输入端会有一个接近输入信号电压的共模电压,因此当运算放大器用作同相放大器时,必须考虑共模输入电压。共模输入电压与差分运算放大器一样,仪表放大器的放大公式如图所示:仪表放大器是一种特殊的差分放大器,具有超高输入阻抗、出色的CMRR、低输入失调和低输出阻抗,可以在共模电压下放大这些信号。
也就是说,输入信号电压不应超过运算放大器的共模输入电压,否则运算放大器的共模抑制比将显著降低,从而输出信号将与较大的共模干扰信号混合。共模信号与作用于差分放大器或仪表放大器的同相和反相输入端的信号相同。三运放仪表放大器,这种结构不能超过电源电压。右腿驱动电路可以简化为以下框图:Vi_cm是输入共模电压,Vf_cm是反馈电压,Vsum_cm是输入和反馈之和后的电压,Vo_cm是输出电压,前置放大器对共模信号的放大倍数为A=。
共模信号和差模信号是指差分放大器两端输入时的输入信号。双运算放大器组成的仪表放大器也可以超过电源电压,但条件与上述相同。它的准电压可以决定输入范围。如果基准电压为电源电压的一半,则输入范围为-。对于使用示波器差分探头的测量,波形在地电压上下摆动,因为差分探头中有一个DC隔直电容器,它阻挡了DC共模电压,只让差模电压通过。
高共模抑制比(CMRR):CMRR指集成运算放大器对共模信号的抑制程度。共模信号:两个信号在两端输入时是相同的,在其两个输入端。在实际应用中,经常会有干扰信号(共模信号),具有高CMRR的集成运算放大器可以有效地抑制这些干扰信号并保持输出的准确性,另一个例子是施加到平衡线上的DC电压(例如,由于信号源和接收器之间的地电位差而产生的DC电平)。