共模抑制比CMRR
运放的共模抑制比
运放的共模抑制比运放是指多芯片构成的组件，它由输入和输出端口，控制电路和数据记忆器组成，它可以实现高效率、低成本和小型尺寸的功能模块，是电子技术发明最重要的元件之一，在我们现代电子技术中占有重要地位。
运放具有非常有用的特性，其中共模抑制能力（Common Mode Rejection Ratio，CMRR）是运放重要的一个量度指标，因为共模抑制能力决定了在运放芯片中双路系统工作时共模信号的抑制程度，如果不足会影响信号的质量。
所以，CMRR的大小决定了运放芯片的性能，改善共模抑制能力是提高运放性能的关键部分。
共模抑制比是指运放在两路系统中共模输入信号的抑制能力，可以从输出结果中直接比较，呈现共模信号的抑制比。
它的定义是，若当负载输出信号的比值为Av时，当共模电压VI_CM发生变化时，负载电流信号的变化比值为α，则CMRR等于Av/α。
其中，Av为电压增益，α为负载电流信号变化率。
共模抑制能力对运放的有效性有着至关重要的影响，一般来说，共模抑制比在50 ~120dB之间是一个有效范围，大的CMRR代表信号质量高，补偿电压的范围更大，共模抑制比越大，运放芯片的任务就越有效。
共模抑制能力的改进很重要，给其他部件的添加可以有效提高CMRR，但是对于空间有限的应用，需要考虑体积和成本，因此其他改进措施也非常有必要。
例如，可以采用电磁干扰抑制技术，它可以减少非常高的共模抑制比。
抗干扰技术通常包括：(1)输入口尽量放置在运放芯片外环境的相对比较安静的位置，(2)可以用孔容积来提高对共模抑制能力的影响，(3)采用高介电常数介质，如耐候陶瓷，(4)使用抑制电容或降低噪声的补偿电阻，以降低共模抑制能力的影响，(5)采用宽带滤波器，使运放具有良好的高频抑制性能。
此外，有效改善共模抑制能力的方法还包括采用精确的补偿电阻、增加电晕对抗、使用线性元件等。
其实，改进共模抑制能力只需要几个步骤，只要采取有效的措施就可以提高CMRR，提高运放芯片的性能和可靠性。
差分放大电路的共模抑制比
差分放大电路的共模抑制比差分放大电路，听起来高深莫测，但其实它就像你家里的一个调音师，专门负责把信号的声音调到最佳状态。
这玩意儿的共模抑制比，那可是个很重要的指标呢。
简单来说，共模抑制比（CMRR）就是这位调音师的能力，能把背景噪音和想要的信号区分得有多清楚。
想象一下，你在咖啡店里，周围是人声鼎沸，音乐声和咖啡机的噪音四处游荡，这时你想听清朋友的声音，差分放大电路就是你耳朵里的那位调音师，把那些杂音都抛到九霄云外，让你专心听他讲的故事。
大家可能会好奇，什么是共模信号？其实就是那些两条输入线上都有的信号，比如说环境噪音、电源干扰等。
而差分信号呢，就是你真正想要听到的，比如朋友的声音。
调音师的本事在于，他能把两者分开，把共模信号“打包走”，留下的就是你最想听的内容。
这就像是把杂七杂八的杂志和你最爱的那本小说分开一样，前者完全不想碰，后者却是心心念念的宝贝。
再说这个共模抑制比，它的数值越大，说明调音师的能力越强。
想象一下，一位顶尖的调音师，能把背景的噪音压到无声，而想要的声音却响亮而清晰，这感觉简直就是如沐春风啊。
相反，如果这个比值低，那就像在一个吵闹的市场里，根本听不清你爱吃的那碗牛肉面的摊主在说什么，真让人抓狂。
我们来聊聊差分放大电路的构造。
它通常有两个输入端子，一个正端，一个负端。
正端接收信号，负端则接收与正端相同的共模信号。
这就像是你的左耳和右耳，两个耳朵各自接收声音，但你希望它们把环境的噪音过滤掉，只留下你要的声音。
于是，电路内部的运算放大器就发挥作用了，利用反相和非反相的工作原理，让你在最终输出时，能得到一个干净的信号。
这些技术细节就像是在讲一场魔术，最后呈现给你的却是让人惊艳的效果。
实践中共模抑制比的测量可不是那么简单。
我们需要用到一些仪器，比如示波器，来观察输入输出信号的波形。
就像是在盯着一场精彩的比赛，只有好好观察，才能明白谁是赢家，谁是被淘汰的。
而在实验室里，科学家们总是在不断调试，优化电路，追求更高的CMRR，就像乐手们不断练习，追求音色的完美。
共模抑制比计算公式
共模抑制比计算公式在实际的差动放大器中，输入信号往往包含差分信号和共模信号。
差分信号是差动放大器所关心的信号，而共模信号则是误差信号，需要被尽量抑制。
CMRR的大小表示了差动放大器对共模信号的抑制程度，CMRR越大，表示抑制能力越强，对共模信号的适应性越好。
CMRR的计算公式如下：CMRR = 20 log10(，Adm/Acm，)其中CMRR是共模抑制比，Adm是差动模式增益（也即差分信号放大倍数），Acm是共模模式增益。
通常情况下，Adm远大于Acm，所以CMRR 可以表示为：CMRR ≈ 20 log10(Adm)在实际中，CMRR的计算可能会稍有差异，取决于具体的差动放大器电路和性能。
一般来说，我们可以通过实验或者仿真测试来得到差动放大器的输入输出特性曲线，然后根据数据计算CMRR。
在实际应用中，CMRR的值应该尽量大，以确保差动放大器对共模干扰信号的抑制能力。
较高的CMRR可以帮助提高传感器测量系统的抗干扰能力，减少误差源对系统性能的影响。
要提高差动放大器的CMRR，可以采取以下措施：1.优化电路设计，减少共模模式增益。
共模模式增益可以通过选择合适的元件和电路结构来降低，从而提高CMRR。
2.增加差动放大器的增益。
通过增加差动模式增益，可以使CMRR的分子增大，从而提高CMRR的值。
3.优化差动放大器的输入电阻和输出电阻。
合理选择输入电阻和输出电阻，可以减小对共模信号的影响，从而提高CMRR。
总之，共模抑制比是衡量差动放大器对共模信号的抑制能力的一个重要指标。
通过优化电路设计和选择合适的电路结构，可以提高差动放大器的CMRR，从而提高系统的抗干扰能力。
共模抑制比详解
，共模抑制比也不可 能力也就越差。
抑制共模抑制比详细解释定义为了说明差分放大电路抑制 共模信号及放大差模信号的 能力，常用共模抑制比作为一 项技术指标来衡量，其定义为放大器对差模信号的 电压放大倍数Aud 与对共模信号的电 压放大倍数 Auc 之比，称为共模抑制比，英文全称是Common Mode Rejection Ratio ，因此一般用简写 CMRR 来表示，符号为 Kcmr ，单位是分贝db 。
差模信号电压放大倍数 Aud 越大，共模信号电压放大倍数Auc 越小，则CMRR 越大。
此时差分放大电路 抑制共模信号的 能力越强，放大器的 性能越优良。
当差动放大电路完全 对称时，共模信号电压放大倍数 Auc=0，则共模抑制比CMR Rs ，这是理想情况，实际上 电路完全对称是不存在的，共模抑制比也不可能趋于无穷大。
差分放大器影响共模抑制比的 因素◊电路对称性——电路的对称性决定了被放大后的信号残存共模干扰的幅度，电路对称性越差，其共模抑制比就越小，抑制共模信号（干扰）的能力也就越差。
◊电路本身的 线性工作范围一一实际的 电路其线性范围不是无限大的，当差模信号 超出了电路线性范围时，即使正常信号也不能被正常放大，更谈不上共模抑制能力。
实际电 路的 线性工作范围都小于其工作电压， 这也就是为什么对共模抑制要求较高的 设备前端电路也采用较高工作电压的原因。
为了说明差动放大电路抑制共模信号的能力，常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量，其定义为放大器对差模信号的 电压放大倍数 Aud 与对共模信号的 电压放大倍数Auc 之比，称为共模抑制比，用 KCMR 表示。
差模信号电压放大倍数 Aud 越大，共模信号电压放大倍数Auc 越小，则KCMR 越大。
此时差分放大电路抑制共模信号的 能力越强，放大器的 性能越好。
当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数 Auc=0，则共模抑制比 KCMR>^ ，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的 能趋于无穷大。
