嵌入式学习笔记 - 运算放大器的共模抑制比
一 定义
共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio, CMRR）是衡量差分放大器（或差分电路）抑制共模信号能力的关键指标。它在电子工程中尤为重要，特别是在需要处理微弱信号或对抗环境噪声的场景中。
核心概念
- 共模信号：同时出现在两个输入端的不同的信号，比如环境噪声，信号干扰。
- 差模信号：两个输入端之间的差异的信号(真实需要放大的信号)。
CMRR的作用：量化放大器对共模信号的抑制能力，同时有效放大差模信号。
公式与单位
-
定义式：CMRR(共模抑制比)=差模增益(Ad)/共模增益(Ac),
或者用log表示：
-
示例：若差模增益 Ad=1000，共模增益 Ac=0.1，则CMRR=1000/0.1=104或80 dB。可见共模抑制比越高性能越好。
二 为什么CMRR重要？
- 抗干扰能力：高CMRR的放大器能有效抑制共模噪声（如电源噪声、电磁干扰），确保有用信号（差模部分）被精确放大。
- 应用场景：
- 医疗设备（如心电图机ECG）中抑制人体共模干扰。
- 传感器信号调理（如应变片、热电偶）中滤除环境噪声。
- 通信系统中减少信号传输中的共模干扰。
三 典型值与设计要求
- 普通运放：CMRR约 70–90 dB。
- 精密仪表放大器：CMRR可达 100–120 dB 以上。
- 提升CMRR的方法：
- 优化电路对称性。
- 使用匹配的电阻元件。
- 采用仪表放大器结构。