【差分放大器共模抑制比的测定问题】在电子电路设计与测试中，差分放大器是一种非常重要的组件，广泛应用于信号处理、传感器接口和通信系统等领域。差分放大器的核心性能之一是其共模抑制比（CMRR, Common-Mode Rejection Ratio），它反映了放大器对共模信号（即两个输入端同时出现的相同信号）的抑制能力。CMRR越高，表示放大器对共模干扰的抑制能力越强，从而提高了系统的信噪比和稳定性。
本文将围绕“差分放大器共模抑制比的测定问题”进行总结，并通过表格形式清晰展示关键参数与测试方法。
一、共模抑制比的基本概念
共模抑制比（CMRR）定义为差分放大器对差模信号增益（Ad）与对共模信号增益（Ac）的比值，通常以分贝（dB）表示：
$$
\text{CMRR} = 20 \log_{10} \left( \frac{A_d}{A_c} \right)
$$
其中：
- $ A_d $：差模增益，即两个输入端电压差被放大的倍数；
- $ A_c $：共模增益，即两个输入端电压相同情况下被放大的倍数。
理想情况下，$ A_c = 0 $，因此 CMRR 趋近于无穷大。但在实际应用中，由于器件不匹配、温度漂移等因素，$ A_c $ 不为零，CMRR 是衡量差分放大器性能的重要指标。
二、共模抑制比的测定方法
为了准确测定差分放大器的 CMRR，通常采用以下两种方法：
方法一：直接测量法
1. 设置差模输入：将两个输入端分别接入不同电压，形成差模信号。
2. 测量输出电压：记录输出电压 $ V_{out,d} $，计算差模增益 $ A_d = \frac{V_{out,d}}{V_{in,d}} $。
3. 设置共模输入：将两个输入端接同一电压，形成共模信号。
4. 测量输出电压：记录输出电压 $ V_{out,c} $，计算共模增益 $ A_c = \frac{V_{out,c}}{V_{in,c}} $。
5. 计算 CMRR：使用上述公式计算 CMRR 值。
方法二：利用运算放大器特性（适用于集成运放）
对于集成差分放大器或运算放大器，可使用如下方式：
1. 输入一个共模信号（如 0.1V），保持两输入相等。
2. 测量输出电压变化，得到 $ A_c $。
3. 输入一个差模信号（如 0.1V 差值），测得 $ A_d $。
4. 计算 CMRR。
三、影响 CMRR 的因素
| 影响因素 | 说明 |
| 器件匹配性 | 电阻、晶体管等元件的不匹配会导致共模增益增大 |
| 温度变化 | 温度漂移会改变器件参数，影响 CMRR |
| 频率响应 | 高频下共模增益可能上升，降低 CMRR |
| 电源抑制比（PSRR） | 电源波动也可能影响共模信号的处理 |
| 反馈结构 | 负反馈可改善 CMRR，但需合理设计 |
四、典型 CMRR 值参考表
| 放大器类型 | 典型 CMRR 值（dB） | 备注 |
| 运算放大器（如 LM741） | 约 90 dB | 一般工业应用 |
| 高精度运放（如 OP07） | 约 100 dB | 适用于精密测量 |
| 差分放大器模块 | 约 80–110 dB | 根据型号不同而变化 |
| 仪表放大器（如 INA128） | 约 120 dB | 高精度场合常用 |
五、结论
差分放大器的共模抑制比（CMRR）是衡量其抗干扰能力的重要指标。通过合理的电路设计、元器件选择和测试方法，可以有效提高 CMRR，从而提升系统的稳定性和测量精度。在实际应用中，应结合具体需求选择合适的放大器，并定期进行 CMRR 测试，确保其性能满足要求。
附录：CMRR 测定步骤简表
| 步骤 | 操作内容 | 目的 |
| 1 | 设置差模输入 | 测量差模增益 |
| 2 | 测量输出电压 | 计算 $ A_d $ |
| 3 | 设置共模输入 | 测量共模增益 |
| 4 | 测量输出电压 | 计算 $ A_c $ |
| 5 | 计算 CMRR | 评估放大器性能 |
通过以上分析与数据对比，可以更全面地理解差分放大器 CMRR 的测定问题及其实际意义。
