运放的共模信号指的是同时存在于运放两个输入端的干扰信号,其本质是不希望出现在运算信号中的额外信号。例如,当两个输入端分别输入正负极性的信号时,如果在输入端引入的干扰信号同时存在,那么它所产生的影响就是共模信号。
这些共模信号可能来源于电源谐波、电源漏磁、磁耦合和地线电压等方面。在工程实践中,必须尽量减少共模信号的干扰,以保证运放的正常工作。
共模抑制比(CMRR)是运放的两个输入端对共模信号的响应程度之比,通常用分贝(dB)来表示。CMRR越大,说明运放对共模信号的抑制能力越强。常见的运放的CMRR在60dB ~ 100dB之间。
共模信号会对运放的输出产生明显的干扰。这种干扰常表现为输出信号的漂移、失真或杂波等问题。共模信号会使得运放产生不良的输出,从而严重影响整个系统的性能。
此外,共模信号还会导致运放噪声增加。因此,在设计电路时应该尽可能减小共模信号的影响,同时还应采用低噪声运放,以提高系统的整体性能。
为了减小共模信号的影响,可以采取以下一些策略:
1.使用高品质的电容和电阻器等元件,最大化地避免元件体现在模拟电路中的臭氧和射频噪声;
2.优化供电系统,增加滤波电容、使用电源电压稳压器等手段来降低供电噪声和电源纹波,提高运放的电源纹波抑制比;
3.优化PCB布局,将信号地和电源地隔离开来,建立规范的信号传输路径,减少系统的敏感度;
4.使用差分输入运放,它们的输出只与差分信号相关,对共模信号免疫性强;
5.使用阻抗匹配,将共模阻抗尽可能提高,减小共模信号的影响。