Common Mode Rejection Ratio (CMRR) pada Op-Amp
CMRR (Common Mode Rejection Ratio) adalah spesifikasi yang paling penting dan ini menunjukkan seberapa besar sinyal mode-common akan hadir untuk diukur. Nilai CMMR sering tergantung pada frekuensi sinyal dan fungsi harus ditentukan. Fungsi CMMR secara khusus digunakan untuk mengurangi kebisingan pada saluran transmisi.
Sebagai contoh, ketika kita mengukur resistansi termokopel di lingkungan berisik, kebisingan dari lingkungan muncul sebagai offset pada kedua lead input dan menjadikannya sebagai sinyal tegangan mode-common. Instrumen CMRR menentukan Atenuasi yang diterapkan pada kebisingan.
Apa itu CMRR?
CMRR dalam Penguat Operasional (Op-Amp) adalah rasio penolakan mode-common. Umumnya, Op-Amp sebagai dua terminal input yang terminal positif dan negatif dan kedua input diterapkan pada titik yang sama. Ini akan memberikan sinyal polaritas yang berlawanan pada output.
Oleh karena itu tegangan positif dan negatif dari terminal akan dibatalkan dan itu akan memberikan tegangan output yang dihasilkan. Op Amp ideal akan memiliki CMRR yang tak terbatas dan dengan gain diferensial hingga dan gain mode nol umum.
CMMR = Gain mode diferensial/Gain mode-common
Rumus/Formula CMMR
CMMR dibentuk oleh dua input yang akan memiliki tanda tegangan DC yang sama. Jika kita mengasumsikan satu tegangan input adalah 8v dan yang lain 9v, di sini 8v adalah umum (common) dan tegangan input harus dihitung melalui persamaan V+ - V-. Oleh karena itu hasilnya akan 1V tetapi tegangan DC umum antara dua input memiliki gain yang tidak nol.
Ad gain diferensial memperbesar perbedaan antara dua tegangan input. Tetapi gain mode-common Ac memperbesar tegangan DC mode-common antara dua input. Rasio dua gain dikatakan sebagai common mode rejection ratio (CMMR). Nilai format dalam dB. Rumus CMMR dihitung dengan persamaan berikut.
CMRR = 20log|Ao/Ac|dB
Rasio Penolakan Catu Daya (Power Supply Rejection Ratio)
Rasio penolakan catu daya didefinisikan sebagai perubahan tegangan offset input per unit yang berubah pada tegangan supply DC. Catu daya juga dihitung dalam format dB. Persamaan matematika dari rasio penolakan catu daya diberikan di bawah ini.
PSRR = 20log|ΔVDc/ΔVio|dB
Common Mode Rejection Ration (CMMR) pada Op-Amp
Common Mode Rejection Ration adalah penguat diferensial dan Op Amp diperkuat dengan input diferensial. Oleh karena itu rasio CMMR dapat diterapkan pada Op Amp.
Dengan menggunakan kondisi rasio CMMR, yaitu ketika kedua input penguat memiliki tegangan yang sama, maka output dari penguat harus nol atau penguat harus menolak sinyal. Gambar berikut ini menunjukkan penguat MCP601 dari rasio CMMR.
Offset Error CMRR pada Op-Amp
CMRR dapat membangun tegangan offset paralel di Op Amp yang dikonfigurasi dalam Op Amp non-inverting yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Op Amp non-inverting akan memiliki sejumlah kecil kesalahan CMRR karena kedua input terhubung ke ground, tidak ada kehadiran tegangan dinamis CM.
Error (RTI) = Vcm/CMRR = Vin/CMRR
Vout = [1 + R2/R1] [Vin + Vin/CMRR]
Error (RTO) = [1 + R2/R1] [Vin/CMRR]
Mengukur CMMR (Common Mode Rejection Ration)
Ada berbagai cara untuk mengukur rasio CMMR. Pada gambar di bawah ini kita akan membahas empat resistor presisi untuk mengkonfigurasi Op Amp sebagai penguat diferensial. Sinyal diterapkan pada kedua input, perubahan output diukur dan penguat dengan CMRR tak terbatas juga tidak ada perubahan pada output.
Kesulitan yang melekat pada rangkaian ini adalah bahwa kecocokan rasio dari resistor adalah penting karena CMRR dari Op Amp. Ketidakcocokan 0.1% antara pasangan resistor dan hasilnya akan di CMR dari 66 dB. Karenanya sebagian besar penguat akan memiliki frekuensi CMR yang rendah adalah antara 80dB hingga 120Db. Di rangkaian ini, jelas bahwa hanya ada sedikit berguna untuk mengukur CMRR.
ΔVout = ΔVin/CMRR (1 + R2/R1)
CMRR tanpa Menggunakan Resistor Presisi
Rangkaian berikut lebih rumit dengan membandingkan dengan rangkaian di atas dan dapat mengukur CMRR dengan tanpa menggunakan Resistor presisi. Dengan mengalihkan tegangan catu daya, rasio CMMR diubah.
Sebenarnya, rangkaian dapat diimplementasikan dengan mudah dan dengan menggunakan rangkaian yang sama kita dapat menerapkan berbagai supply listrik tegangan untuk mengukur rasio penolakan catu daya.
Pada rangkaian berikut, catu daya berasal dari +-15 DUT Op Amp dengan kisaran tegangan mode-common +-10V. Dari rangkaian berikut, penguat terintegrasi A1 harus memiliki gain tinggi, Vos rendah dan IB rendah dan Op Amp adalah perangkat 097.
Pada artikel ini, kita telah membahas Common Mode Rejection Ratio (CMRR) dan penguat operasional (Op Amp). Saya harap dengan membaca artikel ini Anda telah memperoleh beberapa pengetahuan dasar tentang Op Amp rasio CMMR.
