Un système de mesure différentiel idéal répond uniquement à la différence de potentiel entre ses deux terminaux, l'entrée positive (+) et l'entrée négative (–). Une tension de mode commun correspond à toute tension mesurée par rapport à la masse de l'amplificateur d'instrumentation qui est présente aux deux entrées de l'amplificateur. Une tension de mode commun est complètement rejetée (c'est-à-dire qu'elle n'est pas mesurée) par un système de mesure différentiel idéal. Cette capacité est utile dans la réjection de bruit car du bruit indésirable est souvent introduit sous forme de tension de mode commun dans le circuit qui compose le système de câblage.

Les périphériques non virtuels possèdent plusieurs facteurs, décrits par des paramètres comme la tension de mode commun et le rapport de réjection du mode commun (CMRR), qui limitent la possibilité de réjection de la tension de mode commun.

Tension de mode commun

La gamme de tension de mode commun limite la variation de tension autorisée à chaque entrée en fonction de la masse du système de mesure. Le non-respect de cette contrainte peut non seulement provoquer une erreur de mesure mais aussi endommager certains composants du périphérique. Une tension de mode commun (Vcm) est définie en utilisant l'équation suivante :

  • Vcm = (V+ + V–) / 2

où V+ correspond à la tension de l'entrée non inverseuse du système de mesure par rapport à la masse du système de mesure, et où V– est la tension de l'entrée inverseuse du système de mesure par rapport à la masse du système de mesure.

CMRR

Un rapport CMRR mesure la capacité d'un système de mesure différentiel à rejeter le signal de la tension de mode commun. Par exemple, si vous mesurez un thermocouple dans un environnement bruyant, le bruit de l'environnement apparaît sur les connecteurs des deux sorties. Par conséquent, ce bruit est un signal de tension de mode commun qui est rejeté par un nombre égal au CMRR de l'instrument. La plupart des périphériques DAQ spécifient le CMRR jusqu'à 60 Hz, la fréquence de la ligne électrique. Un CMRR en décibels (dB) est défini en utilisant l'équation suivante :

  • CMRR(dB) = 20 log (Gain différentiel/Gain de mode commun)

Un circuit simple est montré dans la figure suivante. Dans ce circuit, le CMRR en décibels est mesuré par 20 log Ven sortie/Vcm, où Vcm = (V+ + V–)/2.