心电图机共模抑制比的测量
心电图机共模抑制比的测量心电图机用于检测人体心电信号，而且是很微弱的mV级信号，所以心电图机要求较高的灵敏度。
与此同时，干扰信号也很容易引入。
心电图机前置级一般都采用差动放大电路。
它对于差模信号(心电信号)有放大作用，即差模信号的放大倍数K d足够大；而对于共模信号(如周围电磁场所产生的干扰信号等)有抑制作用，即同相信号的放大倍数K c相当小。
K d和K c的比值称为共模抑制比CMRR，即：CMRR=K d/K c （1）若差分电路对共模信号(干扰信号)的抵制能力越大，即对共模信号放大倍数K c越小，则共模抑制比就越大。
因此，共模抑制比是衡量心电网机抗干扰能力的一个重要指标。
一、标准：中华人民共和国医药行业标准YY1139-2000《单道和多道心电图机》1.该标准规定了单道和多道心电图机的定义、分类、要求、试验方法、检验规则、标志、使用说明、包装、运输和贮存。
2.该标准适用于提供可取下供诊断用的心电图图谱的单道和多道心电图机。
该产品用于提取人体的心电波群进行形态和节律分析，供临床诊断和研究。
3.该标准不适用于下列装置：人体外的其他位置取得心电图信息的装置、心率计、心脏监视装置、心电向量图机、心音图机、遥测装置、在医院外的终端或不受控环境条件下使用的心电图机等根据YY1139-2000中5.9抗干扰能力规定：5.9.1 心电图机各导联的共模抑制比应大于60 dB二、方法：心电图机共模抑制比试验电路如图1所示。
其中，51 kΩ的电阻和0.047uF 的电容并联，用来模拟电极和人体皮肤之间的不平衡阻抗，一共有9个通道分别连接心电图机的9根导联线(N、R、L，F，C1，C2，C3，C4，C5，C6)，用9个开关(K1~K9)的打开和关闭来控制某路通道阻抗的接入与否。
工程中，一般用增益来表示放大倍数．放大器增益使用分贝(dB)作为单位。
A.当测量差模信号增益时．信号发生器输出50 Hz、1 mV的正弦波信号，通过开关K11放置1位、K12放置1位、K13放置2位来取得差模信号。
共模抑制比测试电路
共模抑制比测试电路共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio，CMRR）是评估信号处理系统抑制共模信号能力的重要指标。
在实际电路中，共模信号是指同时作用于系统两个输入端的信号，而差模信号是指作用于系统输入端的两个信号的差值。
共模抑制比测试电路可以用于测量信号处理系统的共模抑制能力，本文将详细介绍该测试电路的原理和实现方法。
共模抑制比测试电路的基本原理是通过输入共模信号和差模信号，并测量输出信号的差模分量和共模分量的比值来评估系统的共模抑制能力。
在实际应用中，由于各种因素的影响，信号处理系统可能会出现共模干扰，这会导致输出信号中存在与输入信号无关的共模分量。
共模抑制比测试电路的作用就是通过测量共模分量和差模分量的比值来评估系统对共模干扰的抑制能力。
共模抑制比测试电路通常由信号源、差分放大器和测量电路三部分组成。
信号源用于提供输入信号，可以是一个共模信号和一个差模信号的组合。
差分放大器用于将输入信号转换为差模输出信号。
测量电路用于测量输出信号的差模分量和共模分量，并计算共模抑制比。
在实际实现时，可以采用差动放大器作为差分放大器。
差动放大器由两个输入端和一个输出端组成，其中一个输入端接收差模信号，另一个输入端接收共模信号。
差动放大器的输出端输出差模信号，而共模信号会被放大器抑制，减少到尽可能小的程度。
此时，测量电路可以通过测量输出信号的差模分量和共模分量的比值来计算共模抑制比。
值得注意的是，共模抑制比的计算一般采用对数形式，即以分贝（dB）为单位。
常见的共模抑制比的计算公式为：CMRR = 20log10(Vd/Vc)其中，Vd为输出信号的差模分量，Vc为输出信号的共模分量。
为了获得准确的共模抑制比，测试电路的设计和实现需要注意一些关键点。
首先，信号源应具有稳定的输出特性，以保证输入信号的准确性。
其次，差分放大器的增益应尽可能大，以增强差模信号的输出。
此外，测量电路应具备高精度的测量能力，以确保对差模分量和共模分量的准确测量。
共模抑制比详解
共模抑制比详细解释为了说明差分放大电路抑制及放大差模信号(de) 能力,常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量,其定义为放大器对差模信号(de) Aud与对共模信号(de) 电压放大倍数Auc之比,称为共模抑制比,英文全称是Common Mode Rejection Ratio,因此一般用简写CMRR来表示,符号为Kcmr,单位是分贝db.差模信号电压放大倍数Aud越大,共模信号电压放大倍数Auc越小,则CMRR越大.此时抑制共模信号(de) 能力越强,放大器(de) 性能越优良.当差动放大电路完全对称时,共模信号电压放大倍数Auc=0,则共模抑制比CMRR→∞,这是理想情况,实际上电路完全对称是不存在(de) ,共模抑制比也不可能趋于无穷大.◇电路对称性——电路(de) 对称性决定了被放大后(de) 信号残存共模干扰(de) 幅度,电路对称性越差,其共模抑制比就越小,抑制共模信号（干扰）(de) 能力也就越差.◇电路本身(de) 线性工作范围——实际(de) 电路其线性范围不是无限大(de) ,当差模信号超出了电路线性范围时,即使正常信号也不能被正常放大,更谈不上共模抑制能力.实际电路(de) 线性工作范围都小于其工作电压,这也就是为什么对共模抑制要求较高(de) 设备前端电路也采用较高工作电压(de) 原因.为了说明差动放大电路抑制共模信号(de) 能力,常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量,其定义为放大器对差模信号(de) 电压放大倍数Aud 与对共模信号(de) 电压放大倍数Auc之比,称为共模抑制比,用KCMR表示. 差模信号电压放大倍数Aud越大,共模信号电压放大倍数Auc越小,则KCMR 越大.此时差分放大电路抑制共模信号(de) 能力越强,放大器(de) 性能越好.当差动放大电路完全对称时,共模信号电压放大倍数Auc=0,则共模抑制比KCMR→∞,这是理想情况,实际上电路完全对称是不存在(de) ,共模抑制比也不可能趋于无穷大.电路对称性越差,其共模抑制比就越小,抑制共模信号（干扰）(de) 能力也就越差.> > > 正文共模和差模信号(de) 定义及产生机理、电缆、绞线、变压器和扼流圈电磁干扰产生及其(de) 抑制1 引言了解共模和差模信号之间(de) 差别,对正确理解脉冲磁路和工作模块之间(de) 关系是至关重要(de) .变压器、共模扼流圈和自耦变压器(de) 端接法,对在局域网（LAN）和通信接口电路中减小共模干扰起关键作用.共模噪音在用无屏蔽对绞电缆线(de) 通信系统中,是引起射频干扰(de) 主要因素,所以了解共模噪音将有利于更好地了解我们关心(de) 磁性界面(de) 电磁兼容论点.本文(de) 主要目(de) 是阐述差模和共模信号(de) 关键特性和共模扼流圈、自耦变压器端接法主要用途,以及为什么共模信号在无屏蔽对绞电缆线上会引起噪音发射.在介绍这些信号特点(de) 同时,还介绍了抑制一般噪音常用(de) 方法.2 差模和共模信号我们研究简单(de) 两线电缆,在它(de) 终端接有负载阻抗.每一线对地(de) 电压用符号V1和V2来表示.差模信号分量是VDIFF,共模信号分量是VCOM,电缆和地之间存在(de) 寄生电容是Cp.其电路如图1所示,其波形如图2所示.2．1 差模信号纯差模信号是：V1=－V2 （1）大小相等,相位差是180°VDIFF=V1－V2 （2）因为V1和V2对地是对称(de) ,所以地线上没有电流流过.所有(de) 差模电流（IDIFF）全流过负载.在以电缆传输信号时,差模信号是作为携带信息“想要”(de) 信号.局域网（LAN）和通信中应用(de) 无线收发机(de) 结构中安装(de) 都是差模器件.两个电压（V1＋V2）瞬时值之和总是等于零.2．