共模抑制比

共模抑制比（英语：common-mode rejection ratio, CMRR）是模拟电路中差分放大器（或者其他电子器件）的一个用于衡量其抑制两端输入信号共模部分的一个参数。在实际应用中，例如，当有用信号为低电压信号且叠加在一个可能较高的电压补偿，或者是相关信息表示为在两个信号的差值时，较高的共模抑制比就十分重要。

简化的双端输入运算放大器模型。运算放大器将$V_{+}$和$V_{-}$之间的差模信号进行运算处理，而对共模信号进行抑制衰减。图中$V_{S+}$和$V_{S-}$分别提供正负直流电压保证运算放大器的静态工作点。

理想状态下，一个差分放大器两个输入端分别输入$V_{+}$和$V_{-}$，输出$V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})$，这里 $A_{\mathrm {d} }$为差模增益。然而，现实中的差分放大器用下式表示更佳：

$V_{\mathrm {o} }=A_{\mathrm {d} }(V_{+}-V_{-})+{\frac {1}{2}}A_{\mathrm {cm} }(V_{+}+V_{-})$

这里$A_{\mathrm {cm} }$是共模增益，通常情况远小于差模增益。

共模抑制比定义为差模增益与共模增益的比值：

$K={\frac {A_{d}}{A_{\mathrm {cm} }}}$

其中，$A_{d}$为差分放大器的差模增益，$A_{\mathrm {cm} }$为共模增益。

如果使用对数，则共模抑制比可以用分贝值来表示：

$\mathrm {CMRR} =10\log _{10}\left({\frac {A_{\mathrm {d} }}{A_{\mathrm {cm} }}}\right)^{2}=20\log _{10}\left({\frac {A_{\mathrm {d} }}{|A_{\mathrm {cm} }|}}\right)$

由于差模增益一般远大于共模增益，共模抑制比是一个正数。

共模抑制比是一个很重要的产品参数，它表示了通过放大器的共模信号的抑制与衰减的情况。其值通常也取决于信号本身的频率，因此严格来说必须表示为一个函数。

抑制共模信号在信号传输中降低噪声信号十分重要。例如，在噪声环境中测量热电偶的阻抗时，环境中的噪声同时输入两个端口，造成一个共模的噪声信号。测量仪器的共模抑制比决定了其对噪声或者补偿的衰减。

运算放大器的例子

一个运算放大器（简称运放）有两个输入端，同相输入端（$V_{+}$）和反相输入端（$V_{-}$），其开环增益为$G_{\mathrm {openloop} }$。理想运算放大器的输出信号可表示为：

$V_{\mathrm {out} }=(V_{+}-V_{-})\cdot G_{\mathrm {openloop} }$

这个方程表示了一个无穷大的共模抑制比。如果两个输入端口输入完全相同（包括幅值和相位）的信号，则输出信号为零。在实际应用中，常常不是绝对的理想运算放大器，共模抑制比越低，则共模信号在输出信号中的体现越大。例如，常见的741型运算放大器，在大多数情况下其共模抑制比约为90分贝。对于那些对运算放大器输出变化不太敏感的应用中，70分贝的共模抑制比已经足够。一些高端的电子设备可能会使用120分贝（如LM4562M）甚至更高的运算放大器。

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