24 Operational Amplifiers with Single-Ended Outputs: RAZON DE RECHAZO AL MODO COMÚN

El último efecto que vamos a tratar del amplificador real es este del rechazo al modo común. Es un problema ligado siempre a la característica del amplificador diferencial. Lo tratamos ahora debido a que el amplificador operacional es un amplificador diferencial cuando lo estudiamos en lazo abierto.

A representa la ganancia diferencial del amplificador operacional. Si se hiciera el siguiente montaje

la salida Vo debería ser cero ya que

sin embargo, al llevarlo a la práctica se observa que Vo no es cero, y además al aumentar VCM aumenta también el valor de Vo.

Todo esto nos obliga a replantearnos el caso ideal: ahora la salida se podría expresar como AVi más algo que dependa de VCM que se podría expresar en la forma...

donde K es una constante que se obtendría fácilmente haciendo que Vd=0 y midiendo Vo de manera que K=Vo/VCM. Todo esto lo podemos reescribir de nuevo de otra manera si entendemos el proceso de otra forma. Así, suponemos que Vo es debido a una tensión diferencial Vdentre los terminales y a una tensión en modo común VCM que es el nivel de tensión de referencia que tienen aplicados los dos terminales y sobre el que se superpone Vd. Ahora Voserá...

en donde podemos representar las tensiones aplicadas en la forma

Si tenemos un montaje diferencial resulta

en donde

a ese término habrá que añadirle un término en la forma GCMVCM.

Estos términos, llamados en modo común, aparecen por problemas de simetría en el circuito y los vamos a entender como un error del amplificador.

Nos interesa saber si los términos en modo común son grandes o no, si ACM influye mucho o poco en la salida, o más aún, si es muy grande o muy pequeño respecto al modo diferencial. En general sabemos que si ACM es grande el error será también grande y si ACM es muy pequeño entonces el amplificador no tendrá error. Por tanto ACMpodría ser un parámetro adecuado para conocer el error cometido debido al modo común. Sin embargo, no es el más adecuado ya que para conocer su influencia real hay que compararlo con el término AdVd. Para conseguir un buen parámetro, definimos la RAZÓN DE RECHAZO AL MODO COMÚN, que representaremos por CMRR, como el cociente entre la ganancia en diferencial y en común...

dependerá de la calidad del aparato y dado que Gd>>GCMson de esperar valores altos de este parámetro, del orden de 10⁵ ó 10⁶. Para trabajar con valores más manejables redefinimos este parámetro expresando su valor en decibelios

este parámetro suele tener valores mayores de 100 y cuanto mayor sea su valor, mejores condiciones presentará el amplificador como amplificador diferencial, teniendo mayor capacidad de rechazo de señales en modo común. En amplificadores en lazo cerrado, valores típicos de CMRR son del orden de 120, 130 dB.

Si modelamos este error como algo externo al amplificador en la forma Vo = GdVd + GCMVCM tendremos que añadir una fuente VCM en la entrada que produzca a la salida la tensión aumentada GCMVCM, por ello...