2 共模信号纯共模信号是：V1=V2=VCOM （3）大小相等,相位差为0°V3=0 （4）共模信号(de) 电路如图3所示,其波形如图4所示.因为在负载两端没有电位差,所以没有电流流过负载.所有(de) 共模电流都通过电缆和地之间(de) 寄生电容流向地线.在以电缆传输信号时,因为共模信号不携带信息,所以它是“不想要”(de) 信号.两个电压瞬时值之和（V1＋V2）不等于零.相对于地而言,每一电缆上都有变化(de) 电位差.这变化(de) 电位差就会从电缆上发射电磁波.3 差模和共模信号及其在无屏蔽对绞线中(de) EMC在对绞电缆线中(de) 每一根导线是以双螺旋形结构相互缠绕着.流过每根导线(de) 电流所产生(de) 磁场受螺旋形(de) 制约.流过对绞线中每一根导线(de) 电流方向,决定每对导线发射噪音(de) 程度.在每对导线上流过差模和共模电流所引起(de) 发射程度是不同(de) ,差模电流引起(de) 噪音发射是较小(de) ,所以噪音主要是由共模电流决定.3．1 对绞线中(de) 差模信号对纯差模信号而言,它在每一根导线上(de) 电流是以相反方向在一对导线上传送.如果这一对导线是均匀(de) 缠绕,这些相反(de) 电流就会产生大小相等,反向极化(de) 磁场,使它(de) 输出互相抵消.在无屏蔽对绞线系统中(de) 差模信号如图5所示.在无屏蔽对绞线中,不含噪音(de) 差模信号不产生射频干扰.3．2 对绞线中(de) 共模信号共模电流ICOM在两根导线上以相同方向流动,并经过寄生电容Cp到地返回.在这种情况下,电流产生大小相等极性相同(de) 磁场,它们(de) 输出不能相互抵消.如图6所示,共模电流在对绞线(de) 表面产生一个电磁场,它(de) 作用正如天线一样.在无屏蔽对绞线中,共模信号产生射频干扰.3．3 电缆线上产生(de) 共模、差模噪音及其EMC电子设备中电缆线上(de) 噪音有从电源电缆和信号电缆上产生(de) 辐射噪音和传导噪音两大类.这两大类中又分为共模噪音和差模噪音两种[1].差模传导噪音是电子设备内部噪音电压产生(de) 与信号电流或电源电流相同路径(de) 噪音电流,如图7所示.减小这种噪音(de) 方法是在信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联电容或用电容和电感组成低通滤波器,来减小高频(de) 噪音,如图8所示.差模辐射噪音是图7电缆中(de) 信号电流环路所产生(de) 辐射.这种噪音产生(de) 电场强度与电缆到观测点(de) 距离成反比,与频率(de) 平方成正比,与电流和电流环路(de) 面积成正比.因此,减小这种辐射(de) 方法是在信号输入端加LC低通滤波器阻止噪音电流流进电缆;使用屏蔽电缆或扁平电缆,在相邻(de) 导线中传输回流电流和信号电流,使环路面积减小.共模传导噪音是在设备内噪音电压(de) 驱动下,经过大地与设备之间(de) 寄生电容,在大地与电缆之间流动(de) 噪音电流产生(de) ,如图9所示.减小共模传导噪音(de) 方法是在信号线或电源线中串联共模扼流圈、在地与导线之间并联电容器、组成LC滤波器进行滤波,滤去共模传导噪声.其电路如图10所示.共模扼流圈是将电源线(de) 零线和火线（或回流线和信号线）同方向绕在铁氧体磁芯上构成(de) ,它对线间流动(de) 差模信号电流和电源电流阻抗很小,而对两根导线与地之间流过(de) 共模电流阻抗则很大.共模辐射噪音是由于电缆端口上有共模电压,在其驱动下,从大地到电缆之间有共模电流流动而产生(de) .辐射(de) 电场强度与电缆到观测点(de) 距离成反比,（当电缆长度比电流(de) 波长短时）与频率和电缆(de) 长度成正比.减小这种辐射(de) 方法有：通过在线路板上使用地线面来降低地线阻抗,在电缆(de) 端口处使用LC低通滤波器或共模扼流圈.另外,尽量缩短电缆(de) 长度和使用屏蔽电缆也能减小辐射.在有些电路中也可接入图11所示(de) 抗干扰变压器来防止差模和共模噪音.4 变压器与噪音传导理想变压器理论上是完美(de) 电路元件,它能用完美(de) 磁耦合在初级和次级绕组之间传送电能.理想变压器只能传送交变(de) 差模电流.它不能传送共模电流,因为共模电流在变压器绕组两端(de) 电位差为零,不能在变压器绕组上产生磁场.实际变压器初级和次级绕组之间有一个很小但不等于零(de) 耦合电容CWW,见图12.这个电容是绕组之间存在非电介质和物理间隙所产生(de) .增加绕组之间(de) 空隙和用低介电常数(de) 材料填满绕组之间(de) 空间就能减小绕组之间电容(de) 数值.电容Cww为共模电流提供一条穿过变压器(de) 通道,其阻抗是由电容量(de) 大小和信号频率来决定(de) .5 共模扼流圈对于理想(de) 单磁芯、双绕组(de) 共模扼流圈,将不考虑在实际扼流圈中或多或少存在(de) 杂散阻抗（Cww,DCR,Cp等）(de) 影响.这样(de) 假设是合理(de) ,因为一个好(de) 扼流圈设计,它(de) 杂散阻抗和电路(de) 源阻抗、负载阻抗相比是可以忽略(de) .5．1 理想共模扼流圈对差模信号(de) 效应差模电流以相反(de) 方向流过共模扼流圈(de) 绕阻,建立大小相等,极性相反(de) 磁场,它能使输出相互抵消,见图13.这就使共模扼流圈对差模信号(de) 阻抗为零.差模信号能不受阻地通过共模扼流圈.5．2 理想共模扼流圈对共模信号(de) 效应共模电流以相同(de) 方向流过共模扼流圈绕组(de) 每一边,见图14,它建立大小相等相位相同(de) 相加磁场.这一结果就使共模扼流圈对共模信号呈现高阻抗,使通过共模扼流圈(de) 共模电流大大地减弱.实际减弱量（或共模抑制量）取决于共模扼流圈阻抗和负载阻抗大小之比.6 有中心抽头(de) 自耦变压器自耦变压器是以定向电流传递方式实现能量传输(de) .对于理想(de) 自耦变压器[2],不考虑实际或多或少存在(de) 杂散阻抗（Cww,DCR,Cp等）(de) 影响.这样(de) 假设是合理(de) ,因为一个好(de) 自耦变压器设计,它(de) 杂散阻抗和电路(de) 源阻抗、负载阻抗相比是可以忽略(de) . 6．1 理想自耦变压器对差模信号(de) 效应从差模信号看,有中心抽头(de) 自耦变压器是两个在相位上相同(de) 对分绕组,见图15.这就意味差模电流在其中所形成(de) 磁场,会使其对差模电流呈现高阻抗.相当于对差模信号并联了一个高阻值(de) 阻抗,它对差模信号(de) 大小没有影响.6．2 理想自耦变压器对共模信号(de) 效应从共模信号看,有中心抽头(de) 自耦变压器是两个在相位上相反(de) 对分绕组,见图16.这就意味共模电流在其中会形成大小相等相位相反(de) 磁场,这一磁场会使共模电流(de) 输出互相抵消.对共模信号呈现零阻抗效应,使共模信号直接短路到地.7 减小电磁干扰(de) 一些常用方法通常都是在电路设计、印制板布线上想办法来减小电磁干扰或在机箱上增加屏蔽、采用有中心线(de) 共模扼流圈等方法来减小电磁干扰. 7．1 屏蔽用金属材料将机箱内部产生(de) 噪音封闭起来(de) 方法称为屏蔽.屏蔽对防止外部噪音进入机箱也是同样有效(de) .电场屏蔽和磁场屏蔽(de) 方法是不同(de) .电场屏蔽是用导体将噪音源包围起来,然后接地,就能达到屏蔽(de)目(de) .由于导体表面(de) 反射损耗很大,因此很薄(de) 材料（铝箔、铜箔）也有很好(de) 屏蔽效果.另外,机箱上即使有缝隙,也不会产生太大(de) 影响.磁场屏蔽主要用来屏蔽低频磁场(de) 干扰,这种干扰是由交流电流或直流电流产生(de) .例如,感应炼钢炉中有数万安培(de) 电流通过,在炉周围产生很强(de) 磁场,这个强磁场会使控制系统中(de) 磁敏器件失灵.最常见(de) 磁敏器件是彩色CRT显示器,在磁场(de) 作用下,显示器屏幕上(de) 图象颜色会失真,图象会产生抖动,导致显示质量严重降低,甚至无法使用.