
【電】 common-mode voltage gaim
altogether; common; general; share; together
【醫】 sym-; syn-
model; module; mould; pattern
【計】 M; MOD; modulo
【化】 mould
【醫】 ***; mol; mole
【計】 voltage gain
共模電壓增益(Common-Mode Voltage Gain,簡稱 ( A_{cm} ))是模拟電子電路中的核心參數,特指差分放大器對共模輸入信號的放大能力。共模信號指同時作用于差分放大器兩個輸入端的相同電壓信號,例如環境噪聲或電源幹擾。理想差分放大器應完全抑制共模信號,但實際電路中會存在一定程度的放大,該放大倍數即共模電壓增益。
在差分放大器中,共模電壓增益的計算公式為:
$$
A{cm} = frac{v{o}}{v{cm}}
$$
其中,( v{o} ) 為輸出信號,( v{cm} ) 為輸入端的共模電壓。理想情況下 ( A{cm} = 0 ),但實際值取決于電路對稱性和元件匹配度。
共模增益(( A{cm} ))與差模增益(( A{d} ))共同決定放大器的性能。差模增益表示對有用信號的放大能力,而共模增益越小,電路抑制噪聲的能力越強。兩者的比值定義為共模抑制比(CMRR):
$$
text{CMRR} = 20log{10}left( frac{A{d}}{A_{cm}} right) quad text{(dB)}
$$
高CMRR是精密儀器(如心電圖機、傳感器接口)的設計關鍵。
在實際電路中,電阻失配、晶體管特性差異等因素會提高 ( A{cm} )。例如,運算放大器數據手冊中常通過優化内部結構(如電流鏡匹配)來降低共模增益。根據《模拟集成電路設計》(作者:Phillip E. Allen)的理論,采用共模反饋技術可進一步抑制 ( A{cm} )。
在工業測量系統中,共模電壓增益需滿足IEC 60601等電磁兼容标準,以确保設備在強幹擾環境下可靠工作。例如,Texas Instruments的精密運放系列(如INA128)通過激光微調電阻網絡,将 ( A_{cm} ) 控制在極低水平。
以上内容綜合參考了經典教材《微電子電路》(作者:Adel S. Sedra)及IEEE Xplore數據庫中關于差分放大器設計的學術論文。
共模電壓增益(Common-Mode Voltage Gain)是電子工程中描述差分放大器或運算放大器對共模信號放大能力的關鍵指标,其核心信息如下:
共模電壓增益(記為$A{cm}$)是指當兩個輸入端同時施加相同大小和極性的電壓信號(即共模信號)時,輸出電壓與輸入電壓的比值。該指标反映了放大器對共模幹擾信號的放大程度。理想情況下,差分放大器應完全抑制共模信號,此時$A{cm}=0$。
[ A{cm} = frac{V{outcm}}{V{in_cm}} ] 其中:
共模電壓增益是衡量放大器抑制共模幹擾的核心參數,其值越小,系統抗幹擾性能越優。實際設計中需結合差模增益與共模抑制比(CMRR)綜合評估放大器性能。
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