差模信號干擾和共模信號

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1、電壓電流的變化通過導(dǎo)線傳輸時有二種形態(tài),我們將此稱做"共模"和"差模".設(shè)備的電源線,電話等的通信線,與其它設(shè)備或外圍設(shè)備相互交換的通訊線路,至少有兩根導(dǎo)線,這兩根導(dǎo)線作為往返線路輸送電力或信號.但在這兩根導(dǎo)線之外通常還有第三導(dǎo)體,這就是"地線".干擾電壓和電流分為兩種:一種是兩根導(dǎo)線分別做為往返線路傳輸;另一種是兩根導(dǎo)線做去路,地線做返回路傳輸.前者叫"差模",后者叫"共模".電源線噪聲是電網(wǎng)中各種用電設(shè)備產(chǎn)生的電磁騷擾沿著電源線傳播所造成的。電源線噪聲分為兩大類：共模干擾、差模干擾。共模干擾（Common-modeInterference）定義為任何載流導(dǎo)體與參考地之間的不希望有的電位

2、差；差模干擾（Differential-modeInterference）定義為任何兩個載流導(dǎo)體之間的不希望有的電位差。任何電源線上傳導(dǎo)干擾信號，均可用差模和共模信號來表示。差模干擾在兩導(dǎo)線之間傳輸，屬于對稱性干擾；共模干擾在導(dǎo)線與地（機(jī)殼）之間傳輸，屬于非對稱性干擾。在一般情況下，差模干擾幅度小、頻率低、所造成的干擾較??；共模干擾幅度大、頻率高，還可以通過導(dǎo)線產(chǎn)生輻射，所造成的干擾較大。什么叫差模信號？什么叫共模信號？???答：兩個大小相等、極性相反的一對信號稱為差模信號。差動放大電路輸入差模信號（uil=-ui2）時，稱為差模輸入。兩個大小相等、極性相同的一對信號稱為共模信號。差動放大

3、電路輸入共模信號（uil=ui2）時，稱為共模輸入。差模輸入使兩管的集電極電流一增一減，相應(yīng)兩管的集電極電位也一增一減，于是有輸出電流出現(xiàn)出現(xiàn)。而在共模輸入信號作用下，如果兩管完全對稱，則兩管的集電極電位變化相同，因而此時輸出電壓為零。共模和差模信號與濾波器山東萊蕪鋼鐵集團(tuán)動力部周志敏(萊蕪271104)1概述隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，電磁兼容已成為研究微電子裝置安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要課題。抑制電磁干擾采用的技術(shù)主要包括濾波技術(shù)、布局與布線技術(shù)、屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)、密封技術(shù)等。而干擾源的傳播途徑分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。傳導(dǎo)噪聲的頻率范圍很寬，從10kHz～30MHz，僅從產(chǎn)生干擾的原因出發(fā)

4、，通過控制脈沖的上升與下降時間來解決干擾問題未必是一個好方法。為此了解共模和差模信號之間的差別，對正確理解脈沖磁路和工作模塊之間的關(guān)系是至關(guān)重要的。在抑制電磁干擾的各項技術(shù)中，采用濾波技術(shù)對局域網(wǎng)（LAN）、通信接口電路、電源電路中減少共模干擾起著關(guān)鍵作用。所以掌握濾波器的工作原理和其實用電路的結(jié)構(gòu)及其正確的應(yīng)用，是微電子裝置系統(tǒng)設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。2差模信號和共模信號差模信號又稱為常模、串模、線間感應(yīng)和對稱信號等，在兩線電纜傳輸回路，每一線對地電壓用符號V1和V2來表示。差模信號分量是VDIFF。純差模信號是：V1=－V2；其大小相等，相位差180°；VDIFF=V1－V2，因為V1和

5、V2對地是對稱的，所以地線上沒有電流流過，差模信號的電路如圖1所示。所有的差模電流（IDIFF）全流過負(fù)載。差模干擾侵入往返兩條信號線，方向與信號電流方向一致，其一種是由信號源產(chǎn)生，另一種是傳輸過程中由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，它和信號串在一起且同相位，這種干擾一般比較難以抑制。共模信號又稱為對地感應(yīng)信號或不對稱信號，共模信號分量是VCOM，純共模信號是：VCOM=V1=V2；大小相等，相位差為0°；V3=0。共模信號的電路如圖2所示。干擾信號侵入線路和接地之間，干擾電流在兩條線上各流過二分之一，以地為公共回路；原則上講，這種干擾是比較容易消除的。在實際電路中由于線路阻抗不平衡，使共模信號干擾會轉(zhuǎn)化為

6、不易消除的串?dāng)_干擾。3濾波器濾波器可以抑制交流電源線上輸入的干擾信號及信號傳輸線上感應(yīng)的各種干擾。濾波器可分為交流電源濾波器、信號傳輸線濾波器和去耦濾波器。交流電源濾波器大量應(yīng)用在開關(guān)電源的系統(tǒng)中，既可以抑制外來的高頻干擾，還可以抑制開關(guān)電源向外發(fā)送干擾。來自工頻電源或雷擊等瞬變干擾，經(jīng)電源線侵入電子設(shè)備，這種干擾以共模和差模方式傳播，可用電源濾波器濾除。在濾波電路中，有很多專用的濾波元件（如鐵氧體磁環(huán)），它們能夠改善電路的濾波特性，恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計和使用濾波器是抗干擾技術(shù)的重要手段。例如開關(guān)電源通過傳導(dǎo)和輻射出的噪聲有差模和共模之分，差模噪聲采用π型濾波器抑制，如圖3(a)所示。圖3（a）中，

7、LD為濾波扼流圈。若要對共模噪聲有抑制能力，應(yīng)采用如圖3（b）所示的濾波電路。圖3（b）中，LC為濾波扼流圈。由于LC的兩個線圈繞向一致，當(dāng)電源輸入電流流過LC時，所產(chǎn)生的磁場可以互相抵消，相當(dāng)于沒有電感效應(yīng)，因此，它使用磁導(dǎo)率高的磁芯。LC對共模噪聲來說，相當(dāng)于一個大電感，能有效地抑制共模傳導(dǎo)噪聲。開關(guān)電源輸入端分別對地并接的電容CY對共模噪聲起旁路作用。共模扼流圈兩端并聯(lián)的電容CX對共模噪聲起抑制作用。R為CX的放電