儀表放大器只有差模輸入不工作嗎？

昨天寫了一個又臭又長的文章：儀表放大器干翻了我。。。

在末尾看似回答了問題，但是有點模糊。

這個電路做分壓抬升，也提供共模電壓?。?！缺后面這個話

這個電路的仿真是正確的，直流+信號，抬升了

昨天在INA前面加一個單純的差模信號，后面沒有反應(yīng)，是因為輸入范圍不在INA的共模工作范圍。

兩個差分輸入端都有這個，就是加了大的共模電壓，然后送入放大器的就是抑制了共模，放大了差分。

我們看一個ECG芯片的輸入端的設(shè)計，這個是2電極

也就是沒有右腿放大電路，沒有提供共模輸入通路。

這個就是沒有了，但是組成了RC的濾波器，因為有第三級的輸入

也就是這樣

這個圖就是我看過最好的示意圖?。?！

TI這個也好

類比三運放的輸入

輸入級的分析

這個文章相當(dāng)精彩，我有空寫。就是分析噪音這段

這個也不錯，共模就是說信號的任意一點和GND，或者是0V的差值，差模是相對的坐標(biāo)系，互相參考，但是共模是全局的查看。

也就解釋了一些線之間的電容是干啥用的，共模電容來抑制干擾信號。

差容就是直接連在一起

也就是信號出來了

村田有很好的文章，我就先偷個圖，也說一下Y，X電容是什么

還有示波器探頭的事情：

1.抗干擾能力強，因為兩根差分走線之間的耦合很好，當(dāng)外界存在噪聲干擾時，幾乎是同時被耦合到兩條線上，而接收端關(guān)心的只是兩信號的差值，所以外界的共模噪聲可以被最大程度抵消。

2.能有效抑制EMI，同樣的道理，由于兩根信號的極性相反，他們對外輻射的電磁場可以相互抵消，耦合的越緊密，泄放到外界的電磁能量越少。

3.時序定位精確，由于差分信號的開關(guān)變化是位于兩個信號的交點，而不像普通單端信號依靠高低兩個閾值電壓判斷，因而受工藝，溫度的影響小，能降低時序上的誤差，同時也更適合于低幅度信號的電路。目前流行的LVDS就是指這種小振幅差分信號技術(shù)。

差分信號的結(jié)構(gòu)特點要求對應(yīng)的測試設(shè)備也必須是差分拓?fù)?，差分探頭因此成為現(xiàn)代示波器的主流配件。下圖是典型的有源差分探頭電路結(jié)構(gòu)圖：

共模抑制比，簡單來說，就是差動放大電路中對信號共模成分的抑制能力，其定義為放大器對差模信號的電壓放大倍數(shù)Adm與對共模信號的電壓放大倍數(shù)Acm之比，英文全稱是CommonModeRejectionRatio，一般用簡寫CMRR來表示。

哪些因素會影響探頭的共模抑制比呢？ 電路對稱性――電路的對稱性決定了被放大后的信號殘存共模干擾的幅度，電路對稱性越差，其共模抑制比就越小，抑制共模信號（干擾）的能力也就越差。 信號頻率或者Dv/Dt 任何探頭或儀器輸入的不匹配。

很顯然，CMRR值越大越好，一般在60dB（1000:1）左右，但隨著頻率增加CMRR會逐漸減少。因為越快的信號邊沿越容易再正負(fù)兩端產(chǎn)生偏差，因而也會帶來更多的共模電壓，如下圖所示。

嗯，看懂了

探頭確實很貴

不過有開源的?。?！

示意圖

部分原理圖

差分的輸入電壓

一點參數(shù)

喜歡，想做，等固件。

插一個電源的示意圖

下面的解釋都是超過，我沒有超，我干脆沒有。 當(dāng)運放超出VICMR時，器件就可能不能做正常的線性運行。因此，必須了解輸入信號的整個范圍區(qū)間，確保運放不超出VICMR。 另一個混淆點是：VICM與VICMR是非標(biāo)準(zhǔn)的縮寫，各家IC供應(yīng)商的數(shù)據(jù)表中經(jīng)常使用不同的術(shù)語，如VCM、VIC和VCMR。