低频磁场往往随距离(de) 增加而衰减很快,因此在很多场合,将磁敏器件远离磁场源是减小磁场干扰(de) 十分有效(de) 措施.但当空间(de) 限制而无法采取这个方法时,屏蔽也是一个十分有效(de) 措施.要注意(de) 是,低频磁场屏蔽与射频磁场屏蔽是完全不同(de) ,射频磁场(de) 屏蔽使用导电率高(de) 材料如铍铜复合材料、银、锡或铝等材料,把它完全封闭起来,就可以了.但这些材料对低频磁场没有任何屏蔽作用.只有高导磁率(de) 铁磁合金才能屏蔽直流磁场或低频磁场.根据电磁屏蔽(de) 基本原理,低频磁场由于其频率低,吸收损耗很小,趋肤效应很小,并且由于其波阻抗很低,反射损耗也很小,因此单纯靠反射和吸收很难获得需要(de) 屏蔽效果.对这种低频磁场,要通过使用高导磁率材料为磁场提供一条磁阻很低(de) 旁路来实现屏蔽,这样空间(de) 磁场便会集中在屏蔽材料中,从而使磁敏器件免受磁场干扰.高导磁率材料在机械(de) 冲击下会极大地损失磁性,导致屏蔽效能下降.因此,屏蔽体在经过机械加工（如折弯、焊接、敲击、钻孔等）后,必须经过热处理以恢复磁性.热处理要在特定条件下进行,一般要在干燥氢气炉中以一定(de) 速率加热到1177℃,保持4个小时,然后以一定(de) 速率降低到室温.在对拼连接处进行焊接时,要使用屏蔽材料母料做焊接填充料,这样可以保证焊缝处(de) 高导磁.如果屏蔽效能要求较低,也可以采用铆接或点焊(de) 方式固定,但要注意拼接处(de) 屏蔽材料要有一定(de) 重叠,以保证磁路上较小(de) 磁阻.当需要屏蔽(de) 磁场很强时,仅用单层屏蔽材料,达不到屏蔽要求.这时,一种方法是增加材料(de) 厚度.但更有效(de) 方法是使用组合屏蔽,将一个屏蔽体放在另一个屏蔽体内,它们之间留有气隙.气隙内可以填充任何非导磁材料（如铝）做支撑.组合屏蔽(de) 屏蔽效果比单个屏蔽体高得多,因此组合屏蔽能够将磁场衰减到很低(de) 程度.7．2 电路设计由于时钟频率越高,高频能量(de) 发射越强,因此在数字电路中不要使用过高(de) 时钟频率.印制板上(de) 总线、较大(de) 环路面积和较长(de) 导线都是强辐射源,因此,除非必要,要尽量避免这些情况(de) 出现.使用大规模集成电路能够大幅度减少印制板上(de) 走线,从而减小辐射.在选用集成电路时,也有些问题需要注意.例如,高速肖特基电路由于脉冲上升时间很短,因此会在很高(de) 频率范围内产生发射.在功能允许(de) 条件下,尽量使用标准型电路.电路设计时要最大限度地保持数字线和信号线分离.信号通道必须远离输入输出线以防止数字线上开关噪音辐射到信号线上.电磁干扰 EMI (de) 来源及一些非常具体(de) 抑制方法来源:RFID信息作者: 发布时间:2007-08-03 18:02:26EMC 问题常常是制约中国电子产品出口(de) 一个原因,本文主要论述EMI (de) 来源及一些非常具体(de) 抑制方法.引言电磁兼容性 (EMC) 是指“ 一种器件、设备或系统(de) 性能,它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰 (IEEE C63.12-1987) . ” 对于无线收发设备来说,采用非连续频谱可部分实现 EMC 性能,但是很多有关(de) 例子也表明 EMC 并不总是能够做到.例如在笔记本电脑和测试设备之间、打印机和台式电脑之间以及蜂窝和医疗仪器之间等都具有高频干扰,我们把这种干扰称为电磁干扰 (EMI) .EMC问题来源所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化,有时变化速率还相当快,这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量,而相应(de) 电路则会将这种能量发射到周围(de) 环境中.EMI 有两条途径离开或进入一个电路：辐射和传导.信号辐射是通过外壳(de) 缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去；而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳,在开放(de) 空间中自由辐射,从而产生干扰.很多 EMI 抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合(de) 方式来实现,大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现 EMI 屏蔽：从源头处降低干扰；通过屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路(de) 抗干扰能力等. EMI 抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员(de) 目标,这些性能在设计阶段(de) 早期就应完成.对设计工程师而言,采用屏蔽材料是一种有效降低 EMI (de) 方法.如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用,从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层 ( 如导电漆及锌线喷涂等 ) .无论是金属还是涂有导电层(de) 塑料,一旦设计人员确定作为外壳材料之后,就可着手开始选择衬垫.金属屏蔽效率可用屏蔽效率 (SE) 对屏蔽罩(de) 适用性进行评估,其单位是分贝,计算公式为SEdB=A+R+B其中 A ：吸收损耗 (dB) R ：反射损耗 (dB) B ：校正因子 (dB)( 适用于薄屏蔽罩内存在多个反射(de) 情况 )一个简单(de) 屏蔽罩会使所产生(de) 电磁场强度降至最初(de) 十分之一,即 SE 等于 20dB ；而有些场合可能会要求将场强降至为最初(de) 十万分之一,即 SE 要等于 100dB .吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗(de) 数量,吸收损耗计算式为AdB=1.314(f×σ×μ)1/2×t其中 f ：频率(MHz) μ ：铜(de) 导磁率σ ：铜(de) 导电率 t ：屏蔽罩厚度反射损耗 ( 近场 ) (de) 大小取决于电磁波产生源(de) 性质以及与波源(de) 距离.对于杆状或直线形发射天线而言,离波源越近波阻越高,然后随着与波源距离(de) 增加而下降,但平面波阻则无变化 ( 恒为 377) .相反,如果波源是一个小型线圈,则此时将以磁场为主,离波源越近波阻越低.波阻随着与波源距离(de) 增加而增加,但当距离超过波长(de) 六分之一时,波阻不再变化,恒定在 377 处.反射损耗随波阻与屏蔽阻抗(de) 比率变化,因此它不仅取决于波(de) 类型,而且取决于屏蔽罩与波源之间(de) 距离.这种情况适用于小型带屏蔽(de) 设备.近场反射损耗可按下式计算R( 电 )dB=321.8-(20×lg r)-(30×lg f)-[10×lg(μ/σ)]R( 磁)dB=14.6+(20×lg r)+(10×lg f)+[10×lg(μ/σ)]其中 r ：波源与屏蔽之间(de) 距离.SE 算式最后一项是校正因子 B ,其计算公式为B=20lg[-exp(-2t/σ)]此式仅适用于近磁场环境并且吸收损耗小于 10dB (de) 情况.由于屏蔽物吸收效率不高,其内部(de) 再反射会使穿过屏蔽层另一面(de) 能量增加,所以校正因子是个负数,表示屏蔽效率(de) 下降情况.EMI抑制策略只有如金属和铁之类导磁率高(de) 材料才能在极低频率下达到较高屏蔽效率.这些材料(de) 导磁率会随着频率增加而降低,另外如果初始磁场较强也会使导磁率降低,还有就是采用机械方法将屏蔽罩作成规定形状同样会降低导磁率.