您是否注意到了差分信號(hào)在高性能信號(hào)路徑中正日益占據(jù)主導(dǎo)地位？差分信號(hào)可提供多種優(yōu)勢(shì)！我一直在考慮這樣一個(gè)事實(shí)，即每個(gè)差分信號(hào)路徑都有一個(gè)與其相關(guān)的寄生共模信號(hào)路徑。

在差分信號(hào)路徑中，大部分環(huán)境噪聲都可作為共模噪聲耦合。很多差分器件都能很好地抑制這種噪聲。下面是 LMH6881 可編程差分放大器 （PDA） 的共模抑制比 （CMRR） 圖示。

CMRR 可確定差分信號(hào)受共模噪聲干擾的“污染程度”。這個(gè)數(shù)值非常重要，但事情也不完全如此。

保護(hù)差分信號(hào)固然重要，但共模噪聲情況也值得考慮。如果噪聲傳到另一個(gè)器件，該器件就需要抑制它。下圖是相同 LMH6881 放大器的共模增益。

我們從這兩張圖中能確定幾個(gè)要點(diǎn)。

首先，在低頻率下，共模抑制和共模增益（衰減）都非常有用。

然而，在較高的頻率下會(huì)怎樣呢？CMRR 和共模衰減都開始變差。如果所涉及的系統(tǒng)在極高頻率下具有很大的噪聲（例如本地振蕩器或混頻器寄生信號(hào)），那么對(duì)噪聲而言會(huì)怎樣呢？

正如我們從 CMRR 與共模增益圖中可以看到的那樣，放大器防止共模噪聲進(jìn)入差分信號(hào)的能力以及減弱共模噪聲的能力，在更高頻率下都會(huì)顯著降低。這就意味著即使采用差分信號(hào)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)噪聲的隔離和控制依然很重要。

差分信號(hào)傳輸線路需要可實(shí)現(xiàn)最佳性能的端接。這與單端傳輸線路無異。要減少反射和不需要的信號(hào)輻射，傳輸線路的寬帶終端非常重要。至少?gòu)牟罘纸嵌葋砜?，大多?shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員都會(huì)很仔細(xì)地端接差分傳輸線路。但是共模端接經(jīng)常被忽略。

差分信號(hào)路徑上的無端接共模路徑意味著什么？

會(huì)有兩個(gè)主要問題。

在共模路徑無端接時(shí)，信號(hào)路徑很有可能會(huì)收到外部源共模噪聲。

由于浮動(dòng)或無端接共模原因，有源器件（放大器、混頻器和 ADC）可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)載情況，其可導(dǎo)致性能降低。例如，很多差分放大器都具有控制共模信號(hào)的有源電路。有些共模負(fù)載情況會(huì)降低這些電路的相位裕度。

濾波器通?？捎糜跍p弱超出有源系統(tǒng)器件能力的噪聲和寄生信號(hào)。不過，差分濾波器完全無法減弱共模噪聲，除非經(jīng)過專門設(shè)計(jì)。

既然我們已經(jīng)知道了差分信號(hào)路徑中出現(xiàn)的、有關(guān)寄生共模的潛在問題，那么有一個(gè)問題就是，我們應(yīng)該如何解決這些問題？本文篇幅有限，請(qǐng)關(guān)注我下一篇博客，到時(shí)我將概括介紹一些有助于緩解共模噪聲的方法。

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