本發(fā)明涉及一種全對稱共模差模信號分離器及其多輸入加減法運(yùn)算器，特別是結(jié)構(gòu)對稱并具有互補(bǔ)對稱差模信號輸出的共模差模信號分離器與具有多輸入的加減法運(yùn)算器，屬電子電路、模擬信號運(yùn)算處理電路、模擬信號傳輸電路。

背景技術(shù)：

在電信號的運(yùn)算與處理中，模擬信號的運(yùn)算處理是非常重要的。而在模擬信號運(yùn)算處理中，共模信號與差模信號的運(yùn)算是很重要的模擬信號運(yùn)算功能。

特別是在模擬信號的差分傳輸方式中，輸入端轉(zhuǎn)換需要用到信號互補(bǔ)對稱輸出的放大器，輸出端轉(zhuǎn)換需要用到消除共模信號的差模信號放大器，但目前這類放大器比較復(fù)雜導(dǎo)致模擬信號差分傳輸技術(shù)的應(yīng)用受到限制。當(dāng)輸入端轉(zhuǎn)換與輸出端轉(zhuǎn)換采用相同的通用電路時(shí)，就需要用到共模信號與差模信號分離電路。

在模擬信號處理系統(tǒng)中，兩個(gè)自然信號所含的共模信號與差模信號的分離運(yùn)算是必要的，這也需要用到共模差模信號分離電路，以實(shí)現(xiàn)差模信號和共模信號的測算，但目前共模差模分離器電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)高精度分離也較為困難。

另外，多輸入加減精確運(yùn)算也是很重要的，這種基礎(chǔ)性的運(yùn)算電路應(yīng)用非常廣泛，目前常用的減法電路兩個(gè)輸入端通常有不同的輸入電阻和不同輸入特性，導(dǎo)致兩個(gè)信號不對稱，從而影響運(yùn)算精度，而同時(shí)實(shí)現(xiàn)加減法、且兩個(gè)輸入端輸入特性對稱的電路非常復(fù)雜，從而限制了電路應(yīng)用范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：

1、具有兩個(gè)自然信號輸入、兩個(gè)互補(bǔ)對稱差模信號輸出和一個(gè)共模信號輸出的電路；

2、具有結(jié)構(gòu)對稱且簡單、參數(shù)設(shè)計(jì)容易、使用方便的共模差模分離器電路；

3、具有結(jié)構(gòu)對稱且簡單、多輸入運(yùn)算、使用靈活的多輸入加減法運(yùn)算器電路。

本發(fā)明提供了一種全對稱共模差模信號分離器及其多輸入加減法運(yùn)算器。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種全對稱共模差模信號分離器，有兩個(gè)自然信號輸入端、一個(gè)接地端、兩個(gè)差模信號輸出端和一個(gè)共模信號輸出端；全對稱共模差模信號分離器由兩個(gè)信號疊加放大器和一個(gè)共模信號測算電路組成，兩個(gè)信號疊加放大器結(jié)構(gòu)相同，均采用加法電路或減法電路；每個(gè)信號疊加放大器都有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中一個(gè)輸入端為自然信號輸入端分別接作全對稱共模差模信號分離器的自然信號輸入端、另一個(gè)輸入端為共模信號輸入端均接共模信號測算電路的輸出端，兩個(gè)信號疊加放大器的輸出端分別為全對稱共模差模信號分離器的差模信號輸出端；共模信號測算電路有兩個(gè)輸入端、一個(gè)接地端和一個(gè)輸出端，兩個(gè)輸入端分別接兩個(gè)信號疊加放大器的輸出端，共模信號測算電路的輸出端即為全對稱共模差模信號分離器的共模信號輸出端，共模信號測算電路將兩個(gè)輸入信號的均值進(jìn)行高倍放大后輸出；全對稱共模差模信號分離器結(jié)構(gòu)對稱，共模信號測算電路與信號疊加放大器構(gòu)成閉環(huán)并形成負(fù)反饋，全對稱共模差模信號分離器的兩個(gè)差模輸出信號互補(bǔ)對稱。

