Solución:
El voltaje de modo común es una compensación de voltaje que es “común” para las entradas inversora y no inversora (es decir, “+” y “-“) del amplificador de instrumentación. Un amplificador de instrumentación se configura como un amplificador diferencial, por lo que mide la diferencia entre estas dos entradas y, por lo tanto, rechaza cualquier voltaje que sea común a los dos. En otras palabras, si tiene dos señales v1
v1
v2
lo que medirá el amplificador de instrumentación es:
vo
Tenga en cuenta que Vcm
Ahora bien, ¿por qué nos preocupamos por el voltaje de modo común cuando seleccionamos un amplificador diferencial? Como han dicho otras personas, hay dos características clave del amplificador a considerar, la relación de rechazo de modo común (CMRR) y el rango de modo común.
El CMRR es importante porque el amplificador de instrumentación no es un amplificador diferencial ideal. Un amplificador de diferencia ideal rechazaría el 100% del voltaje de modo común en las señales de entrada y solo mediría la diferencia entre las dos señales. En un amplificador de instrumentos del mundo real, este no es el caso, y hay una cantidad medible (aunque generalmente muy pequeña) del voltaje de modo común en la entrada que ingresa a la salida.
El rango de modo común es importante, porque limita la distancia a tierra que pueden estar las señales de entrada medidas. Este es un límite porque normalmente no se pueden medir señales fuera de los voltajes de suministro (a menudo denominados “rieles) del amplificador. Hay excepciones a esto, pero en general el voltaje de cada señal de entrada debe permanecer dentro de los rieles de suministro de Por lo tanto, si está suministrando su amplificador con rieles de +/- 12V, es posible que no pueda medir la diferencia entre dos señales con una compensación de modo común de 15V, incluso si la diferencia entre las dos señales es de solo 20mV. Por ejemplo, si sus dos señales son completamente DC y son:
V1 = 15 + 0.010
V2 = 15 – 0.010
Vo = V1 – V2 = 0.020
No podría medirlos si su amplificador de instrumentación tuviera un rango de modo común de +/- 12V.
Digamos que un circuito tiene dos entradas, $ v_1
simular este circuito: esquema creado con CircuitLab
Para que estos circuitos sean equivalentes, necesitamos tener
$ V_ {cm} = frac {V_1 + V_2} {2} $
$ V_d = V_1 – V_2 $.
Y llamamos a $ V_ {cm} $ el voltaje de modo común, y llamamos a $ V_d $ el diferencial Voltaje.
¿Por qué es importante?
Cuando hablamos de amplificadores de instrumentación, preferimos expresar la entrada en términos de modo común y diferencial porque los amplificadores de entrada están diseñados para tener una alta ganancia para señales diferenciales y, idealmente, no responden a las señales de modo común.
Es decir
$ V_ {od} = A V_ {id} $
donde $ V_ {od} $ es la señal diferencial en la salida, $ V_ {id} $ es la señal diferencial en la entrada y A es la ganancia del amplificador.
y
$ V_ {o-cm} = V $
dónde V Hay algún voltaje que no está relacionado con las entradas.