关键词：共模抑制比 CMRR（common-mode rejection ratio）、差分放大器（differential amplifier）。

导读

共模抑制比（英语Common-Mode Rejection Ratio, CMRR）是模拟电路中差分放大器（也称为差动放大器）的一个用于衡量其抑制输入共模信号的一个参数，是数据采集产品硬件指标中一个用来评估抑制共模杂讯的重要参数。例如，当用差分方式接入数据采集卡的待采集信号时，在传输的过程中同时在两条导线上引入了一些杂讯于叠加于待测信号内，这种情况较高的共模抑制比就十分重要，可以达到尽可能抑制这个噪声干扰信号的作用。

差模信号和共模信号

共模信号和差模信号是指差分放大器双端输入时的输入信号。如图 1

差模信号：幅度相等，相位相反的信号；共模信号：幅度相等，相位相同的信号。由于每个信号都有差模和共模两个部分组成，共模信号定义为两个输入信号的平均值，即：

数据采集中会遇到差模信号干扰和共模信号干扰，一般会采用差分方式接入来改善这些干扰，由于用两个信号线接入数据采集卡差分放大器的正负两端，真正的采集到的信号理想值为正负两端各自对地参考的两个电压做差再乘以增益系数，差模信号干扰由于做差大部分会被消除，而共模信号在采集电路中由于相位相同，会叠加，这样我们即需要较大的共模抑制比来抑制共模信号干扰。

共模抑制比定义

共模抑制比定义为差模增益与共模增益的比值：

其中，Ad为差分放大器的差模增益，Acm为共模增益。

如果使用对数，则共模抑制比可以用分贝dB值来表示：    

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。

信号接入差分放大器后的计算

理想状态下，共模增益Acm为“零”，在一个差分放大器两个输入端分别输入V+和 V-，输出的理想值为 V0=Ad (V+ - V- )，这里Ad为差模增益。然而，现实中共模增益Acm不为零，差分放大器处理后的信号V0应该用以下公式表达：

这里Acm是共模增益，通常情况远小于差模增益。理论上Acm共模增益越小，CMRR值就越大，V0就越接近于理想值。

共模抑制比的意义

共模抑制比CMRR是一个很重要的产品参数，它表示了通过数据采集卡模拟电路中差分放大器的共模信号的抑制与衰减的情况。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偏置的衰减量。

参考

1. 共模抑制比维基百科

2. 差分放大器维基百科

3. 简仪测量小百科：数据采集模拟输入的连接方式

4. 怎么理解共模和差模