所述的信號疊加放大器均由運(yùn)算放大器和電阻組成，運(yùn)算放大器的同相輸入端直接作為信號疊加放大器的電壓型自然信號輸入端或者通過電阻接作信號疊加放大器的電壓型自然信號輸入端，運(yùn)算放大器的反相輸入端通過反饋電阻接運(yùn)算放大器的輸出端、同時(shí)通過電阻接作信號疊加放大器的共模信號輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端同時(shí)也是信號疊加放大器的輸出端；所述的共模信號測算電路主要由電壓均值電路和高增益運(yùn)算放大器組成，電壓均值電路由兩個(gè)阻值相等的電阻串接構(gòu)成，兩個(gè)串接電阻的兩端作為電壓均值電路的輸入端分別接兩個(gè)信號疊加放大器的輸出端，兩個(gè)串接電阻的公共端即為電壓均值電路的輸出端；高增益運(yùn)算放大器的反相輸入端直接接地或通過電阻接地，高增益運(yùn)算放大器的同相輸入端接電壓均值電路的輸出端，高增益運(yùn)算放大器的輸出端即為共模信號測算電路的輸出端。

所述的信號疊加放大器均由運(yùn)算放大器和電阻組成，運(yùn)算放大器的同相輸入端直接接地或通過電阻接地，運(yùn)算放大器的反相輸入端直接作為信號疊加放大器的電流型自然信號輸入端、且通過反饋電阻接運(yùn)算放大器的輸出端、同時(shí)通過電阻接作信號疊加放大器的共模信號輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端同時(shí)也是信號疊加放大器的輸出端；所述的共模信號測算電路主要由電壓均值電路和高增益運(yùn)算放大器組成，電壓均值電路由兩個(gè)阻值相等的電阻串接構(gòu)成，兩個(gè)串接電阻的兩端作為電壓均值電路的輸入端分別接兩個(gè)信號疊加放大器的輸出端，兩個(gè)串接電阻的公共端即為電壓均值電路的輸出端；高增益運(yùn)算放大器的反相輸入端直接接地或通過電阻接地，高增益運(yùn)算放大器的同相輸入端接電壓均值電路的輸出端，高增益運(yùn)算放大器的輸出端即為共模信號測算電路的輸出端。

所述的信號疊加放大器均由運(yùn)算放大器和電阻組成，運(yùn)算放大器的同相輸入端直接接地或通過電阻接地，運(yùn)算放大器的反相輸入端通過電阻接作信號疊加放大器的低阻電壓型自然信號輸入端、且通過反饋電阻接運(yùn)算放大器的輸出端、同時(shí)通過電阻接作信號疊加放大器的共模信號輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端同時(shí)也是信號疊加放大器的輸出端；所述的共模信號測算電路主要由電壓均值電路和高增益運(yùn)算放大器組成，電壓均值電路由兩個(gè)阻值相等的電阻串接構(gòu)成，兩個(gè)串接電阻的兩端作為電壓均值電路的輸入端分別接兩個(gè)信號疊加放大器的輸出端，兩個(gè)串接電阻的公共端即為電壓均值電路的輸出端；高增益運(yùn)算放大器的反相輸入端直接接地或通過電阻接地，高增益運(yùn)算放大器的同相輸入端接電壓均值電路的輸出端，高增益運(yùn)算放大器的輸出端即為共模信號測算電路的輸出端。

一種包含全對稱共模差模信號分離器的多輸入加減法運(yùn)算器，多輸入加減法運(yùn)算器有兩個(gè)自然電壓信號輸入端、兩個(gè)自然電流信號輸入端、一個(gè)輔助電壓信號輸入端、兩個(gè)差模信號輸出端和一個(gè)共模信號輸出端；所述的信號疊加放大器均由運(yùn)算放大器和電阻組成，運(yùn)算放大器的同相輸入端直接作為信號疊加放大器的電壓型自然信號輸入端或者通過電阻接作信號疊加放大器的電壓型自然信號輸入端，運(yùn)算放大器的反相輸入端直接作為信號疊加放大器的電流型自然信號輸入端、且通過反饋電阻接運(yùn)算放大器的輸出端、同時(shí)通過電阻接作信號疊加放大器的共模信號輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端同時(shí)也是信號疊加放大器的輸出端；所述的共模信號測算電路主要由電壓均值電路和高增益運(yùn)算放大器組成，電壓均值電路由兩個(gè)阻值相等的電阻串接構(gòu)成，兩個(gè)串接電阻的兩端作為電壓均值電路的輸入端分別接兩個(gè)信號疊加放大器的輸出端，兩個(gè)串接電阻的公共端即為電壓均值電路的輸出端；高增益運(yùn)算放大器的反相輸入端直接或通過電阻接作輔助信號輸入端，高增益運(yùn)算放大器的同相輸入端接電壓均值電路的輸出端，高增益運(yùn)算放大器的輸出端即為共模信號測算電路的輸出端。

