原创 信号链基础(5)

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。

                                                      图 1：具有增益为 100 的差分放大器。

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：

CMR 也可以被称为共模增益，或：

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。

图 2：输入缓冲级。

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。

图 3：经典的运放仪表放大器。

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。