差分电路之概念及共模差模,差模信号

展全思梦 2025-11-06 21:02:42

差分电路之概念及共模差模,差模信号

为什么差模是有用信号，共模是干扰信号？

为什么差模信号是有用信号，而共模信号是干扰信号？要搞清楚这个问题，需要知道什么是差模信号和共模信号？下面我们通过具体的电路来回答这个问题。上图是一个简单的差分放大器，一般要求电阻R1=R3，R2=R4，此时电路的放大倍数A=R4/R3。在差分放大电路中，两个输入端之间的电压差称为差模信号，两个输入端与电路GND之间的电压差称为共模信号。

在上图中，LT1001运算放大器两个输入端V1和V2之间的电压差即为差模信号，V1与GND之间的电压差及V2与GND之间的电压差即为共模信号。上图电路是一个采用气敏电阻及差分放大器检测某种气体浓度的电路。气敏电阻R及电阻R1~R3组成一个检测电桥，这里假定R1~R3的取值相同，此时运算放大器两个输入端a、b的电压分别是R1、R2及R、R3对电源电压的分压。

显然，输入端a的电压是固定值（若电源电压不变的话），而输入端b的电压的大小则会随着气敏电阻R的阻值而变化。这样，运算放大器两个输入端a、b之间的电压差（即差模信号）便与气体浓度有关，故这个电压差是我们需要的有用信号。假设气体浓度不变，这样R的阻值就不会发生变化，此时输入端a、b之间的差模电压也是稳定的。

而实际中电源电压的波动、环境温度变化、电磁辐射等各种干扰信号，它们是同时作用在运算放大器的两个输入端，并同时影响两个输入端与GND之间的电压的大小，故这些干扰信号为共模信号。由于差分放大器放大的是有用的差模信号，而对各种干扰产生的共模信号，我们希望差分放大器对其抑制能力越强越好，故采用运算放大器构成差分放大器时，一般要求所用的运算放大器的共模抑制比CMRR尽可能的大一些，以便能更好的抑制各种共模干扰信号。

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