什麼是差模信號和共模信號

上圖是一個簡單的差分放大器，一般要求電阻R1=R3，R2=R4，此時電路的放大倍數A=R4/R3。在差分放大電路中，兩個輸入端之間的電壓差稱為差模信號，兩個輸入端與電路GND之間的電壓差稱為共模信號。在上圖中，LT1001運算放大器兩個輸入端V1和V2之間的電壓差即為差模信號，V1與GND之間的電壓差及V2與GND之間的電壓差即為共模信號。

上圖電路是一個采用氣敏電阻及差分放大器檢測某種氣體濃度的電路。氣敏電阻R及電阻R1~R3組成一個檢測電橋，這裏假定R1~R3的取值相同，此時運算放大器兩個輸入端a、b的電壓分別是R1、R2及R、R3對電源電壓的分壓。顯然，輸入端a的電壓是固定值（若電源電壓不變的話），而輸入端b的電壓的大小則會隨著氣敏電阻R的阻值而變化。這樣，運算放大器兩個輸入端a、b之間的電壓差（即差模信號）便與氣體濃度有關，故這個電壓差是我們需要的有用信號。
假設氣體濃度不變，這樣R的阻值就不會發生變化，此時輸入端a、b之間的差模電壓也是穩定的。而實際中電源電壓的波動、環境溫度變化、電磁輻射等各種幹擾信號，它們是同時作用在運算放大器的兩個輸入端，並同時影響兩個輸入端與GND之間的電壓的大小，故這些幹擾信號為共模信號。

由於差分放大器放大的是有用的差模信號，而對各種幹擾產生的共模信號，我們希望差分放大器對其抑製能力越強越好，故采用運算放大器構成差分放大器時，一般要求所用的運算放大器的共模抑製比CMRR盡可能的大一些，以便能更好的抑製各種共模幹擾信號。像上圖所示的精密運放OP177，其CMRR可達140dB，遠高於LM358（其CMRR隻有80dB）這類普通運放，非常適合作為高精度的差分放大器。