另一種全對稱共模差模信號分離器的多輸入加減法運(yùn)算器，多輸入加減法運(yùn)算器有兩個(gè)高阻自然電壓信號輸入端、兩個(gè)低阻自然電壓信號輸入端、一個(gè)輔助電壓信號輸入端、兩個(gè)差模信號輸出端和一個(gè)共模信號輸出端；所述的信號疊加放大器均由運(yùn)算放大器和電阻組成，運(yùn)算放大器的同相輸入端直接作為信號疊加放大器的高阻自然電壓信號輸入端或者通過電阻接作信號疊加放大器的高阻自然電壓信號輸入端，運(yùn)算放大器的反相輸入端通過電阻接作信號疊加放大器的低阻自然電壓信號輸入端、且通過反饋電阻接運(yùn)算放大器的輸出端、同時(shí)通過電阻接作信號疊加放大器的共模信號輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端同時(shí)也是信號疊加放大器的輸出端；所述的共模信號測算電路主要由電壓均值電路和高增益運(yùn)算放大器組成，電壓均值電路由兩個(gè)阻值相等的電阻串接構(gòu)成，兩個(gè)串接電阻的兩端作為電壓均值電路的輸入端分別接兩個(gè)信號疊加放大器的輸出端，兩個(gè)串接電阻的公共端即為電壓均值電路的輸出端；高增益運(yùn)算放大器的反相輸入端直接或通過電阻接作輔助信號輸入端，高增益運(yùn)算放大器的同相輸入端接電壓均值電路的輸出端，高增益運(yùn)算放大器的輸出端即為共模信號測算電路的輸出端。

具有兩個(gè)自然信號輸入端、兩個(gè)差模信號輸出端和一個(gè)共模信號輸出端的全對稱共模差模信號分離器由A側(cè)信號疊加放大器、B側(cè)信號疊加放大器和共模信號測算電路組成，信號疊加放大器通常采用模擬信號加法電路或減法電路，而共模信號測算電路由電壓均值電路和高增益運(yùn)算放大器組成，其框圖如圖1所示。A側(cè)與B側(cè)的信號疊加放大器各有兩個(gè)輸入端分別接自然信號輸入端和共模信號測算放大器的輸出端，而兩個(gè)信號疊加放大器的輸出端即為兩個(gè)差模信號輸出端，電壓均值電路的兩個(gè)輸入端分別接兩個(gè)信號疊加放大器的輸出端，高增益運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端一個(gè)接電壓均值電路的輸出端、另一個(gè)直接接地或通過電阻接地，高增益運(yùn)算放大器的輸出端也是共模信號測算電路的輸出端輸出共模信號。

電壓均值電路的輸出信號是兩個(gè)差模信號的平均值，該均值信號進(jìn)入高增益運(yùn)算放大器與接地零信號比較，由于高增益運(yùn)算放大器具有極高的放大倍數(shù)，共模信號測算電路與信號疊加放大器構(gòu)成閉環(huán)并形成負(fù)反饋，而信號疊加放大器的放大倍數(shù)為低倍有限確定值，共模信號測算電路輸出有限大小的信號，兩個(gè)差模信號平均值的大小趨于零，兩個(gè)差模信號輸出端輸出的信號互補(bǔ)對稱，即大小相等、極性相反的信號。

總體上共模信號測算電路的高增益運(yùn)算放大器通過電壓均值電路同時(shí)與兩個(gè)信號疊加放大器構(gòu)成負(fù)反饋，共模信號測算放大器輸出一個(gè)與兩個(gè)自然信號相加成比例的信號，這個(gè)信號視為共模信號。由于兩個(gè)信號疊加放大器結(jié)構(gòu)對稱，兩個(gè)信號疊加放大器輸出端之間的電壓與兩個(gè)自然輸入信號差值成比例，兩個(gè)信號疊加放大器的輸出端輸出互補(bǔ)對稱且與兩個(gè)自然輸入信號差值成比例的信號，這兩個(gè)信號視為差模信號。由此，可以通過全對稱共模差模信號分離器將兩個(gè)自然輸入信號分解一個(gè)共模信號和兩個(gè)互補(bǔ)對稱的差模信號，實(shí)現(xiàn)共模信號與差模信號的分離。

