一个简单的减法器或差分放大器可以由四个电阻器和一个运算放大器构成，如下图 1 所示。它通常用于需要简单差分到单端转换的应用中，例如电流检测。

图1

由虚短、续断可以得出：

Vout=（V2-V1）R2/R1

R2/R1=R2'/R1' 对高 CMR 至关重要

CMR=20lg[(1+R2/R1)/Kr] 其中 Kr = R1/R2 与 R1'/R2' 的总分数失配对于R2=R1情况 0.1% 总失配率 ≈ 66dB CMR

这个简单的电路存在几个基本问题。 首先，V1 和 V2 的输入阻抗不平衡。 V1 的输入阻抗是 R1，但 V2 的输入阻抗是 R1' + R2'。 该配置在 CMR 方面也可能存在很大问题，因为即使是很小的源阻抗不平衡也会降低可用的 CMR。 这个问题可以通过与每个输入串联的匹配良好的开环缓冲器来解决（例如，使用精密双运算放大器）。 但是，这增加了简单电路的复杂性，并可能引入偏移漂移和非线性。

该电路的第二个问题是 CMR 主要取决于电阻比匹配，而不是运算放大器。 电阻比 R1/R2 和 R1'/R2' 必须非常匹配才能抑制共模噪声——至少与 ≥100 dB 的典型运算放大器 CMR 一样。 另请注意，绝对电阻值相对不重要。

从单个批次中挑选四个 1% 的电阻器可能会产生 0.1% 的净比率匹配，这将实现 66 dB 的 CMR（假设 R1 = R2）。 但如果一个电阻与其他电阻相差 1%，则 CMR 将降至仅 46 dB。 显然，在该电路中使用普通分立电阻器（无需手动匹配）可能会实现非常有限的性能。 这是因为最好的标准现成 RNC/RNR 型电阻器容差约为 0.1%。

在实现简单的差分放大器时，与其因为精密运算放大器和单独的电阻网络导致更高的成本和 PCB 空间限制，不如寻找完全单片的解决方案。

差分放大器通常用于电流检测应用。 图 2显示了 AD8202 差分放大器的框图，该放大器针对汽车应用进行了优化。

图2

A1 输入放大器配置为增益为 10 的简单减法器或差分放大器。A2 放大器提供额外的 2 非反相增益。 当 AD8202 在 3.5 V 至 12 V 单电源电压下工作时，薄膜电阻器的使用允许输入共模电压高达 28 V。薄膜电阻器还提供 0.01% 以内的匹配，从而产生 80 dB的整体 CMR。

图 3 显示了 AD8202 如何在电池电流检测应用中配置为高侧和低侧操作。 钳位二极管可保护 AD8202 输入免受功率器件突然关闭时可能出现的大电感尖峰的影响。 四端（开尔文检测）分流电阻器用于检测电流。

图3