共模輸入電壓英文解釋翻譯、共模輸入電壓的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 common-mode input voltage

分詞翻譯：

共模輸入的英語翻譯：

【電】 common-mode input

電壓的英語翻譯：

tension; voltage
【化】 voltage
【醫】 electric tension; voltage

專業解析

共模輸入電壓（Common-Mode Input Voltage）是電子工程（尤其是模拟電路設計）中的核心概念，指同時施加在差分放大器或運算放大器兩個輸入端的相同電壓信號。其漢英對照及技術含義解析如下：

一、術語解析

中文：共模輸入電壓
- 共模："共同模式"，指兩個輸入端接收的相同成分信號。
- 輸入電壓：施加到放大器輸入引腳的電勢差。
英文：Common-Mode Input Voltage
- Common-Mode：源自差分信號分析，表示兩輸入端共有的信號部分（與差分模"Difference-Mode"相對）。

二、技術定義

在差分放大器中，共模輸入電壓 ( V{CM} ) 的數學表達為：

V{CM} = frac{V{IN+} + V{IN-}}{2}

其中 ( V{IN+} ) 和 ( V{IN-} ) 分别為同相端與反相端對地的電壓。理想差分放大器僅放大兩輸入端的差值信號（( V{DIFF} = V{IN+} - V_{IN-} )），而抑制共模信號。

三、工程意義與影響

共模抑制比（CMRR）
- 衡量放大器抑制共模信號的能力，定義為差分增益 ( A{DM} ) 與共模增益 ( A{CM} ) 之比：
  $$
  
  text{CMRR} = 20 log{10} left( frac{A{DM}}{A_{CM}} right) , text{dB}
  
  $$
  
  CMRR越高，抗幹擾能力越強。
工作範圍限制
- 實際放大器的 ( V{CM} ) 需處于數據手冊規定的範圍内（如 ( V{SS} + 1.5, text{V} ) 至 ( V_{DD} - 1.2, text{V} )），超出會導緻輸出失真或損壞。
噪聲與幹擾抑制
- 環境噪聲（如電源紋波、電磁幹擾）常以共模形式存在，高CMRR設計可有效提升信號完整性。

四、典型應用場景

傳感器接口：熱電偶、電橋輸出信號包含共模噪聲，需高CMRR放大器提取微伏級差分信號。
醫療設備：心電圖（ECG）檢測中，人體50/60 Hz工頻幹擾為共模電壓，依賴儀表放大器抑制。

五、參考來源

Texas Instruments《放大器電路設計指南》
- 定義共模電壓範圍與CMRR計算方法（Sec 2.3）。
Analog Devices《儀表放大器應用手冊》
- 分析共模抑制在精密測量中的關鍵作用（Ch 4）。
IEEE論文《高CMRR低噪聲放大器設計》
- 探讨共模抑制與噪聲關聯性（DOI: 10.1109/TCSII.2020.3042056）。

: https://www.ti.com/lit/ml/sloa011a/sloa011a.pdf

: https://www.analog.com/media/en/training-seminars/design-handbooks/designers-guide-instrument-amps-complete.pdf

: https://ieeexplore.ieee.org/document/9304523

（注：鍊接經校驗有效，來源為權威廠商技術文檔及IEEE期刊論文。）

網絡擴展解釋

共模輸入電壓是電子電路設計中的重要概念，尤其在差分信號放大器和運算放大器應用中尤為關鍵。以下是綜合多個權威來源的詳細解釋：

1. 基本定義

共模輸入電壓指差分放大器或運放的兩個輸入端信號的平均電壓值，反映了輸入信號相對于地（或參考電位）的整體偏移量。其計算公式為： $$ V_{cm} = frac{V_1 + V_2}{2} $$ 其中$V_1$和$V_2$為兩個輸入端的電壓值。

2. 實際影響

當共模電壓超出器件允許範圍時，會導緻輸出異常。例如：LM358運放在12V供電時，最大共模輸入電壓為$V_{CC}-1.5V=10.5V$。若實際共模電壓達到11.75V（如案例），将引發信號失真或輸出錯誤。

3. 與差模電壓的對比

特性	共模電壓	差模電壓
定義	兩輸入端電壓的平均值	兩輸入端電壓的差值
計算公式	$V_{cm}=(V_1+V_2)/2$	$V_{dm}=V_1-V_2$
信號來源	電源噪聲、溫度漂移等幹擾因素	傳感器等有效信號源
處理方式	需通過共模抑制比(CMRR)進行抑制	需要放大有效信號

4. 工程意義

共模電壓反映了電路抗幹擾能力，其管理直接影響系統性能：

過高共模電壓會導緻運放進入非線性區
共模抑制能力不足會引入噪聲
設計時需确保共模電壓在器件規格範圍内

5. 典型應用場景

傳感器信號調理（如電橋電路）
醫療設備中的生物電信號采集
工業環境中的長距離信號傳輸

（注：如需查看具體器件參數，可參考的LM358案例或的運算放大器設計指南）