由于共模輸出信號也是兩個(gè)自然輸入信號的加法，差模輸出信號也是兩個(gè)自然輸入信號的減法，全對稱共模差模信號分離器或多輸入加減法運(yùn)算器同時(shí)還具有加法與減法的功能，由于結(jié)構(gòu)的對稱性其加減法比普通的加減法器效果更好。特別是多輸入加減法運(yùn)算器由于有四個(gè)兩組不同類型的輸入和一個(gè)輔助電壓信號輸入，使用更加靈活、功能更為多樣。

采用運(yùn)算放大器與電阻實(shí)現(xiàn)的全對稱共模差模信號分離器及其多輸入加減法運(yùn)算器采用深負(fù)反饋技術(shù)其輸出信號的大小僅取決于輸入信號與電路中的電阻參數(shù)，極易構(gòu)成高精度模擬信號運(yùn)算處理電路，實(shí)現(xiàn)高性能信號處理功能。

全對稱共模差模信號分離器及其多輸入加減法運(yùn)算器由運(yùn)算放大器與電阻構(gòu)成，具有結(jié)構(gòu)簡單、性能良好、成本低廉、參數(shù)整定方便、使用靈活、功能多樣等特點(diǎn)，在模擬信號變換與處理、信號運(yùn)算、模擬信號差分傳輸?shù)入娮与娐窇?yīng)用中有著廣泛的實(shí)用價(jià)值。

附圖說明

圖1全對稱共模差模信號分離器框圖。

圖2a普通電壓型全對稱共模差模信號分離器。

圖2b常規(guī)電壓型全對稱共模差模信號分離器。

圖2c簡約電壓型全對稱共模差模信號分離器。

圖3a普通電流型全對稱共模差模信號分離器。

圖3b常規(guī)電流型全對稱共模差模信號分離器。

圖3c簡約電流型全對稱共模差模信號分離器。

圖4a普通電壓電流型多輸入加減法運(yùn)算器。

圖4b常規(guī)電壓電流型多輸入加減法運(yùn)算器。

圖4c簡約電壓電流型多輸入加減法運(yùn)算器。

圖5低阻型全對稱共模差模信號分離器。

圖6高阻低阻雙電壓型多輸入加減法運(yùn)算器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

普通電壓型全對稱共模差模信號分離器如圖2a所示，兩個(gè)信號疊加放大器A側(cè)信號疊加放大器和B側(cè)信號疊加放大器結(jié)構(gòu)相同，分別由運(yùn)算放大器A1a、A1b和電阻R₁、R₂、R₄組成，共模信號測算電路由電壓均值電路和高增益運(yùn)算放大器A0及電阻R₀組成，而電壓均值電路由兩個(gè)電阻R₃組成。

運(yùn)算放大器A1a、A1b的同相輸入端通過電阻R₄接作自然信號輸入端u_ia、u_ib，運(yùn)算放大器A1a、A1b的反相輸入端通過反饋電阻R₂接運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端、同時(shí)通過電阻R₁接運(yùn)算放大器A0的輸出端，運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端即為全對稱共模差模信號分離器的差模信號輸出端u_od-、u_od+。

信號疊加放大器采用減法電路形式，其輸入輸出的關(guān)系為：

電壓均值電路的兩個(gè)電阻R₃串接，兩端分別接運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端，高增益運(yùn)算放大器A0的同相輸入端接兩個(gè)電阻R₃的公共端，高增益運(yùn)算放大器A0的反相輸入端通過電阻R₀接地，高增益運(yùn)算放大器A0的輸出端即為全對稱共模差模信號分離器的共模信號輸出端u_oc。

共模信號測算電路將全對稱共模差模信號分離器的兩個(gè)差模輸出信號的均值與零電位比較，由于電路采用深負(fù)反饋，兩個(gè)差模信號輸出電壓滿足：

由此即可得到：

顯然，共模輸出信號u_oc與兩個(gè)自然輸入信號u_ia、u_ib之和成正比，差模輸出信號u_od-、u_od+與兩個(gè)自然輸入信號u_ia、u_ib之差成正比，從而實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)自然信號的共模差模信號分離功能。

