信号链基础知识 5

HelloRocky

在以前的文章中介绍过的差分放大器被认为是理想的运算放大器，也就是说，具有无限大的
共模抑制，实际上，运算放大器的共模抑制没有这么完美。这一指标被称为共模抑制(CMR)
或者共模抑制比(CMRR)。
为了了解 CMR 与 CMRR之间的差异，要参见图 1 所示电路。

在此， Vcm是共模电压， Vdm1 和 Vdm2 是差模电压。 该电路的用途就是放大差模电压(Vdm1
+ Vdm2)而抑制共模电压。
利用以前文章(第三部分，链接)中的电阻数值的变化，现在就得到一个增益级。传输函数为：

因为 CMR 由运放输入级器件的匹配程度决定，在具有比率匹配电阻的电路中，CMR 的数
值也依赖于电路的增益。为了归一化增益，或者把读数提交至输入，CMRR 被定义为：

这两个术语通常被表示为 dB。CMRR 变为：

尽管基本的差分放大器是有用的，它存在两个弱点，一是输入阻抗比较低；二是改变增益需
要改变两个匹配电阻。
为了解决输入阻抗的问题，在差分放大器的输入要增加两个缓冲放大器，如图 2所示。

这一配置提供具有增益的高输入阻抗且 CMRR由输出级电阻设置。在输入运放周围增加匹
配电阻可以把增益设置放在前端实现。

一般来说，这种情形下增益表达式变为：

对于图 3 中电路，这被简化为：

增加这一前端就给予了高输入阻抗、单电阻增益设置的性能，并可以输出级电阻比率匹配方
式调节 CMRR。在 IC 制造中，调节电阻的比率比调整电阻的绝对值要容易。