差分前端：共模、失调与输入范围

差分放大器关心两输入之差，也会受到两端共同变化的共模信号影响。理想共模增益为零，真实器件因有限尾电流源、失配和负载不对称产生有限共模抑制。

差模与共模

把输入写成差模vd和共模vcm，可分别分析。CMRR是差模增益与共模增益之比，通常用dB表示；高CMRR只在指定频率、共模范围和源阻抗匹配下成立。

输入共模范围

输入对管、尾电流源和有源负载都需保持适当工作区。即使输入电压未超过电源轨，共模过高或过低也会让内部器件失去余量。

输入失调

器件失配等效为一个小输入电压，使零差分时输出不为零。高闭环增益会放大失调；温漂、1/f噪声和输入偏置电流又造成低频变化。

源阻抗

输入偏置电流流经两端不等源阻抗会转成附加失调。匹配阻抗、选择低偏置器件或补偿能改善，但补偿电阻也增加热噪声。

仪表放大

三运放结构可提供高输入阻抗与增益调节，但外部电阻比值决定CMRR。保护与滤波必须对称，否则高频共模会转差模。

输入超出共模范围后的恢复也要测试；某些器件会发生相位反转或内部饱和，重新回到范围后需要较长时间才能恢复。

练习：建立桥式传感器前端误差预算，包含共模、失调、偏置电流、阻值失配和温漂。