공통 모드 전압 제거하기

이상적인 차동 측정 시스템은 양수(+) 입력과 음수(-) 입력의 두 터미널 사이의 포텐셜 차이에만 반응합니다. 두 증폭기 입력에 모두 존재하는 인스트루멘테이션 증폭기 접지에 상대적으로 측정된 전압을 공통 모드 전압이라고 부릅니다. 이상적인 차동 측정 시스템에서 공통 모드 전압은 완전히 무시됩니다(측정되지 않습니다). 이 기능은 노이즈를 제거하는데 유용합니다. 케이블 시스템을 구성하는 회로에 원하지 않는 노이즈가 공통 모드 전압으로 들어가는 경우가 많기 때문입니다.

실제 디바이스는 공통 모드 전압 범위, 공통 모드 제거율(CMRR)과 같은 파라미터로 정의되는 몇 가지 인자를 가지고 있기 때문에 공통 모드 전압을 제거하는 능력이 제한됩니다.

 

공통 모드 전압

 

 

공통 모드 전압 범위는 측정 시스템 접지에 상대적인 각 입력에서 허용 가능한 전압 이동을 제한합니다. 이 제한을 지키지 않으면 측정 에러가 발생할 뿐만 아니라 디바이스 구성요소에 손상을 미칠 수도 있습니다. 공통 모드 전압(Vcm)은 다음 수식으로 정의됩니다:

• Vcm = (V+ + V–) / 2

이 때 V+는 측정 시스템 접지에 상대적인 측정 시스템의 비반전 터미널의 전압, V–는 측정 시스템 접지에 상대적인 측정 시스템의 반전 터미널의 전압입니다.

 

 

CMRR

 

CMRR은 차동 측정 시스템의 기능을 측정하여 공통 모드 전압 신호를 제거합니다. 예를 들어, 노이즈가 많은 환경에서 열전쌍을 측정하는 경우 환경의 노이즈가 입력 도선 모두에 나타납니다. 그러므로 이 노이즈는 공통 모드 전압 신호이며 인스트루먼트의 CMRR과 같은 양이 제거됩니다. 대부분의 DAQ 디바이스는 CMRR을 전원선 주파수인 60 Hz로 지정합니다. 데시벨(dB)로 표시되는 CMRR은 다음 수식으로 정의됩니다:

• CMRR(dB) = 20 log (차동 이득/공통 모드 이득)

다음 그림은 단순한 회로를 나타냅니다. 이 회로에서 데시벨로 표시되는 CMRR은 20 log Vcm/Vout로 측정됩니다. 이때 Vcm = V+ + V–입니다.

 

 

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