Relación de rechazo en modo común

En electrónica , la relación de rechazo en modo común ( CMRR ) de un amplificador diferencial (u otro dispositivo) es una métrica que cuantifica la capacidad del dispositivo para rechazar señales en modo común , es decir, aquellas que aparecen simultáneamente y en fase en ambas entradas. Un amplificador diferencial ideal tendría una CMRR infinita; sin embargo, esto no es alcanzable en la práctica. Se requiere una CMRR alta cuando se debe amplificar una señal diferencial en presencia de una entrada de modo común posiblemente grande, como una fuerte interferencia electromagnética (EMI). Un ejemplo es la transmisión de audio a través de una línea balanceada en refuerzo de sonido o grabación .

Idealmente, un amplificador diferencial toma los voltajes,${\displaystyle V_{+}}$y${\displaystyle V_{-}}$en sus dos entradas y produce un voltaje de salida${\displaystyle V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})}$, dónde${\displaystyle A_{\mathrm {d} }}$es la ganancia diferencial. Sin embargo, la salida de un amplificador diferencial real se describe mejor como  :

${\displaystyle V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})+A_{\mathrm {cm} }{\tfrac {V_{+}+V_{-}}{2}}}$

dónde${\displaystyle A_{\mathrm {cm} }}$es la "ganancia de modo común", que suele ser mucho menor que la ganancia diferencial .

La CMRR se define como la relación de las potencias de la ganancia diferencial sobre la ganancia de modo común, medida en decibelios positivos (utilizando así la regla del logaritmo de 20 ):

${\displaystyle \mathrm {CMRR} =\left({\frac {A_{\mathrm {d} }}{|A_{\mathrm {cm} }|}}\right)=10\log _{10}\left({\frac {A_{\mathrm {d} }}{A_{\mathrm {cm} }}}\right)^{2}{\text{dB}}=20\log _{10}\left({\frac {A_{\mathrm {d} }}{|A_{\mathrm {cm} }|}}\right){\text{dB}}}$

Dado que la ganancia diferencial debe ser mayor que la ganancia en modo común, este será un número positivo, y cuanto mayor sea, mejor.

La relación de rechazo en modo común (CMRR) es una especificación muy importante, ya que indica la cantidad de señal de modo común no deseada que aparecerá en la salida, generalmente una medición de alguna magnitud. El valor de la CMRR suele depender de la frecuencia de la señal y debe especificarse en función de ella.

Suele ser importante para reducir el ruido en las líneas de transmisión. Por ejemplo, al medir la tensión de un termopar en un entorno ruidoso, el ruido eléctrico ambiental se manifiesta como una desviación en ambos cables de entrada, generando una señal de tensión en modo común . La relación de rechazo en modo común (CMRR) del instrumento de medición determina la atenuación aplicada a dicha desviación o ruido.

La relación de rechazo en modo común (CMRR) es una característica importante de los amplificadores operacionales, los amplificadores diferenciales y los amplificadores de instrumentación, y se puede encontrar en la hoja de datos. La CMRR suele variar con la frecuencia de la señal de modo común y, a menudo, es mucho mayor con ajustes de ganancia elevados. La clave para lograr una CMRR alta reside generalmente en el uso de resistencias con una precisión muy alta (superior al 0,1 %) para minimizar cualquier diferencia en la amplificación de los lados negativo y positivo de la señal. Los amplificadores de instrumentación de un solo chip suelen tener resistencias ajustadas con láser para lograr una CMRR superior a 100  dB, e incluso a 130  dB en algunos casos.

El diseño de un balun de microondas (circuito de conversión de un solo extremo a diferencial) define el CMRR como la relación de ganancia diferencial a ganancia de modo común en parámetros S , como sigue: ^{[ 1 ]}

${\displaystyle \mathrm {CMRR} =|{\frac {S_{\mathrm {DS} }}{S_{\mathrm {CS} }}}|=|{\frac {S_{\mathrm {21} }-S_{\mathrm {31} }}{S_{\mathrm {21} }+S_{\mathrm {31} }}}|}$

Aquí, el puerto 1 es una entrada de terminación simple, y los puertos 2 y 3 son salidas diferenciales. El CMRR del balun representa la pequeña diferencia de ganancia y de fase entre las salidas diferenciales. Si la diferencia de fase entre las salidas diferenciales del balun es cercana a 180° y las amplitudes son iguales, el CMRR será alto.

• Línea equilibrada
• Conector XLR
• manguito de anillo de punta

• Presentación de PowerPoint sobre conectores de audio