共模增益如何计算？

摘要： 共模增益是电子工程中用来描述放大器电路特性的指标之一，它指的是在输入信号的共模模式下，输出信号的增益大小，共模信号是指两个输入端同时加上相同的信号，而放大器对这个信号的放大倍数被称...

共模增益是电子工程中用来描述放大器电路特性的指标之一，它指的是在输入信号的共模模式下，输出信号的增益大小，共模信号是指两个输入端同时加上相同的信号，而放大器对这个信号的放大倍数被称为共模增益。

一、共模增益的定义与计算

共模增益（Common Mode Gain, Ac）表示晶体管差分放大器或集成运算放大器对共模输入信号的放大能力，在理想情况下，当差分放大器或集成运算放大器的输入级完全对称时，共模增益应趋于零，在实际电路中，由于各种非理想因素的存在，共模增益可能不为零。

共模增益可以通过将共模信号应用于放大器的输入，然后测量输出信号与输入信号的比率来计算，如果一个放大器对差分信号（也就是非共模信号）的放大倍数为Ad，对共模信号的放大倍数为Ac，那么该放大器的共模增益就可以表示为：

$$ Acm = \frac{Ac}{Ad} $$

二、影响共模增益的因素

共模增益的大小受到多种因素的影响，包括电路设计的对称性、元件参数的一致性、电源噪声等，在实际应用中，为了降低共模增益，可以采取以下措施：

1、电路设计优化：通过合理的电路设计，如中心漂移抵消电路，可以去除输入信号的共模成分，从而降低共模增益。

2、选择适当的放大器：某些放大器对共模干扰更敏感，而另一些则不是这样，选择一个能够提供足够的差分增益并具有较低的共模增益的放大器可以有效解决此类问题。

3、添加屏蔽：通过添加正确的屏蔽，可以阻止共模信号进入放大器并降低共模增益。

三、共模抑制比（CMRR）

共模抑制比（Commonmode Rejection Ratio, CMRR）是衡量放大器抑制共模信号能力的指标，它定义为差模电压增益与共模电压增益的比值，用dB表示，运放的CMRR都在60dB以上，高级的可达140dB以上，CMRR的值越高，说明放大器对共模信号的抑制能力越强。

共模增益是描述放大器电路特性的重要指标之一，它反映了放大器对共模输入信号的放大能力，通过合理的电路设计、选择适当的放大器和添加屏蔽等措施，可以有效降低共模增益，提高放大器的性能和稳定性，了解共模抑制比（CMRR）也是评估放大器性能的重要方面之一。

五、FAQs

Q1: 什么是共模信号？

A1: 共模信号是指两个输入端同时加上相同的信号，在双端输入时，如果两个信号的相位相同且幅度也相同，这样的信号就称为共模信号。

Q2: 如何降低共模增益？

A2: 降低共模增益的方法包括电路设计优化（如中心漂移抵消电路）、选择适当的放大器以及添加屏蔽等，通过这些措施，可以有效减少共模信号对放大器的影响，提高放大器的性能和稳定性。