オペアンプについて

Question

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。

Answer

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！！

オペアンプの選定で困っている