JAJSRL2 データシート

JAJSRL2B October 2023 – October 2025 RES11A-Q1

PRODUCTION DATA

8.1.3.1 差動アンプの同相モード除去分析

このシンプルな差動アンプ構成では、CMRR の公称値は次のように計算されます：

式 42.

CMRR = 20 \times \log_{10} (|\frac{A_{D}}{A_{CM}}|)

A_D は回路の差動ゲインで、A_CM は回路の同相ゲインです。これらの定義は以下のとおりです：

式 43.

A_{D} \times = \frac{V_{OUT}}{V_{D}} = 0.5 \times \frac{(\frac{R_{G1}}{R_{G1} + R_{IN1}}) + (\frac{R_{G2}}{R_{G2} + R_{IN2}})}{(\frac{R_{IN2}}{R_{G2} + R_{IN2}})}

式 44.

A_{C M} = \frac{V_{OUT}}{V_{CM}} = \frac{(\frac{R_{G1}}{R_{G1} + R_{IN1}}) - (\frac{R_{G2}}{R_{G2} + R_{IN2}})}{(\frac{R_{IN2}}{R_{G2} + R_{IN2}})}

したがって、次のようになります。

式 45.

CMRR = 20 \times \log_{10} (|2\times \frac{R_{G1} \times (R_{IN2} + R_{G2}) - R_{G2} \times (R_{IN1} + R_{G1})}{R_{G1} \times (R_{IN2} + R_{G2}) + R_{G2} \times (R_{IN1} + R_{G1})}|)

セクション 7.3.1に示す定義でこの式が評価されると、最も不平衡な分圧器の一致の最悪ケースのシナリオを想定して、次のようになります：

式 46.

CMRR = 20 \times \log_{10} (|\frac{G_{nom} +1+ {t_{Rx}}^{2} (1- G_{nom})}{4\times t_{Rx}}|)

t_Rx² < 1 未満です。したがって、最悪ケースの CMRR は次のように概算されます：

式 47.

CMRR = 20 \times \log_{10} (|\frac{G_{nom} +1}{4\times t_{Rx}}|)

定義上、パラメータ t_Mは、比類のない分圧回路では 4×t_x と等価な実効誤差を表すため、t_M の最大値を使用して同じ最悪ケースの結果を計算できます。同様に、t_M の標準値を使用して、標準的な CMRR を近似できます。

式 48.

CMRR = 20 \times \log_{10} (|\frac{G_{nom} +1}{t_{M}}|)

たとえば、G = 4 の RES11A40-Q1 デバイスの最悪ケースの CMRR は約 74.0dB であり、CMRR の標準値は約 98.5dB です。これに対し、0.1% 許容誤差の比類のない抵抗と同等の G = 4 差動アンプを実装すると、最悪ケースの CMRR は約 62dB となります。

差動アンプ構成でも、オペアンプの CMRR は誤差の原因となります。オペアンプの CMRR は、次の式に従って、抵抗ネットワークの CMRR と並列に考慮されます：

式 49.

\frac{1}{{CMRR}_{TOTAL}} = \frac{1}{{CMRR}_{AMP}} + \frac{1}{{CMRR}_{RESISTORS}}

分圧器のエンドツーエンド抵抗の不一致を増やすと、差動アンプの実効 CMRR が低下します。RES11A-Q1 の絶対許容範囲が低い (標準値65ppm) ため、これらの懸念を低減するのに役立ちますが、寄生パターン抵抗は CMRR の仕様に影響を及ぼすさらなる不一致につながる可能性があります。さまざまな入力インピーダンスの不一致を考慮したRES11A40-Q1 と OPA210 の差動アンプ実装によるベンチ結果を示します。

図 8-7 入力インピーダンスの不一致が同相モード除去比に及ぼす影響