為簡化電路的輸入輸出關(guān)系，取R₂＝R₁＝R，得到常規(guī)電壓型全對稱共模差模信號分離器，如圖2b所示，此時(shí)共模輸出信號、差模輸出信號與兩個(gè)自然輸入信號的關(guān)系為：

u_oc＝u_ia+u_ib

u_od-＝u_ia-u_ib

u_od+＝u_ib-u_ia

為進(jìn)一步簡化電路可以取R₃＝R₂＝R₁＝R，并將R₀、R₄短路，得到簡約電壓型全對稱共模差模信號分離器，如圖2c所示，電路進(jìn)一步簡化，但共模輸出信號、差模輸出信號與兩個(gè)自然輸入信號的關(guān)系與常規(guī)電壓高阻型全對稱共模差模信號分離器的相同。

實(shí)施例2

普通電流型全對稱共模差模信號分離器如圖3a所示，兩個(gè)信號疊加放大器A側(cè)信號疊加放大器和B側(cè)信號疊加放大器結(jié)構(gòu)相同，分別由運(yùn)算放大器A1a、A1b和電阻R₁、R₂、R₄組成。

運(yùn)算放大器A1a、A1b的同相輸入端通過電阻R₄接地，運(yùn)算放大器A1a、A1b的反相輸入端接作自然信號輸入端i_ib、i_ia、且通過反饋電阻R₂接運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端、同時(shí)通過電阻R₁接運(yùn)算放大器A0的輸出端，運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端即為全對稱共模差模信號分離器的差模信號輸出端u_od-、u_od+。

信號疊加放大器采用加法電路形式，其輸入輸出的關(guān)系為：

由于電路采用深負(fù)反饋，兩個(gè)差模信號輸出電壓滿足：

由此即可得到：

顯然，共模輸出信號u_oc與兩個(gè)自然輸入信號i_ia、i_ib之和成正比，差模輸出信號u_od-、u_od+與兩個(gè)自然輸入信號i_ia、i_ib之差成正比，從而實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)自然信號的共模差模信號分離功能。

為簡化電路的輸入輸出關(guān)系，取R₂＝R₁＝R，得到常規(guī)電流型全對稱共模差模信號分離器，如圖3b所示，此時(shí)共模輸出信號、差模輸出信號與兩個(gè)自然輸入信號的關(guān)系為：

為進(jìn)一步簡化電路可以取R₃＝R₂＝R₁＝R，并將R₀、R₄短路，得到簡約電壓高阻型全對稱共模差模信號分離器，如圖3c所示，電路進(jìn)一步簡化，但共模輸出信號、差模輸出信號與兩個(gè)自然輸入信號的關(guān)系與常規(guī)電流型全對稱共模差模信號分離器的相同。

實(shí)施例3

普通電壓電流型多輸入加減法運(yùn)算器如圖4a所示，兩個(gè)信號疊加放大器A側(cè)信號疊加放大器和B側(cè)信號疊加放大器結(jié)構(gòu)相同，分別由運(yùn)算放大器A1a、A1b和電阻R₁、R₂、R₄組成。

運(yùn)算放大器A1a、A1b的同相輸入端通過電阻R₄接作自然信號輸入端u_ia、u_ib，運(yùn)算放大器A1a、A1b的反相輸入端接作自然信號輸入端i_ib、i_ia、且通過反饋電阻R₂接運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端、同時(shí)通過電阻R₁接運(yùn)算放大器A0的輸出端，運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端即為全對稱共模差模信號分離器的差模信號輸出端u_od-、u_od+。

電壓均值電路的兩個(gè)電阻R₃串接，兩端分別接運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端，高增益運(yùn)算放大器A0的同相輸入端接兩個(gè)電阻R₃的公共端，高增益運(yùn)算放大器A0的反相輸入端通過電阻R₀接輔助信號輸入端u_i0，高增益運(yùn)算放大器A0的輸出端即為全對稱共模差模信號分離器的共模信號輸出端u_oc。

