Was ist das Gleichtaktunterdrückungsverhältnis?

Bei Telekommunikations- oder professionellen Aufzeichnungsanwendungen ist das Gleichtaktunterdrückungsverhältnis (CMRR) ein Maß für die Tendenz eines Geräts, Eingangssignale an Eingangsleitungen zurückzuweisen. Wenn eine große Spannungsdifferenz relevanter Informationen zwischen zwei Signalen oder überlagerte Fluktuationen eines der Signale auf einer gepaarten Leitung zu einem Verstärker besteht, würde diese Fluktuationsdifferenz als hohe CMRR gelesen. Wenn beispielsweise Obertöne eines Gitarren-Overdubs bei der Wiedergabe einer Aufnahme im Kontrollraum verloren gehen und dieser Verlust während der Live-Aufnahme nicht zu hören war, zeigt der CMRR an, wo Spannungsunterschiede den Verlust des Eingangs zum Aufnahmegerät anzeigen. Mit anderen Worten, wenn eine Schaltung keinen konstanten Ausgang beibehält, wird dies in der Gleichtaktstörung auf dem Eingangspegel widergespiegelt. Die Verringerung des Signal-Rausch-Verhältnisses in Aufzeichnungssituationen hängt davon ab, dass diese Eingangssignale mit hohem Gleichtaktunterdrückungsverhältnis pro Frequenz erfasst werden können.

Eine hohe Gleichtakteingangsspannung bei einigen Operationsverstärkermodellen führt zu einem als Operationsverstärkerausgangslatch-up bekannten Zustand, da sie die zulässigen Grenzen für den Operationsverstärker überschritten hat. In der Regel sollte daher die Eingangsspannung niemals über den Schienenspannungen der Stromversorgung liegen, da dies den Operationsverstärker unberechenbar machen oder seine Schaltkreise zerstören kann. Dies kann beim Einschalten passieren, bevor die Kondensatoren ausreichend aufgeladen sind, um Überschüsse herauszufiltern, und wenn ein gedankenloser Techniker das Eingangssignal vor dem Einschalten nicht entfernt hat.

In einigen Niederspannungs-Operationsverstärkern kann ein niedriges Gleichtaktunterdrückungsverhältnis aufgrund von Fehlanpassungsfehlern und Schwanzstromumschaltung zwischen N- und P-Schaltungen vorliegen. Professionelle Audiogeräte verfügen über symmetrische Differenzeingangsleitungen, die Signale auf zwei Drähten haben, die jeweils negativ sind. Jedes Rauschen auf dem Draht ist beiden Drähten gemeinsam und sie heben sich gegenseitig auf, sodass das Rauschen unterdrückt wird, in dB messbar ist und als Gleichtaktunterdrückungsverhältnis bezeichnet wird.

In der Medizin werden batteriebetriebene Vorverstärker an Elektrokardiographen angeschlossen und ein sehr hohes Gleichtaktunterdrückungsverhältnis induziert, um eine spezielle Art von Elektrokardiogramm namens Laplace zu erstellen. Der Zweck dieses Verfahrens besteht darin, den Zeitpunkt der Aktivierung im Myokard des Herzens ohne Operation zu finden und zu untersuchen. Durch diese Echtzeitanalyse ist es möglich, Aktivierungsarrhythmien durch die gute Signal-Rausch-Unterdrückung durch an der Brust angebrachte Sensoren zu erkennen. In der Tomographie laufen Entwicklungsarbeiten, um das Gleichtakt-Unterdrückungsverhältnis bei mehreren Frequenzen für thorakale Impedanzkardiographietests sowie die Ganzkörper-Bioimpedanzanalyse zu verwenden.