六大問題幫你搞定共模抑制比

　　摘要：你或許知道“共模抑制比是差模增益與共模增益之比”，但你知道共模抑制比120dB與60dB區(qū)別多大嗎？你知道為什么要抑制共模信號(hào)嗎？

　　一、什么是共模抑制比？

　　共模抑制比定義為當(dāng)運(yùn)算放大器工作于線性區(qū)時(shí)，運(yùn)算放大器的差模增益與共模增益之比值。共模抑制比是一個(gè)極為重要的指標(biāo)，它表示了差模輸入時(shí)抑制共模干擾信號(hào)能力，是衡量了運(yùn)算放大器對(duì)輸入信號(hào)共模信號(hào)的隔離能力。

　　其中， KCMRR表示共模抑制比， AD表示差模增益， AC表示共模增益。

　　二、什么是共模信號(hào)與差模信號(hào)？

　　共模信號(hào)是信號(hào)線對(duì)地的電壓，差模信號(hào)是信號(hào)線之間的電壓。放大電路是一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)端口有兩個(gè)端子。當(dāng)兩個(gè)輸入端子的輸入信號(hào)分別為U1和U2時(shí)，兩信號(hào)的差值稱為差模信號(hào)，而兩信號(hào)的算術(shù)平均值稱為共模信號(hào)。

　　三、為什么要抑制共模信號(hào)？

　　任何信號(hào)都可以分解為共模信號(hào)和差模信號(hào)。共模信號(hào)是作用在差分放大器或儀表放大器兩個(gè)輸入端的相同信號(hào)，通常是由于線路傳導(dǎo)和空間磁場(chǎng)干擾產(chǎn)生的，不攜帶有效信息，是不希望出現(xiàn)的信號(hào)。主要表現(xiàn)為：

　　1. 單線傳輸時(shí)，地電位差異引起的共模信號(hào)，會(huì)疊加在信號(hào)上形成共模干擾，造成原始信號(hào)失真。

　　2. 雙線傳輸時(shí)，有效信號(hào)是差模信號(hào)，共模信號(hào)是無(wú)效信號(hào)。如果共模信號(hào)被放大很多，會(huì)影響到真正需要放大的差模信號(hào)。

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　　四、共模干擾是如何產(chǎn)生的？

　　實(shí)際應(yīng)用中，溫度的變化各種環(huán)境噪聲的影響都可以視作為共模干擾，共模干擾產(chǎn)生的原因很多。主要原因有以下四點(diǎn)：

　　1. 電網(wǎng)串入共模干擾電壓。

　　2. 輻射干擾（如雷電，設(shè)備電弧，附近電臺(tái)，大功率輻射源） 在信號(hào)線上感應(yīng)出共模干擾。

　　3. 接地電壓不一樣，也就是說(shuō)地電位差異引入共模干擾。

　　4. 設(shè)備內(nèi)部電線對(duì)電源線的影響。

　　五、高共模抑制比在測(cè)試儀器中有什么作用？

　　1. 可以保證通道間的共模干擾減到最小。

　　2. 可以隨意測(cè)量任意點(diǎn)，不受地電位影響。

　　3. 可以保證每個(gè)通道獨(dú)立測(cè)量。

　　六、共模抑制比120dB與60dB區(qū)別大嗎？

　　比如輸出差模信號(hào)1V，差模增益1，理論測(cè)試結(jié)果為1V。但若存在100V共模電壓，120dB共模抑制比衰減倍數(shù)為0.000001，此時(shí)測(cè)試誤差為0.1mV，而60dB共模抑制比衰減倍數(shù)為0.001，測(cè)試誤差為100mV。也就是說(shuō)，共模抑制比60dB的測(cè)試誤差會(huì)是120dB測(cè)試誤差的1000倍。