一、引言
共模抑制比（common mode rejection ratio，cmrr）是一種衡量差分放大器輸出信號對共模信號噪聲抑制能力的參數(shù)，是評估放大器性能的重要指標(biāo)。本文將詳細介紹共模抑制比的定義、科學(xué)分析、應(yīng)用與舉例說明和注意事項等內(nèi)容。
二、定義與表達式
共模抑制比（cmrr）定義為差分放大器在接收共模信號和差模信號時，對共模信號的抑制能力。其表達式為：
cmrr = 20 * log10 (|ad/as|)
其中ad表示差模放大率，as表示共模放大率。
三、科學(xué)分析
1. cmrr的作用
在實際應(yīng)用中，信號分為差模信號和共模信號。差模信號是指在兩個信號之間的差值，而共模信號是指兩個信號的中心點之間的電位差。共模信號通常是由于設(shè)備外部電磁干擾、電源雜波等原因?qū)е碌模鼈兂３Ｔ趯嶋H測量和采集中造成干擾和誤差。
而共模抑制比的作用就是在盡量保持差模信號不變的情況下，抑制共模信號的影響，從而使得差模信號的抗干擾性和信噪比更好，提高測量和采集系統(tǒng)的精度。
2. cmrr的影響因素
影響cmrr的因素有很多，包括放大器本身的設(shè)計、布局、外部電路干擾等。以下是影響cmrr的主要因素：
- 差分放大率的大小
- 共模放大率的大小
- 差分放大器電路的抗干擾能力
- 電源系統(tǒng)的抗干擾能力
- pcb布局等
3. cmrr的提高方法
提高cmrr的方法主要包括以下方面：
- 優(yōu)化差分放大器電路設(shè)計，保證差分放大率盡量大，共模放大率盡量小；
- 降低電源噪聲和emi（電磁干擾）；
- 優(yōu)化信號源的設(shè)計（例如使用電橋或電源隔離等方式）；
- 優(yōu)化pcb的布局設(shè)計、保證地線、電源線、信號線的分離與距離等。
四、應(yīng)用舉例
下面我們將通過一個簡單的差分放大器電路來對cmrr進行應(yīng)用舉例。
該差分放大器電路如下圖所示：
![cmrr差分放大器電路]
其中，q1和q2為輸入差分對，q3和q4為差分放大器的輸出對，re1和re2為偏置電路，c1和c2為耦合電容，r1和r2是負載電阻。假設(shè)差分放大率為5，共模放大率為0.1，帶寬為100khz，下面計算cmrr的值：
cmrr = 20 * log10 (|5/0.1|) ≈ 34db
這個結(jié)果說明，該差分放大器對共模信號的抑制能力相對較強，可以滿足一般的測量系統(tǒng)的要求。
五、注意事項
在實際應(yīng)用中，需要注意以下幾個問題：
1. cmrr不是一個固定值，它隨著頻率等條件的改變而變化，需要根據(jù)實際情況進行計算和評估；
2. 在差分放大器的設(shè)計和選型中，需要綜合考慮cmrr和其他性能指標(biāo)，如輸入失調(diào)電壓、溫漂等；
3. 在差分放大器的電路設(shè)計和布局中，需要注意防護、地線分離、濾波和屏蔽等方面。
六、結(jié)論
本文詳細介紹了cmrr的定義、表達式、科學(xué)分析、應(yīng)用舉例和注意事項等內(nèi)容，cmrr是衡量差分放大器綜合性能的重要指標(biāo)之一，在實際應(yīng)用中需要綜合考慮，以優(yōu)化系統(tǒng)的抗干擾性和精度。