نسبة رفض الوضع المشترك

في مجال الإلكترونيات ، تُعدّ نسبة رفض الوضع المشترك ( CMRR ) لمضخم تفاضلي (أو أي جهاز آخر) مقياسًا يُستخدم لتحديد قدرة الجهاز على رفض إشارات الوضع المشترك ، أي تلك التي تظهر في آنٍ واحد وبطورٍ متطابق على كلا المدخلين. يُفترض أن يكون للمضخم التفاضلي المثالي نسبة رفض وضع مشترك لا نهائية، إلا أن هذا غير ممكن عمليًا. تُصبح نسبة رفض الوضع المشترك العالية ضرورية عند تضخيم إشارة تفاضلية في وجود إشارة وضع مشترك قوية محتملة، مثل التداخل الكهرومغناطيسي القوي . ومن الأمثلة على ذلك نقل الصوت عبر خط متوازن في أنظمة تضخيم الصوت أو التسجيل .

من الناحية المثالية، يقوم مكبر الإشارة التفاضلي بأخذ الفولتيات،${\displaystyle V_{+}}$و${\displaystyle V_{-}}$على مدخليه وينتج جهد خرج${\displaystyle V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})}$، أين${\displaystyle A_{\mathrm {d} }}$يمثل هذا الكسب التفاضلي. ومع ذلك، فإن خرج مضخم تفاضلي حقيقي يُوصف بشكل أفضل على النحو التالي  :

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

أين${\displaystyle A_{\mathrm {cm} }}$هو "كسب الوضع المشترك"، والذي عادة ما يكون أصغر بكثير من الكسب التفاضلي .

يُعرَّف معدل رفض الوضع المشترك (CMRR) بأنه نسبة قدرة الكسب التفاضلي إلى قدرة الكسب في الوضع المشترك، ويُقاس بالديسيبل الموجب (وبالتالي باستخدام قاعدة اللوغاريتم 20 ):

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

بما أن الكسب التفاضلي يجب أن يتجاوز الكسب المشترك، فسيكون هذا رقماً موجباً، وكلما كان الرقم أعلى كان ذلك أفضل.

يُعدّ معدل رفض الوضع المشترك (CMRR) مواصفةً بالغة الأهمية، إذ يُشير إلى مقدار إشارة الوضع المشترك غير المرغوب فيها التي ستظهر في الخرج، وعادةً ما يكون قياسًا لكمية معينة. غالبًا ما تعتمد قيمة CMRR على تردد الإشارة ، ويجب تحديدها كدالة له .

يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية في الحدّ من التشويش على خطوط النقل. فعلى سبيل المثال، عند قياس جهد المزدوجة الحرارية في بيئة صاخبة، يظهر التشويش الكهربائي الناتج عن البيئة على شكل انحراف على طرفي الإدخال، مما يجعله إشارة جهد ذات نمط مشترك . ويحدد معدل رفض النمط المشترك (CMRR) لجهاز القياس مقدار التوهين المطبق على هذا الانحراف أو التشويش.

يُعدّ معدل رفض الوضع المشترك (CMRR) سمةً مهمةً في مكبرات العمليات، ومكبرات الفرق، ومكبرات القياس، ويمكن الاطلاع عليه في ورقة البيانات. يتغير معدل رفض الوضع المشترك عادةً بتغير تردد إشارة الوضع المشترك، ويكون أعلى بكثير عند إعدادات الكسب العالية. يكمن مفتاح تحقيق معدل رفض وضع مشترك عالٍ في استخدام مقاومات متطابقة بدقة عالية جدًا (أفضل من 0.1%) لتقليل أي فرق في تضخيم الجانبين السالب والموجب للإشارة. تحتوي مكبرات القياس أحادية الشريحة عادةً على مقاومات مضبوطة بالليزر لتحقيق معدل رفض وضع مشترك يتجاوز 100  ديسيبل، وأحيانًا يصل إلى 130  ديسيبل.

يُعرّف تصميم محول التوازن الميكروويفي (دائرة تحويل من أحادي الطرف إلى تفاضلي) نسبة رفض الوضع المشترك على أنها نسبة الكسب التفاضلي إلى كسب الوضع المشترك في معاملات S ، كما يلي: ^{[ 1 ]}

$//$

هنا، المنفذ 1 هو مدخل أحادي الطرف، والمنفذان 2 و3 هما مخرجان تفاضليان. يُمثل معدل رفض الوضع المشترك (CMRR) للمحول المتوازن غير المتوازن (balun) مدى صغر فرق الكسب وخطأ الطور بين المخرجين التفاضليين. إذا كان فرق الطور بين المخرجين التفاضليين للمحول المتوازن غير المتوازن قريبًا من 180 درجة وكانت السعات متساوية، فسيكون معدل رفض الوضع المشترك (CMRR) مرتفعًا.

• خط متوازن
• موصل XLR
• طرف الحلقة غلاف

• عرض تقديمي باستخدام برنامج باوربوينت حول موصلات الصوت