综上所述,选择用于屏蔽(de) 高导磁性材料非常复杂,通常要向 EMI 屏蔽材料供应商以及有关咨询机构寻求解决方案.在高频电场下,采用薄层金属作为外壳或内衬材料可达到良好(de) 屏蔽效果,但条件是屏蔽必须连续,并将敏感部分完全遮盖住,没有缺口或缝隙( 形成一个法拉第笼 ) .然而在实际中要制造一个无接缝及缺口(de) 屏蔽罩是不可能(de) ,由于屏蔽罩要分成多个部分进行制作,因此就会有缝隙需要接合,另外通常还得在屏蔽罩上打孔以便安装与插卡或装配组件(de) 连线.设计屏蔽罩(de) 困难在于制造过程中不可避免会产生孔隙,而且设备运行过程中还会需要用到这些孔隙.制造、面板连线、通风口、外部监测窗口以及面板安装组件等都需要在屏蔽罩上打孔,从而大大降低了屏蔽性能.尽管沟槽和缝隙不可避免,但在屏蔽设计中对与电路工作频率波长有关(de) 沟槽长度作仔细考虑是很有好处(de) .任一频率电磁波(de) 波长为 : 波长(λ)= 光速 (C)/ 频率 (Hz)当缝隙长度为波长 ( 截止频率 ) (de) 一半时 ,RF 波开始以 20dB/10倍频 (1/10 截止频率 ) 或 6dB/8 倍频 (1/2 截止频率 ) (de) 速率衰减.通常 RF 发射频率越高衰减越严重,因为它(de) 波长越短.当涉及到最高频率时,必须要考虑可能会出现(de) 任何谐波,不过实际上只需考虑一次及二次谐波即可.7．3 印制板(de) 设计在印制板上合适(de) 放置元器件与合理(de) 安排印制板走线是很关键(de) .有些元器件,特别是磁性元件（如滤波器）在一个方向比其它方向可能有更大(de) 磁场.元器件相互之间成90°放置,磁场相互抵消并减小噪音辐射.开关器件远离磁性元件也能减小噪音辐射.印制板上(de)走线也是主要(de) 辐射源.走线产生辐射主要是由于逻辑电路中电流(de) 突变,在走线(de) 电感上产生感应电压,这个电压会产生较强(de) 噪音辐射.另外,由于走线起着发射天线(de) 作用,因此走线(de) 长度越长,辐射(de) 噪音越多.短(de) 走线比长(de) 走线辐射少.粗(de) 走线比细(de) 走线噪音辐射少.所以使走线尽可能地短,从而把走线(de) 自感减到最小是很必要(de) .7．4 采用有中心线(de) 共模扼流圈减少和改善噪音(de) 另一种方法,特别是对高频段,是在传输频道上用有中心线(de) 共模扼流圈,如图17所示.共模扼流圈(de) 耦合电容对中心线(de) 每一边是对称(de) .变压器(de) 次级具有分路,这分路有助于变压器(de) 次级绕组(de) 分布电容更好地控制传输频道上(de) 返回损耗.它还可以在高频段提供一阻尼(de) 下凹,其频率范围出现在(700～900)MHz之间,这个范围也可以进行控制,典型(de) 响应曲线见图18.变压器与 EMI (de) 关系系统设计工程师解决棘手(de) EMI 问题时,很多时候都未能认真地研究变压器(de) 设计.变压器与 EMI 之间有如下(de) 关系.由于变压器(de) 线圈带有高频电流,因此变压器实际上已成为接收 H 场(de) 天线.这些 H 场会冲击附近(de) 走线,并通过这些走线将 H 场传导或辐射到密封(de) 范围以外.由于部分线圈有摆动电压,因此实际上它们也成为接收电磁场(de) 天线. 初级及次级线圈之间(de) 寄生电容可以将噪声传送到绝缘层之外.由于次级线圈(de) 接地通常都与底板连在一起,因此这些噪声又会通过这个接地面传送回来,成为共模噪声.因此为了减少泄漏电感,最好将初级及次级线圈紧靠在一起,但这样也会增加线圈(de) 互感,从而增加共模噪声.下面介绍一些有助于防止上述干扰情况出现(de) 技术.符合安全规格(de) 变压器都在初级及次级线圈之间贴上三层符合安全规格(de) 聚酯 (Mylar) 胶带.除了这三层聚酯胶带之外,可能还会另外加。
仪表放大器共模抑制比达不到
仪表放大器共模抑制比达不到
共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio，CMRR）是一个用于衡量仪器或电路对共模信号的抑制能力的指标。
共模信号指的是同时作用于信号输入和信号输出的信号，而差模信号则指的是只作用于信号输入和信号输出之间的信号。
如果一个仪表放大器的共模抑制比达不到预期的值，可能是由于以下几种原因：
1. 设计问题：仪表放大器的设计可能有缺陷，导致共模抑制比低于预期。
这可能是由于电路拓扑选择、元件参数选择或布局问题等造成的。
2. 噪声问题：仪表放大器的噪声性能可能会影响共模抑制比。
如果仪器本身的噪声较大，则会掩盖共模信号，造成共模抑制比降低。
3. 元件失效：仪表放大器中的元件可能出现失效或老化，导致共模抑制比下降。
例如，电容器可能出现漏电，导致对共模信号的抑制能力降低。
为了提高仪表放大器的共模抑制比，可以采取以下措施：
1. 仔细选择元件：在设计和制造仪表放大器时，选择性能良好的元件，特别是对共模抑制比要求较高的元件。
2. 提高电路设计：改进电路拓扑、降低噪声源、增加共模抑制
的滤波电路等，以提高仪表放大器的共模抑制比。
3. 定期维护和检测：定期检查仪表放大器中的元件和电路是否失效或老化，及时更换或修复有问题的部件。
总之，要提高仪表放大器的共模抑制比，需要从设计、元件选择和维护等多方面入手，并根据具体情况采取相应的措施。
运放参数的详细解释和分析-part8,共模抑制比CMRR的影响
本系列贴子的目的是说清楚运放参数的定义，分析引起这个问题的原因，介绍明白这个参数对电路的影响，最后尽力介绍一些经验方法来尽可能的减少和避免这些影响。
简单来说，CMRR是运放的一个直流精度参数，它的好坏，会引起运放的放大电路的输出误差的好坏。
下表是OPA177的datasheet中标出的共模抑制比CMRR，注意表中标定的值是指，在输入共模电压范围内的直流共模抑制比。
它的最小值为130dB，是非常高的值。
由于CMRR是有限值，当运放输入端有共模电压Vcm时，它会引入一个输入失调电压，我们称之为Vos_CMRR。
如下图所示当共模电压为5V时，这个失调电压为1.58uV。
计算过程如下，直流共模抑制比转化为比率为：对于上图中的G=2的电路，则输出端误差为3.16uV。
对于基准源为2.5V，双极性输入的24位ADC来说，为相当于引起了11个LSB 的直流误差了，直接影响到最后四位的精度了。
下面介绍另一个不好的影响，运放的CMRR是随频率的增加而降低。
Datasheet中通常会给出一个曲线图来表示这一变化。
如下图，这一点是一个非常令人不爽的特性。
我们可以计算一下这一特性的影响，如下图所示，当共模信号为一个20Vpp@1KHz的正弦信号时，它引入的输入失电压将是Vos_CMRR_AC=200uV@1kHz。
对于Gain=2的放大电路，它的输入误差信号将为400uV@1kHz。
有一点需要引起注意，对于反向比例放大电路，如下图，它的同向端是接入到地的，由于“虚短”。
此放运放的共模信号将为0，并且不随信号的变化而改变。
因此共模信号引起的误差很小。
而对于同向比例放大电路，如下图，它的同向端是接是接的信号，由于“虚短”。
此放运放的共模电压就是信号的电压。
如果信号本身是一个频率很高的信号，幅值也很大。
那么由这个信号引入的Vos_CMRR_AC执必会非常大。
此时应选用在信号频率上CMRR依然很高的运放。
经过上面的分析，即使这样，Vos_CMRR_AC的影响可能也会是非常严重的。
仪表放大器抑制共模干扰原理
仪表放大器抑制共模干扰原理
仪表放大器抑制共模干扰的原理主要是通过差分放大器和共模抑制比（CMRR）来实现。
差分放大器是仪表放大器的主要组成部分，它对输入信号进行差分放大。
差分放大器具有两个输入端，一个是同相输入端，一个是反相输入端。
同相输入端和反相输入端对相同的输入信号进行放大，但同相输入端对共模信号进行抵消，使得共模信号的输出为零，从而抑制了共模干扰。
共模抑制比（CMRR）是衡量差分放大器抑制共模干扰能力的重要参数。