信號疊加放大器采用加減法電路形式，根據(jù)疊加原理可以得到輸入輸出關(guān)系為：

顯然，共模輸出信號u_oc、差模輸出信號u_od-、u_od+與兩個(gè)電壓自然輸入信號u_ia、u_ib及兩個(gè)電流自然輸入信號i_ia、i_ib相關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)更多的模擬運(yùn)算功能。

為簡化電路的輸入輸出關(guān)系，取R₂＝R₁＝R，得到常規(guī)電壓電流型多輸入加減法運(yùn)算器，如圖4b所示，此時(shí)輸入輸出關(guān)系為：

為進(jìn)一步簡化電路可以取R₃＝R₂＝R₁＝R，并將R₀、R₄短路，得到簡約電壓電流型多輸入加減法運(yùn)算器，如圖4c所示，電路進(jìn)一步簡化，但輸入輸出關(guān)系與常規(guī)電壓電流型多輸入加減法運(yùn)算器的相同。

實(shí)施例4

低阻型全對稱共模差模信號分離器如圖5所示，兩個(gè)信號疊加放大器A側(cè)信號疊加放大器和B側(cè)信號疊加放大器結(jié)構(gòu)相同，分別由運(yùn)算放大器A1a、A1b和電阻R₁、R₂、R₄、R₅組成。

運(yùn)算放大器A1a、A1b的同相輸入端通過電阻R₄接地，運(yùn)算放大器A1a、A1b的反相輸入端通過電阻R₅接作自然信號輸入端v_ib、v_ia、且通過反饋電阻R₂接運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端、同時(shí)通過電阻R₁接運(yùn)算放大器A0的輸出端，運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端即為全對稱共模差模信號分離器的差模信號輸出端u_od-、u_od+。

信號疊加放大器采用加法電路形式，其輸入輸出的關(guān)系為：

由于電路采用深負(fù)反饋，兩個(gè)差模信號輸出電壓滿足：

由此即可得到：

顯然，共模輸出信號u_oc與兩個(gè)自然輸入信號v_ia、v_ib之和成正比，差模輸出信號u_od-、u_od+與兩個(gè)自然輸入信號v_ia、v_ib之差成正比，從而實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)自然信號的共模差模信號分離功能。

當(dāng)R₂＝R₁＝R₅時(shí)，共模輸出信號、差模輸出信號與兩個(gè)自然輸入信號的關(guān)系為：

當(dāng)R₂＝R₁＝2R₅時(shí)，共模輸出信號、差模輸出信號與兩個(gè)自然輸入信號的關(guān)系為：

u_oc＝-(v_ia+v_ib)

u_od-＝v_ia-v_ib

u_od+＝v_ib-v_ia

顯然，取不同的電阻值可以得到不同系數(shù)輸入輸出關(guān)系。

實(shí)施例5

高阻低阻雙電壓型多輸入加減法運(yùn)算器如圖6所示，兩個(gè)信號疊加放大器A側(cè)信號疊加放大器和B側(cè)信號疊加放大器結(jié)構(gòu)相同，分別由運(yùn)算放大器A1a、A1b和電阻R₁、R₂、R₄、R₅組成。

運(yùn)算放大器A1a、A1b的同相輸入端通過電阻R₄接作第一組自然電壓信號輸入端u_ia、u_ib，運(yùn)算放大器A1a、A1b的反相輸入端通過電阻R₅接作第二組自然電壓信號輸入端v_ib、v_ia、且通過反饋電阻R₂接運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端、同時(shí)還通過電阻R₁接運(yùn)算放大器A0的輸出端，運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端即為全對稱共模差模信號分離器的差模信號輸出端u_od-、u_od+。

電壓均值電路的兩個(gè)電阻R₃串接，兩端分別接運(yùn)算放大器A1a、A1b的輸出端，高增益運(yùn)算放大器A0的同相輸入端接兩個(gè)電阻R₃的公共端，高增益運(yùn)算放大器A0的反相輸入端通過電阻R₀接輔助信號輸入端u_i0，高增益運(yùn)算放大器A0的輸出端即為全對稱共模差模信號分離器的共模信號輸出端u_oc。

信號疊加放大器采用加減法電路形式，共模輸出信號u_oc、差模輸出信號u_od-、u_od+與兩個(gè)高阻電壓自然輸入信號u_ia、u_ib和兩個(gè)低阻電壓自然輸入信號v_ia、v_ib及輔助輸入信號u_i0相關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)更多的模擬運(yùn)算功能。