六问帮你搞定共模抑制比

一、什么是共模抑制比？

共模抑制比定义为当运算放大器工作于线性区时，运算放大器的差模增益与共模增益之比值。共模抑制比是一个极为重要的指标，它表示了差模输入时抑制共模干扰信号能力，是衡量了运算放大器对输入信号共模信号的隔离能力。

二、什么是共模信号与差模信号？

共模信号是信号线对地的电压，差模信号是信号线之间的电压。放大电路是一个双口网络，每个端口有两个端子。当两个输入端子的输入信号分别为U1和U2时，两信号的差值称为差模信号，而两信号的算术平均值称为共模信号。

差模与共模信号

三、为什么要抑制共模信号？

任何信号都可以分解为共模信号和差模信号。共模信号是作用在差分放大器或仪表放大器两个输入端的相同信号，通常是由于线路传导和空间磁场干扰产生的，不携带有效信息，是不希望出现的信号。主要表现为：

1. 单线传输时，地电位差异引起的共模信号，会叠加在信号上形成共模干扰，造成原始信号失真。

2. 双线传输时，有效信号是差模信号，共模信号是无效信号。如果共模信号被放大很多，会影响到真正需要放大的差模信号。

共模信号示意

四、共模干扰是如何产生的？

实际应用中，温度的变化各种环境噪声的影响都可以视作为共模干扰，共模干扰产生的原因很多。主要原因有以下四点：

1. 电网串入共模干扰电压。

2. 辐射干扰（如雷电，设备电弧，附近电台，大功率辐射源）在信号线上感应出共模干扰。

3. 接地电压不一样，也就是说地电位差异引入共模干扰。

4. 设备内部电线对电源线的影响。

共模干扰

六、高共模抑制比在测试仪器中有什么作用？

1. 可以保证通道间的共模干扰减到最小。

2. 可以随意测量任意点，不受地电位影响。

3. 可以保证每个通道独立测量。

七、共模抑制比120dB与60dB区别大吗？

比如输出差模信号1V，差模增益1，理论测试结果为1V。但若存在100V共模电压，120dB共模抑制比衰减倍数为0.000001，此时测试误差为0.1mV，而60dB共模抑制比衰减倍数为0.001，测试误差为100mV。也就是说，共模抑制比60dB的测试误差会是120dB测试误差的1000倍。