什么是共模抑制比CMRR？什么是電源抑制比PSRR？

什么是共模抑制比CMRR？什么是電源抑制比PSRR？

共模抑制比（common mode rejection ratio，CMRR）和電源抑制比（power supply rejection ratio，PSRR）是評(píng)估放大器性能的重要指標(biāo)，它們影響著放大器對(duì)于信號(hào)的放大效果和對(duì)環(huán)境噪聲的抑制效果。在本文中，我們將詳細(xì)地探討CMRR和PSRR的含義，作用，計(jì)算方法以及如何提高它們的值。

一、共模抑制比（CMRR）

共模抑制比是指放大器在相同輸入信號(hào)下，對(duì)于共模信號(hào)（兩個(gè)輸入端的電壓相等）的抑制能力和差模信號(hào)（兩個(gè)輸入端的電壓不等）的放大能力之比。簡(jiǎn)而言之，CMRR描述了放大器對(duì)于共模干擾信號(hào)的抵抗能力。

考慮到在實(shí)際電路中，共模信號(hào)是很難被消除的，因此放大器的CMRR值越大，則表示它對(duì)于共模干擾信號(hào)的抵抗能力越強(qiáng)，相應(yīng)地，放大器的差模放大能力就越突出，更加接近于理想的差模放大器。

CMRR的計(jì)算方法：

CMRR通常用分貝（dB）為單位表示：

CMRR（dB）= 20log10（差模放大增益/共模放大增益）

其中，差模放大增益指的是放大器將兩個(gè)不同電壓的輸入信號(hào)放大的能力，而共模放大增益指的是放大器將兩個(gè)相同電壓的輸入信號(hào)放大的能力。在實(shí)際測(cè)量的時(shí)候，可以用一個(gè)信號(hào)源的雙端口線(xiàn)性匹配器模擬共模信號(hào)。具體計(jì)算方法如下：

1. 利用信號(hào)源產(chǎn)生一個(gè)雙端口信號(hào)源，它能夠在兩個(gè)端口之間產(chǎn)生一個(gè)相等的電壓。這個(gè)電壓的大小和被測(cè)量的信號(hào)電壓大小相等。

2. 分別將雙端口信號(hào)源的兩個(gè)端口連接到放大器的兩個(gè)輸入端口上。

3. 將信號(hào)源輸出的電壓設(shè)置為1 kHz，同時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)輸入端口所得到的信號(hào)大小。

4. 計(jì)算出差模放大增益和共模放大增益。

5. 根據(jù)上述公式可以得到CMRR的值。

如何提高CMRR？

為了提高放大器的CMRR值，一般可以采取以下措施：

1. 通過(guò)設(shè)計(jì)合適的差分放大電路來(lái)提高放大器的CMRR值。對(duì)于差分放大電路來(lái)說(shuō)，它能夠使得放大器的輸入響應(yīng)為零，因此能夠更好地抵御共模噪聲干擾，提高CMRR值。

2. 采用對(duì)偶差動(dòng)放大電路。在對(duì)偶差動(dòng)放大電路中，會(huì)有兩個(gè)差分放大器處于反相且串聯(lián)的狀態(tài)，這種電路可以更加強(qiáng)力地抵制共模噪聲干擾，提高CMRR值。

3. 采用信號(hào)隔離器來(lái)進(jìn)行信號(hào)隔離。信號(hào)隔離器能夠使得輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的共性因素得到有效的隔離，從而提高了放大器對(duì)于共模干擾的抑制能力，增加了放大器的CMRR值。

二、電源抑制比（PSRR）

電源抑制比是指放大器在輸入信號(hào)不變的情況下，當(dāng)電源電壓變化時(shí)，輸出信號(hào)發(fā)生變化的程度。簡(jiǎn)而言之，PSRR描述了放大器對(duì)于電源變化所帶來(lái)的影響程度。

在實(shí)際電路中，電源的變化可能來(lái)自于交流電線(xiàn)路，直流電線(xiàn)路，電源波動(dòng)等多方面因素。所以，對(duì)于放大器來(lái)說(shuō)，如果電源變化會(huì)通過(guò)電路傳導(dǎo)到輸出端口進(jìn)行擾動(dòng)，就會(huì)降低放大器的工作性能，進(jìn)而影響輸出信號(hào)的質(zhì)量。PSRR值越高，則表示放大器抵抗這種干擾的能力越強(qiáng)。

PSRR的計(jì)算方法：

PSRR通常以分貝為單位（dB）表示：

PSRR（dB）= 20log10（Vb / Vc）

其中，Vb是放大器的輸入信號(hào)，Vc是電源中的干擾信號(hào)大小。

如何提高PSRR？

對(duì)于提高放大器的PSRR值，可以采用以下方法：

1. 采用大尺寸電容濾波器以降低電源波動(dòng)干擾。在直流電源線(xiàn)路的輸入端，加入大尺寸電容器，能夠有效地隔離直流電源的波動(dòng)干擾，從而提高放大器對(duì)于直流電源波動(dòng)的抵抗能力，同時(shí)提高PSRR值。

2. 在輸入源和放大器之間加入隔離變壓器，以隔離輸入電源干擾。隔離變壓器可以切斷電流傳輸路徑，從而有效地隔離輸入電源和放大器之間的干擾，提高了放大器對(duì)于輸入電源波動(dòng)的抵抗能力，從而提高了PSRR值。

3. 采用負(fù)反饋技術(shù)。在放大器輸出端加入負(fù)反饋電路，能夠有效地抑制放大器內(nèi)部的電源干擾，提高PSRR值。

綜上所述，CMRR和PSRR是放大器性能測(cè)試的兩個(gè)主要指標(biāo)，都影響了放大器對(duì)于輸入信號(hào)的放大效果以及對(duì)噪聲的抑制效果。提高CMRR和PSRR的值，需要對(duì)電路進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和選件選擇，考慮到電路的參數(shù)不同，應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用情況來(lái)確定具體的優(yōu)化方法。