CMRR越大，表示仪表放大器对共模干扰的抑制能力越强。
通常情况下，CMRR的值为80dB至120dB，甚至更高。
另外，仪表放大器还可以通过增益控制电路来调节放大器的增益，以实现对共模干扰的抑制。
增益控制电路可以通过改变电阻或电容值来实现对放大器增益的调节。
综上所述，仪表放大器通过差分放大器和共模抑制比（CMRR）来实现对共模干扰的抑制，并通过增益控制电路来调节放大器的增益，以实现对共模干扰的进一步抑制。
共模抑制比详解
共模抑制比详解，共模抑制比也不可能力也就越差。
抑制共模抑制比详细解释定义为了说明差分放大电路抑制共模信号及放大差模信号的能力，常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Aud 与对共模信号的电压放大倍数 Auc 之比，称为共模抑制比，英文全称是 Common Mode Rejection Ratio ，因此一般用简写 CMRR 来表示，符号为 Kcmr ，单位是分贝db 。
差模信号电压放大倍数 Aud 越大，共模信号电压放大倍数 Auc 越小，则CMRR 越大。
此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强，放大器的性能越优良。
当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Auc=0，则共模抑制比CMR Rs ，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的，共模抑制比也不可能趋于无穷大。
差分放大器影响共模抑制比的因素电路对称性——电路的对称性决定了被放大后的信号残存共模干扰的幅度，电路对称性越差，其共模抑制比就越小，抑制共模信号（干扰）的能力也就越差。
电路本身的线性工作范围一一实际的电路其线性范围不是无限大的，当差模信号超出了电路线性范围时，即使正常信号也不能被正常放大，更谈不上共模抑制能力。
实际电路的线性工作范围都小于其工作电压，这也就是为什么对共模抑制要求较高的设备前端电路也采用较高工作电压的原因。
为了说明差动放大电路抑制共模信号的能力，常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Aud 与对共模信号的电压放大倍数Auc 之比，称为共模抑制比，用 KCMR 表示。
差模信号电压放大倍数Aud 越大，共模信号电压放大倍数Auc 越小，则KCMR 越大。
此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强，放大器的性能越好。
当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Auc=0，则共模抑制比KCMR>^ ，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的能趋于无穷大。
共模抑制比定义
共模抑制比定义共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio，CMRR）是用来评估一个电路或设备对共模信号的抑制能力的指标。
共模信号是指同时作用于电路两个输入端的信号，而不是作用于差模输入端的信号。
共模抑制比越高，表示电路对共模信号的抑制能力越强，即电路对差模信号的放大能力越好。
共模信号一般来自于电源干扰、地线干扰、电磁辐射等。
在很多电路应用中，共模信号往往是干扰信号，会影响到电路的工作性能，因此共模抑制比的高低对电路的性能至关重要。
共模抑制比的计算方法是将差模增益与共模增益之比。
差模增益是指输入电压差与输出电压差之比，而共模增益是指输入电压共模与输出电压共模之比。
通常用dB（分贝）为单位来表示共模抑制比。
在实际电路中，要提高共模抑制比可以采取以下几种方法：1. 选择合适的电路结构：不同的电路结构对共模抑制比的影响是不同的。
一些电路结构如差动放大器、差分放大器等在设计上对共模信号具有较好的抑制能力，因此在设计电路时可以选择这些结构。
2. 使用高质量的元器件：电路中的元器件质量对共模抑制比有很大的影响。
选择高精度、低漂移的元器件可以提高共模抑制比。
3. 优化电路布局：电路的布局也会对共模抑制比产生影响。
合理布局电路，减少共模信号的干扰，可以提高共模抑制比。
4. 添加滤波器：在电路输入端或输出端添加合适的滤波器，可以滤除共模信号，进一步提高共模抑制比。
共模抑制比是评估电路性能的重要指标之一。
在很多应用中，如放大器、传感器等，对共模抑制比要求较高。
通过采取合适的措施，可以提高电路的共模抑制比，减小共模信号的影响，从而提高电路的工作性能。
共模抑制比是衡量电路对共模信号抑制能力的重要指标。
在设计电路时，应注意选择合适的电路结构、优化元器件选择和布局、添加滤波器等方法，以提高共模抑制比，保证电路的工作性能。
共模抑制比详解
共模抑制比详细解释为了说明差分放大电路抑制共模信号及放大差模信号的能力，常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数Auc之比，称为共模抑制比，英文全称是Common Mode Rejection Ratio，因此一般用简写CMRR来表示，符号为Kcmr，单位是分贝db。
差模信号电压放大倍数Aud越大，共模信号电压放大倍数Auc越小，则CMRR越大。
此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强，放大器的性能越优良。
当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Auc=0，则共模抑制比CMRR→∞，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的，共模抑制比也不可能趋于无穷大。
差分放大器影响共模抑制比的因素◇电路对称性——电路的对称性决定了被放大后的信号残存共模干扰的幅度，电路对称性越差，其共模抑制比就越小，抑制共模信号（干扰）的能力也就越差。
◇电路本身的线性工作范围——实际的电路其线性范围不是无限大的，当差模信号超出了电路线性范围时，即使正常信号也不能被正常放大，更谈不上共模抑制能力。
实际电路的线性工作范围都小于其工作电压，这也就是为什么对共模抑制要求较高的设备前端电路也采用较高工作电压的原因。
为了说明差动放大电路抑制共模信号的能力，常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Aud 与对共模信号的电压放大倍数Auc之比，称为共模抑制比，用KCMR 表示。
差模信号电压放大倍数Aud越大，共模信号电压放大倍数Auc越小，则KCMR越大。
此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强，放大器的性能越好。
当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Auc=0，则共模抑制比KCMR→∞，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的，共模抑制比也不可能趋于无穷大。
电路对称性越差，其共模抑制比就越小，抑制共模信号（干扰）的能力也就越差。
运放的共模抑制比
共模抑制比（英语：c ommon-m ode r ejection r atio, 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。
理想状态下，一个差分放大器两个输入端分别输入和，输出，这里为差模增益。
然而，现实中的差分放大器用下式表示更佳：这里是共模增益，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：其中，为差分放大器的差模增益，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[1]：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[2]。
