
【电】 common-mode voltage gaim
altogether; common; general; share; together
【医】 sym-; syn-
model; module; mould; pattern
【计】 M; MOD; modulo
【化】 mould
【医】 ***; mol; mole
【计】 voltage gain
共模电压增益(Common-Mode Voltage Gain,简称 ( A_{cm} ))是模拟电子电路中的核心参数,特指差分放大器对共模输入信号的放大能力。共模信号指同时作用于差分放大器两个输入端的相同电压信号,例如环境噪声或电源干扰。理想差分放大器应完全抑制共模信号,但实际电路中会存在一定程度的放大,该放大倍数即共模电压增益。
在差分放大器中,共模电压增益的计算公式为:
$$
A{cm} = frac{v{o}}{v{cm}}
$$
其中,( v{o} ) 为输出信号,( v{cm} ) 为输入端的共模电压。理想情况下 ( A{cm} = 0 ),但实际值取决于电路对称性和元件匹配度。
共模增益(( A{cm} ))与差模增益(( A{d} ))共同决定放大器的性能。差模增益表示对有用信号的放大能力,而共模增益越小,电路抑制噪声的能力越强。两者的比值定义为共模抑制比(CMRR):
$$
text{CMRR} = 20log{10}left( frac{A{d}}{A_{cm}} right) quad text{(dB)}
$$
高CMRR是精密仪器(如心电图机、传感器接口)的设计关键。
在实际电路中,电阻失配、晶体管特性差异等因素会提高 ( A{cm} )。例如,运算放大器数据手册中常通过优化内部结构(如电流镜匹配)来降低共模增益。根据《模拟集成电路设计》(作者:Phillip E. Allen)的理论,采用共模反馈技术可进一步抑制 ( A{cm} )。
在工业测量系统中,共模电压增益需满足IEC 60601等电磁兼容标准,以确保设备在强干扰环境下可靠工作。例如,Texas Instruments的精密运放系列(如INA128)通过激光微调电阻网络,将 ( A_{cm} ) 控制在极低水平。
以上内容综合参考了经典教材《微电子电路》(作者:Adel S. Sedra)及IEEE Xplore数据库中关于差分放大器设计的学术论文。
共模电压增益(Common-Mode Voltage Gain)是电子工程中描述差分放大器或运算放大器对共模信号放大能力的关键指标,其核心信息如下:
共模电压增益(记为$A{cm}$)是指当两个输入端同时施加相同大小和极性的电压信号(即共模信号)时,输出电压与输入电压的比值。该指标反映了放大器对共模干扰信号的放大程度。理想情况下,差分放大器应完全抑制共模信号,此时$A{cm}=0$。
[ A{cm} = frac{V{outcm}}{V{in_cm}} ] 其中:
共模电压增益是衡量放大器抑制共模干扰的核心参数,其值越小,系统抗干扰性能越优。实际设计中需结合差模增益与共模抑制比(CMRR)综合评估放大器性能。
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