オペアンプについて

質問

現在、オペアンプの選定で困っております。
内容は、オペアンプを差動増幅で使用したいのですが、仮に2つの入力信号が
0Ｖの時に0Ｖ、または2つの信号が10Ｖで出力が0Ｖになるようにしたいのです。理想は0Ｖになるといいのですが、実際はならないので、限りなく0Ｖに近い出力をする部品を探しております。ＯＰアンプの規格表をにらんでいますが、よく分からず、CMRRがその性能を表していると思うのですがよくわかりません。ＣＭＲＲ数値が多きければ限りなく0に近い出力をするのか、ＣＭＲＲ数値が小さければ0に近いのか、このＣＭＲＲのこともよく分かりません。
どなたか、ご教授して頂けませんでしょうか？自分はまだまだ勉強不足で、周りに聞ける人がおらず、手の打ちようが有りません。本など紹介して頂けると
さらに助かります。宜しくお願い致します。

回答No.1

noname#230359

普通のOPアンプで差動アンプを組もうとすると、精度の高い抵抗が必要
です。OPアンプ自体も差動アンプに他ならないのですが、OPアンプを裸で
使うとゲインがありすぎて使い物になりません。OPアンプは負帰還をかけて
使うものですから、ほとんどの性能は帰還素子できまります。

CMRRも事実上、ゲインを決める抵抗のマッチング度合いで決まります。
0.1%の高精度抵抗を使ってもCMRRは60dBですから、OPアンプ自体のもつ
100dBとか140dBなどというCMRRを実現するのは相当大変です。

そこで、マッチングの良い帰還素子まで内蔵した差動アンプが売られて
います。例えば、AD8221のように１本のゲイン抵抗だけで100dBの実用
CMRRが得られるものもあるので、高価ですが、一番間違いなく性能が
出せる選択だと思います。

もちろん、高精度抵抗を使って、さらに微妙な部分は可変抵抗で調整
するという方法もありますが、これは設計思想の問題になります。

CMRRは同相信号に対するゲインと差動信号に対するゲインの比です。
具体的には差動ゲインを同相ゲインで割ったものです。理想的には無限大
となります。

同相ゲインとは、二つの入力に同じ入力電圧を与えたときに、それが
何倍になって出力に出てくるか、です。差動アンプなのですから差が０
ならアンプのゲインが何倍であっても出力は０のはずですが、実際は
理想からのずれがあり、なにがしかの出力が出ます。つまり同相入力
に対してあるゲインがあるわけです。

CMRRはアンプ単体に対して定義されるだけでなく、OPアンプなどを使って
構成されたアンプ全体に対しても定義されます。後者は、回路に使われて
いる抵抗の誤差などに影響されて、普通はOP単体より悪い値になります。

参考書は、岡村迪夫著、OPアンプ回路の設計　などが定本ではないで
しょうか。

できたらOPアンプだけでなくトランジスタを使ったディスクリート部品
で作る回路も是非勉強してください。より源流に近いところを抑えて
おくことで、応用力が40dBも違います！！

お礼

御礼、遅くなり申し訳ございませんでした。
ご回答有難うございます。
差動アンプなるものがあるのですね。知りませんでした。
もう一つお聞きしたいのですが、ＣＭＲＲとは何と何の対比なのでしょうか？
あと、お勧めの本や参考書などはありますか？自分はまだまだ勉強中なので
なるべく簡単で理解しやすいものが大変助かります。将来的にアナログ技術者
になりたいと考えております。