=V
IN2-V
IN1+V
REF+V
NREF 。
圖1,C1能使電平移位器起到一個(gè)低通濾波器作用,對(duì)基準(zhǔn)噪聲進(jìn)行抑制。 現(xiàn)在,你必須消除基準(zhǔn)噪聲,以獲得一個(gè)干凈而又
電平被
移位的信號(hào)。你可以將 C
1 的 X 端接地,將基準(zhǔn)電壓噪聲旁流到地,但這種方法可能是無(wú)效的,因?yàn)榛鶞?zhǔn)信號(hào)源阻抗很低。然而,當(dāng)你把 C
1 的 X 端連接到信號(hào)源 V
IN1 時(shí),差分放大器就起低通濾波器的作用,從而抑制基準(zhǔn)源
噪聲。這一
電路使差分放大器的輸入阻抗很低(INA133 約為 25 kΩ),以利于阻抗匹配。因此,你必須保持信號(hào)源阻抗很低,以防止增益誤差。為將增益誤差降至最低程度,信號(hào)源阻抗應(yīng)該低于輸入阻抗的 1/1000。如果無(wú)法實(shí)現(xiàn)這鐘情況,那么最好要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行緩沖。