運(yùn)算放大器的差模輸入與共模輸入是什么意思，怎么區(qū)別呢？

運(yùn)算放大器（Operational Amplifier，簡(jiǎn)稱(chēng)Op Amp）是一種常見(jiàn)的電子元件，它可以用來(lái)放大電壓或電流信號(hào)，被廣泛應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)中。其中，運(yùn)算放大器有兩個(gè)重要的輸入信號(hào)：差模輸入和共模輸入。本文將詳細(xì)介紹其含義和區(qū)別。

一、差模輸入

差模輸入是指將兩個(gè)不同的信號(hào)分別輸入到運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端，然后取它們的差值作為輸出信號(hào)的輸入。這樣的電路稱(chēng)為差分放大器，其輸入電路示意圖如下：



其中，$V_{in1}$ 和 $V_{in2}$ 分別為輸入信號(hào)，$V_{out}$ 為輸出信號(hào)，$V_{cc}$ 為正極電源，$V_{ee}$ 為負(fù)極電源。

在差分放大器中，$V_{out}$ 取決于 $V_{in1}$ 和 $V_{in2}$ 之間的差值，即 $V_{out} = A_d(V_{in1} - V_{in2})$，其中 $A_d$ 為差模放大倍數(shù)?？梢?jiàn)，如果 $V_{in1}$ = $V_{in2}$，即兩個(gè)輸入信號(hào)一樣，則 $V_{out}$ = 0，輸出信號(hào)為零。

二、共模輸入

共模輸入是指將兩個(gè)信號(hào)同時(shí)接到運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端，即兩個(gè)輸入信號(hào)相同，然后取它們的平均值作為輸出信號(hào)的輸入。這樣的電路稱(chēng)為共模放大器

在共模放大器中，$V_{out}$ 取決于 $V_{in}$ 和輸入端的公共模式信號(hào)。如果輸入端的公共模式信號(hào)發(fā)生變化，輸出信號(hào)也會(huì)發(fā)生變化。對(duì)于差分放大器，公共模式信號(hào)是兩個(gè)輸入信號(hào)的平均值。

三、差模輸入和共模輸入的區(qū)別

差模輸入和共模輸入的根本區(qū)別在于輸入信號(hào)的特性：

1. 差模輸入表示兩個(gè)不同的信號(hào)，而共模輸入則表示兩個(gè)相同的信號(hào)。

2. 差模輸入的輸出取決于兩個(gè)不同信號(hào)之間的電位差，而共模輸入的輸出取決于信號(hào)和輸入端公共模式信號(hào)之間的電位差。

3. 差模輸入通常用于對(duì)微小的信號(hào)進(jìn)行放大，而共模輸入則通常用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行降噪和抵消干擾。

4. 差模輸入和共模輸入測(cè)量的實(shí)際電壓范圍不同。差模輸入主要測(cè)量輸入信號(hào)間的電壓差，而共模輸入主要測(cè)量輸入信號(hào)和公共模式信號(hào)的電壓大小，因此差模輸入的測(cè)量范圍比共模輸入更廣。

綜上所述，運(yùn)算放大器的差模輸入和共模輸入是兩個(gè)非常重要的電路概念，它們分別起到放大和降噪的作用。差分放大器主要用于信號(hào)放大，而共模放大器主要用于干擾信號(hào)抑制。對(duì)于電子工程師來(lái)說(shuō)，了解運(yùn)算放大器的差模輸入和共模輸入的工作原理和特性是非常重要的，可以為電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制提供可靠的解決方案。