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。
跳转至：导航、搜索简化的双端输入运算放大器模型。
运算放大器将和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。
图中和分别提供正负直流电压保证运算放大器的静态工作点。
运算放大器的例子[编辑]一个运算放大器（简称运放）有两个输入端，同相输入端（）和反相输入端（），其开环增益为。
理想运算放大器的输出信号可表示为：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[3]。
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。
共模抑制比定义
共模抑制比：让信号更纯净
共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio，简称CMRR）是一种用于衡量放大器抑制共模信号能力的指标。
通俗地理解，共模信号就
是传输过程中不期望出现的干扰信号，可能来自于电源、设备或者周
围环境等因素，对信号的准确采集和处理造成影响，因此需要被抑制。
CMRR指标越高，放大器就越能够抑制共模信号，也就是说信号输
出的纯净度更高。
同时，CMRR对于放大器的抗噪声能力等性能也有影响，因此在设计放大器电路时需要充分考虑CMRR这一指标。
CMRR的计算方法较为简单，一般使用公式
CMRR=20*log10(Ad/Adm)，其中Ad表示放大器的差模增益，Adm表示放大器的共模增益，单位是分贝（dB）。
较高的CMRR值通常需要通过电
路设计、布局、滤波等手段来实现。
同时，还可以通过使用更好的操
作放大器、提高供电电压、加强屏蔽等方法来提高CMRR指标。
总之，CMRR是一种极其重要的指标，对于放大器的性能和信号质
量有着直接的影响。
在实际应用中，需要选择适合的CMRR值，以保证
信号能够得到准确、稳定地处理和采集，同时也需要不断优化电路和
技术手段，提高CMRR指标，使信号的纯净度更高、稳定度更高，为应
用提供更好的数据支撑。
恒流源差分放大电路 共模抑制比
恒流源差分放大电路共模抑制比
恒流源差分放大电路是一种电路设计，它可以将信号的微小差异放大
到较大的范围，提高了信号的可读性。
与传统的差动放大电路相比，
恒流源差分放大电路不仅可以提供更高的增益，还可以实现良好的共
模抑制比。
恒流源差分放大电路的主要特点是一个恒定的电流源，它可以保证在
输入信号变化时，电路中的电流保持不变。
这个特性使得恒流源差分
放大电路可以有效地抑制输入信号中的共模噪声，提高了信号的质量
和精度。
共模抑制比是衡量恒流源差分放大电路质量的一个重要指标，它可以
表明电路在抑制共模噪声方面的能力。
共模抑制比的计算公式为CMRR=20*log10|Ad/Acm|，其中Ad是差模增益，Acm是共模增益。
一般来说，CMRR的值越大，电路的抗干扰能力越强。
恒流源差分放大电路的设计需要考虑许多因素，如电流源的配置、电
路参数的选择等。
同时，还需要注意信号的带宽限制和输出功率的控制，以便实现良好的电路性能。
总之，恒流源差分放大电路是一种重要的放大电路设计，它可以提高
信号的可读性和精度，实现良好的共模抑制比，具有广泛的应用前景。
共模抑制比
四、共模抑制比CMRR 的测试
共模抑制比的大小可以反映出运放电路的性能，反映出对噪声的处理能力，对于被测运放的CMRR ，就采用下面的测试电路进行放着测试。
图4 共模抑制比激励图
在上图的电路中，在运放VIN1端接上交流源，充当保证运放正常工作的所需的电压，而在VIN2端接上交流源然后反馈到输出端，这样将运放接成单位增益的结构。
使用上图的电路的仿真，可以得到CMRR 相关联的值，在从中得到具体的CMRR 。
经过对上图测试电路的分析，可以得到如下的关于CMRR 的关系式
11(Ac/2)Ac Vout Ac Vcm Av Av CMRR
±=≅=+-±， 接下来对电路进行模拟仿真，按下图设置相应的仿真参数
图4.4 仿真参数设置
按照上图参数的设置，对电路进行AC仿真，在一定的频率10-100MEG范围内，对电路进行仿真，所得到的结果就是就是共模抑制比结果图，如下图
图4.4.1 共模抑制比
在频率低的点多对应的dB值，就是共模抑制比的大小，CMRR=84dB。
最初的仿真结果是比较小的，只有60dB左右，为了达到电路的实际的值，可以从两个方面得到改进，1、从共模增益的表达式来考虑，可以减小输入管的共模增益；2、改变MOS管的等效电阻，即改变MOS管的宽长比，同时要保证电路中各管的静态点工作在饱和区。
共模抑制比的计算公式
共模抑制比的计算公式共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio，简称 CMRR）是一个在电子电路和系统中非常重要的概念。
它用于衡量差分放大器抑制共模信号的能力。
咱们先来说说共模抑制比到底是啥。
想象一下，有两个输入信号，一个是我们想要的有用信号，另一个是大家都不想要的、到处捣乱的共模信号。
就好像你在教室里认真学习，这是有用的；而旁边有人大声喧哗，影响大家，这就是共模信号。
差分放大器的任务就是把有用的信号放大，同时尽量把捣乱的共模信号给压下去。
共模抑制比就是用来衡量它压下去共模信号这个本事有多大。
那共模抑制比是咋算出来的呢？共模抑制比的计算公式是：CMRR = 差模增益（Ad）÷共模增益（Ac）。
差模增益呢，就是差分放大器对有用的差模信号的放大能力。
比如说，输入一个 1 伏的差模信号，输出变成了 10 伏，那差模增益就是 10 倍。
共模增益呢，就是对共模信号的放大能力。
如果输入一个 1 伏的共模信号，输出变成了 0.1 伏，那共模增益就是 0.1 倍。
这时候，把差模增益除以共模增益，得到的数值越大，就说明差分放大器抑制共模信号的能力越强，就像一个超级英雄，把捣乱分子治理得服服帖帖。
我给您举个例子啊。
有一次我在实验室调试一个差分放大电路，一开始怎么都弄不好，共模抑制比老是达不到理想值。
我就一个元件一个元件地检查，线路一条一条地捋。
最后发现，原来是有一个电阻的阻值偏差太大了，导致整个电路的性能都受到了影响。
我换了个合适的电阻，重新测试，嘿！共模抑制比一下子就上去了，那心情，别提多爽了！在实际应用中，共模抑制比这个指标非常重要。
比如说在传感器信号处理中，如果共模抑制比不够高，那么外界的干扰，像温度变化、电源波动等等，就会对测量结果产生很大的影响，就好像你本来想好好量个身高，结果有人在旁边推你晃你，那能量准吗？所以啊，搞清楚共模抑制比的计算公式，学会怎么去提高它，对于设计和优化电子电路那是相当重要的。
共模抑制比详解
共模抑制比详细解释为了说明差分放大电路抑制共模信号及放大差模信号的能力，常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数Auc之比，称为共模抑制比，英文全称是Common Mode Rejection Ratio，因此一般用简写CMRR来表示，符号为Kcmr，单位是分贝db。
差模信号电压放大倍数Aud越大，共模信号电压放大倍数Auc越小，则CMRR越大。
此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强，放大器的性能越优良。
当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Auc=0，则共模抑制比CMRR→∞，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的，共模抑制比也不可能趋于无穷大。