因此，必須清楚自己正在查看的規(guī)格，它不是一個特定的輸入電壓，而是一個輸入電壓的范圍。 違反VICMR的情況一般出現(xiàn)在使用3.3V、5V或其它低電壓應(yīng)用的單電源運放中。在這些應(yīng)用中，輸入信號區(qū)間一般都是狹窄的，必須知道輸入信號和VICMR，才能確保運放的正常運行。

首先，如果輸入波幅過大，則要用一個電阻分壓器，將信號保持在正確的VICMR區(qū)間內(nèi)。 其次，如果輸入信號的偏移有問題，則嘗試使用一個輸入偏置或直流偏移電路，使輸入信號置于運放VICMR區(qū)間規(guī)格內(nèi)。 第三，可以嘗試換用一種能滿足所有其它要求的軌至軌輸入運放。

左邊的圖就是解釋右邊

最常見的共模應(yīng)用

共模在電源上面

藍(lán)色的就是共模電壓

還是共模

看幾個電路

前面有共模電壓的輸入端，也是可以調(diào)節(jié)直流分量，其次是雙電源供電，，REF為0電位

這個是雙電源的芯片

后面是低通

這個的話，我就以為是旁邊共模電壓是外部給的，而且也沒有

參考電源

二階低通濾波器是一種由 R.P Sallen 和E.L.Key. 在 1995 年給出的經(jīng)典電路。這種濾波器實現(xiàn)了正的直流增益。在單電源環(huán)境下由于過程中無需提供參考電壓，這樣極大地簡化了實現(xiàn)過程。本電路不僅可濾除高頻噪聲，還可用來放大輸入信號。

C2 跨接電橋輸出端，以便 C2 有效地與 C1a 和 C1b 的串聯(lián)組合并聯(lián)。通過這樣連接，C2 非常有效地減小了由于不匹配造成的任何 ACCMR 誤差。例如，如果 C2 比 C1 大 10 倍，則它能將由于 C1a/C1b 不匹配造成的CMR 誤差降低20倍。注意，該濾波器不影響 DC CMR。 RFI 濾波器有兩種不同的帶寬：差分帶寬和共模帶寬。差分帶寬定義為當(dāng)在電路的兩個輸入端（+IN 和－IN）之間施加差分輸入信號時的濾波器頻率響應(yīng)。該 RC 時間常數(shù)由兩個阻值相等的輸入電阻器（R1a，R1b）之和，以及與 C1a 和 C1b 的串聯(lián)組合并聯(lián)的差分電容器 C2 一起決定。

差分帶寬

共模帶寬定義為連接在一起的兩個輸入與地之間出現(xiàn)的共模 RF 信號。認(rèn)識到 C2 不影響共模 RF信號的帶寬很重要，因為這個電容器是連接在兩個 輸入端之間的（有助于使它們保持在相同的 RF 信號幅度）。因此，共模帶寬由兩個 RC 網(wǎng)絡(luò)（R1a/C1a和 R1b/C1b）對地的并聯(lián)阻抗決定。

共模帶寬

電阻器 R1 和 R2 可以采用普通的 1%金屬薄膜電阻器。但是，所有三個電容器都需要采用高 Q 值、低損耗的電容器。電容器 C1a 和C1b 需要采用±5%允許偏差的電容器，以避免降低電路的 CMR。 差分輸入濾波器的截止頻率必須設(shè)置為大于共模濾波器截止頻率的20倍，以防止共模噪聲被轉(zhuǎn)換為差分信號。 這些截止頻率是通過將差動電容器的尺寸定為共模電容器尺寸的10倍來實現(xiàn)的。

這個熱電偶的傳感器，特性和我使用的差不多，這里也寫一寫。

我們看左下腳

這個是共模電壓

還有仿真圖

共模電壓共模電壓為2.6 V，以允許儀表放大器的輸出從250 mV擺動到5 V。共模電壓通過分壓器設(shè)置，分壓器使用來自REF02的5v電源，電阻R和電阻Rg。電阻R和Rg分別為15.0 kΩ和16.2 kΩ。電阻R和Rg的容差為0.1%，以減少與共模電壓相關(guān)的誤差。

圖顯示了共模電壓為2.6 V時INA188的共模與輸出電壓的關(guān)系圖。在共模電壓為2.6 V的情況下，INA188的輸出擺幅為220 mV至9.37 V。

發(fā)現(xiàn)了一個TI的精密信號鏈設(shè)計的PPT，感覺寫的好好

INA121U

審核編輯：劉清