同相比例放大器為什么對(duì)共模抑制比要求高？運(yùn)放的共模抑制比如何仿真？

同相比例放大器是一種常見(jiàn)的放大電路，用于放大微弱信號(hào)。在應(yīng)用中，通常需要對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行差分測(cè)量，即對(duì)信號(hào)的差值進(jìn)行放大，而抑制信號(hào)的共模部分（即兩個(gè)輸入信號(hào)的相同部分）。對(duì)于同相比例放大器來(lái)說(shuō)，共模抑制比是一個(gè)重要的性能指標(biāo)。在本文中，我們將詳細(xì)討論為什么同相比例放大器對(duì)共模抑制比要求高，并介紹如何在仿真中評(píng)估運(yùn)放的共模抑制比。

首先，讓我們解釋為什么同相比例放大器對(duì)共模抑制比要求高。在實(shí)際應(yīng)用中，信號(hào)往往受到一些干擾源的影響，比如電源噪聲、地線干擾、電磁干擾等。這些干擾信號(hào)會(huì)通過(guò)輸入端口進(jìn)入放大器，如果共模抑制比不高，放大器將放大這些干擾信號(hào)的共模部分，從而引入誤差信號(hào)。這將對(duì)測(cè)量結(jié)果造成嚴(yán)重的影響，尤其是在微弱信號(hào)測(cè)量中。因此，為了保證測(cè)量的精確性和可靠性，同相比例放大器需要具有較高的共模抑制比。

共模抑制比（CMRR）是一個(gè)描述放大器抑制共模信號(hào)的能力的指標(biāo)，通常以分貝（dB）為單位表示。

下面，我們將介紹如何在仿真中評(píng)估運(yùn)放的共模抑制比。

首先，選擇一款合適的仿真軟件，如LTspice、Multisim等。這些軟件都提供了豐富的電路元件庫(kù)和仿真功能，非常適用于這個(gè)任務(wù)。

然后，選擇一個(gè)合適的同相比例放大器模型進(jìn)行仿真。可以從廠商的官方網(wǎng)站上下載運(yùn)放的SPICE模型文件，或者在一些第三方網(wǎng)站上尋找相應(yīng)的模型。將模型文件導(dǎo)入到仿真軟件中，即可使用該模型進(jìn)行后續(xù)的仿真。

在進(jìn)行共模抑制比的仿真時(shí)，可以按照以下步驟進(jìn)行：

1. 繪制同相比例放大器的電路圖。根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的需要，選擇合適的運(yùn)放和電阻等元件。

2. 設(shè)置輸入信號(hào)。設(shè)置一個(gè)測(cè)試信號(hào)，包含差模信號(hào)和共模信號(hào)。差模信號(hào)是兩個(gè)不同的輸入信號(hào)的差值，而共模信號(hào)是兩個(gè)輸入信號(hào)的平均值。可以通過(guò)信號(hào)源或者電位器來(lái)設(shè)置輸入信號(hào)。

3. 設(shè)置仿真參數(shù)。設(shè)置仿真的時(shí)間范圍、步長(zhǎng)等參數(shù)，以及運(yùn)放的參數(shù)，如增益、偏置電壓等。確保仿真參數(shù)與實(shí)際設(shè)計(jì)的要求一致。

4. 運(yùn)行仿真。點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，開(kāi)始仿真。仿真軟件將計(jì)算出輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器后的輸出信號(hào)，并給出相應(yīng)的波形圖。波形圖中，可以觀察輸出信號(hào)的差模分量和共模分量，并計(jì)算實(shí)際的共模抑制比。

5. 分析仿真結(jié)果。根據(jù)仿真結(jié)果，可以計(jì)算實(shí)際的共模抑制比。共模抑制比可以由波形圖中信號(hào)的幅度比例來(lái)計(jì)算。可以在仿真軟件中使用數(shù)學(xué)函數(shù)來(lái)計(jì)算這些值，并得到最終的共模抑制比。

最后，需要注意的是，在進(jìn)行仿真時(shí)，應(yīng)該盡可能接近實(shí)際的工作條件。比如，考慮到溫度、功耗等因素的影響，以及元器件的誤差和非線性等因素。這些因素都可能對(duì)共模抑制比產(chǎn)生影響，需要在仿真中進(jìn)行充分考慮。

總結(jié)起來(lái)，同相比例放大器對(duì)共模抑制比要求高是為了減小干擾信號(hào)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。通過(guò)適當(dāng)?shù)姆抡娣椒ǎ梢栽u(píng)估運(yùn)放的共模抑制比，并優(yōu)化設(shè)計(jì)，以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。