差分放大器影响共模抑制比的因素◇电路对称性——电路的对称性决定了被放大后的信号残存共模干扰的幅度，电路对称性越差，其共模抑制比就越小，抑制共模信号（干扰）的能力也就越差。
◇电路本身的线性工作围——实际的电路其线性围不是无限大的，当差模信号超出了电路线性围时，即使正常信号也不能被正常放大，更谈不上共模抑制能力。
实际电路的线性工作围都小于其工作电压，这也就是为什么对共模抑制要求较高的设备前端电路也采用较高工作电压的原因。
为了说明差动放大电路抑制共模信号的能力，常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Aud 与对共模信号的电压放大倍数Auc之比，称为共模抑制比，用KCMR表示。
差模信号电压放大倍数Aud越大，共模信号电压放大倍数Auc越小，则KCMR越大。
此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强，放大器的性能越好。
当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Auc=0，则共模抑制比KCMR→∞，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的，共模抑制比也不可能趋于无穷大。
电路对称性越差，其共模抑制比就越小，抑制共模信号（干扰）的能力也就越差。
首页>教程>电滤波，防雷>正文共模和差模信号的定义及产生机理、电缆、绞线、变压器和扼流圈电磁干扰产生及其的抑制1 引言了解共模和差模信号之间的差别,对正确理解脉冲磁路和工作模块之间的关系是至关重要的。
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Uoc、uod的数值均由外回路电阻决定，若：
1
RF R1
R2
R3
R3
RF R1
0
共模输入uic完全被抑制，不产生共模误差。
电阻的匹配条件为：
R1=R2， RF=R3
Ad
Uo Uid
Uo Ui1 Ui2
RF R1
结论：共模增益Ac1=0 ，放大器的CMRR = ∞
实际情况： （1） CMRR 不可能 ∞；CMRRD （2） 电阻精度，CMRRR
放大器的总共模抑制比又是多少？
CMRRR
1 Ad
4
5250 74.4dB
放大器的总共模抑制比：
CMRR CMRRD • CMRRR 4.99103 74dB CMRRD CMRRR
比IC器件的共模抑制比小26dB。而当Ad＝1 时，放大电路的共模 抑制比进而下降为53.9dB。
三、差动放大器应用电路
Ad
设Zs1=Zs2=Zs，且Zs<<Zi，令Ad’=Uo/Us（对信号Us的电压增益）
Ad ' Ad
讨论：Zs从2k——150k变
Zi Zs Zi
1.Zi=1M， Ad ' / Ad ' 12.8%
2.Zi=5M， Ad ' / Ad ' 2.8%
输入阻抗越高越稳定
放大器名称 参数名称
输入阻抗
ECG-Amp EEG-Amp VEP-Amp EMG-Amp
>1M >5M >200M >100M
输入端短路噪声 （p-p）
共模抑制比
≤10V ≤3V ≤0.7V ≤8V ≥60dB ≥80dB ≥100dB ≥80dB
频带 电极
0.05-250Hz 10kHz
板电极
0.5-70Hz 0.5Hz-3kHz 2Hz-
结论： （1）在同时考虑电阻失配和器件本身的
CMRRD的影响时，放大器总的CMRR将进一 步下降；
（2）差动放大器的共模抑制能力受到放大电路 闭环增益、外电路电阻匹配精度以及放大器 本身共模抑制比等因素影响。
3、差动放大器的输入阻抗
综上分析：
ri=2R1
基本差动放大器这一电路形式不能满足生物电
放大器前置级高输入阻抗要求的
（一）高输入阻抗
输入阻抗不高——信号衰减、失真 电极面积——影响电流密度、电极阻抗
Z s1
RT 1
1
Rs1
jRs1Cs1
RL1
RT 1
Rs1
RL1
Zs2
RT 2
1
Rs2
jRs2Cs2
RL2
RT 2
Rs2
RL2
设：差模增益为Ad，输出电压为Uo ，得：
Uo
Us
2Zi Z s1 Z s2 2Zi
UCM
Z s2 Z s1 Zi
（三）低噪声低漂移
• 措施： • 差动输入形式 • 电路对称结构，严格挑选器件 • 采用调制式直流放大器 • 设置“复零”电路，将基线在特殊情况下
复零
（四）设置保护电路
• 人体安全保护电路 • 放大器输入保护电路 • 校准电路
二、差动放大电路分析方法
分析参数：共模抑制能力和输入阻抗
• 结论:
1、第一级放大电路的共模抑制比能力取决 于运放器件A1、A2本身共模抑制比的差异。
2、为消除因CMRR1、CMRR2不为无穷大而造 成A1、A2输出端有与输入端相同的共模电 压，故应在A1、A2输出端接一级差动放大， 以消除共模电压在电路中的传递。
两级放大电路总共模抑制比：
CMRR Ad Ad1 • CMRR12 • CMRR3 Ac Ad1CMRR3 CMRR12
• 在严格挑选A1、A2，使CMRR1、CMRR2严格对称时 则：CMRR12>>Ad1•CMRR3 有：CMRRAd1•CMRR3
• 结论:
同相并联差动放大器总共模抑制比主要 取决于第一级的差动增益及第二级 的共模抑 制能力
例3-1：
如图所示为同相并联结构的ECG前置级 实用电路，所用器件的共模抑制比均为 100dB。输入回路中两电极阻抗分别为20k、 23k。放大器输入阻抗实际有80M。放大 器中所用电阻的精度= 0.1％，其他参数 如图所示。求包括电极系统在内的放大电 路的总共模抑制比。
（一）同相并联结构的前置放大电路
ui1
+
Uo1 R1
RF
-
A1
R'F
-
uo
RW
+ A3
R'F
-
R1
RF
ui2
+ A2
Uo2
试求:1.两级放大电路的差动增益Ad 2.第一级的共模抑制比CMRR12
• 第一级共模抑制比CMRR12,则：
CMRR12
CMRR1 CMRR1
• CMRR2 CMRR2
影响差动放大器共模抑制能力的因素 1、由电阻失配所造成的CMRRR
CMRRR
Ad Ac
1 Ad
4
2、由定义可知，CMRRD即开环差动增益Ad’与共 模增益Ac’之比：
CMRRD
Ad ' Ac '
3、器件本身共模抑制比CMRRD对总共模抑制比 CMRR影响
CMRR Ad CMRRD • CMRRR Ac CMRRD CMRRR
解决办法： （1）把差动输入信号都从同相端输入，大大提高输入
阻抗（可高达10M以上）。 （2）在差动放大电路前面增加缓冲级（同相电压跟随
器），实现阻抗变换。
例题
• 差动放大器电路所用的IC器件的共模抑制比
CMRRD=100dB，放大电路闭环差动增益Ad=20，电阻误 差δ=±0.1%，求放大器的总共模抑制比。当Ad=1时，
RF
- uid/2+ ui1 R1
+
+ uid/2 - R2
+
ui2
-
uo
uic
-
R3
两输入端信号ui1和ui2由共模电压uic和差模信号uid组成：
1 uic 2 (ui1 ui2 )
uid ui1 ui2
ui1
uic
1 2
uid
ui 2
uic
1 2 uid
理想运放：
（1）输入阻抗很高，同相、反相输入端电流小 到可忽略I+=I-=0 ；
片状或针电极
（二）高共模抑制比
UCM为共模干扰电压，放大器输入端A、B两点的电压分 别为：
UA
UCM
Zi
Zi Z s1
,UB
UCM
Zi Zi Zs2
则共模电压转Байду номын сангаас为差模电压UA-UB
UA
UB
UCM Zi ( Zi
1 Z s1
Zi
1) Zs2
通常 Zi Zs1(Zs2 ) ，则：
UA UB
（2）Av很高，输出电压有限， U+=U-
所以：
ui1
R3 R2 R3
ui 2
R3 R2 R3
ui 2
uo
R1
RF
uo
(1
RF R1
)
R3 R2 R3
ui 2
RF R1
ui1
uo
1
RF R1
R3 R2 R3
RF R1
uic
1
RF R1
R3 R2 R3
RF R1
uid 2
uoc uod