共模干扰与差模干扰

共模干扰与差模干扰（帖子总结）

共模干扰：一般指在两根信号线上产生的幅度相等，相位相同的噪声。

差模干扰：则是幅度相等，相位相反的的噪声。

常用的差分线对共模干扰的抗干扰能力就非常强。

干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V 以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线；

共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。消除共模干扰的方法包括：

（1）采用屏蔽双绞线并有效接地

（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽

（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线

（4）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)

在一般情况下，差模信号就是两个信号之差，共模信号是两个信号的算术平均值。共模抑制比：差模信号电压增益与共模信号电压增益的比值，说明差分放大电路对攻模信号的抑制能力，因此共模抑制比越大越好，说明电路的性能优良传输线的共模状态：当两条耦合传输线上驱动信号的幅度与相位都相同时，称为共模传输模式。此时，传输线的等效电容将随着互容的减少而减少，同时等效电感却因为互感的增加而增加。

传输线的差模状态：当两根耦合的传输线相互之间的驱动信号幅值相同但相位相差180 度的时候，就是一个差模传输的模型。此情况下，传输线的等效电容因为互容的加倍而增加，但是等效电感因为互感的减小而变小。

任何电源线上传导干扰信号，均可用差模和共模干扰信号来表示。差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰；共模干扰在导线与地(机壳)之间传输，属于非对称性干扰。在一般情况下，差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小，共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。因此，欲削弱传导干扰，把EMI信号控制在有关EMC标准规定的极限电平以下。除抑制干扰源以外，最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路中加装EMI滤波器。开关电源的工作频率约为10～100 kHz。EMC很多标准规定的传导干扰电平的极

限值都是从10 kHz算起。对开关电源产生的高频段EMI信号，只要选择相应的去耦电路或网络结构较为简单的EMI滤波器，就不难满足符合EMC标准的滤波效果。

差模传导噪音是电子设备内部噪音电压产生的与信号电流或电源电流相同路径的噪音电流。减小这种噪音的方法是在信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联电容或用电容和电感组成低通滤波器，来减小高频的噪音。噪音产生的电场强度与电缆到观测点的距离成反比，与频率的平方成正比，与电流和电流环路的面积成正比。因此，减小这种辐射的方法是在信号输入端加LC低通滤波器阻止噪音电流流进电缆；使用屏蔽电缆或扁平电缆，在相邻的导线中传输回流电流和信号电流，使环路面积减小。

共模传导噪音是在设备内噪音电压的驱动下，经过大地与设备之间的寄生电容，在大地与电缆之间流动的噪音电流产生的。减小共模传导噪音的方法是在信号线或电源线中串联共模扼流圈、在地与导线之间并联电容器、组成LC滤波器进行滤波，滤去共模噪声。噪音辐射的电场强度与电缆到观测点的距离成反比，与频率和电缆的长度成正比。

共模信号与差模信号辨析

差模又称串模,指的是两根线之间的信号差值；而共模噪声又称对地噪声,指的是两根线分别对地的噪声。

对于一对信号线A、B，差模干扰相当于在A与B之间加上一个干扰电压，共模干扰相当于分别在A与地、B与地之间加上一个干扰电压；像平常看到的用双绞线传输差分信号就是为了消除共模噪声，原理很简单，两线拧在一起，受到的共模干扰电压很接近， Ua - Ub依然没什么变化，当然这是理想情况。比如说，RS422/485总线就是利用差分传输信号的一种具体应用。

实际应用中，温度的变化各种环境噪声的影响都可以视作为共模噪声信号，但如果在传输过程中,两根线的对地噪声哀减的不一样大,使得两根线之间存在了电压差,这时共模噪声就转变成了差模噪声。差分信号不是一定要相对地来说的，如果一根线是接地的，那他们的差值就是相对地的值了，这就是模拟电路中讲过的差分电路的单端输入情况。

差分放大器，差模输入差模是相对共模来说的。。差分是一种方式。。

差模共模信号，差分放大电路

举例来说，假如一个ADC有两个模拟输入端，并且AD转换结果取决于这两个输入端电压之差，那么我们说

这个ADC是差分输入的，并把这两个模拟输入端合在一起叫做差分输入端。但是加在差分输入端上的电压

并不一定总是大小相等方向相反，甚至很多情况下是同符号的。(注：即不一定是一正一负)我们把它们

的差叫做差模输入，而把它们共有的量（即平均值）叫做共模输入。

差分是一种电路形式的叫法....

差模是对信号的定义....(想对来说有共模..)

差动=======差分

回答：差模信号：大小相等，方向相反的交流信号，共模信号：大小相等。方向相同。在差分放大电路

中，经常提到共模信号和差模信号，在差分放大电路中共模信号是不会被放大的，可以理解为三极管的

温漂引起的电流型号，为了形象化温漂而提出了共模信号，差模信号为输入信号，就是Ui,就是放大的对

象。

在差动放大电路中，有两个输入端，当在这两个端子上分别输入大小相等、相位相反的信号，（这是有

用的信号）放大器能产生很大的放大倍数，我们把这种信号叫做差模信号，这时的放大倍数叫做差模放

大倍数。

如果在两个输入端分别输入大小相等，相位相同的信号，（这实际是上一级由于温度变化而产生的信号

，是一种有害的东西），我们把这种信号叫做共模信号，这时的放大倍数叫做共模放大倍数。由于差动

放大电路的构成特点，电路对共模信号有很强的负反馈，所以共模放大倍数很小。（一般都小于1）

计算公式又分为单端输出和双端输出，所以有四个

共模信号和差模信号是指差动放大器双端输入时的输入信号。

共模信号：双端输入时，两个信号相同。

差模信号：双端输入时，两个信号的相位相差180度。

任何两个信号都可以分解为共模信号和差模信号。

设两路的输入信号分别为： A,B.

m,n分别为输入信号A，B的共模信号成分和差模信号成分。

输入信号A，B可分别表示为：A=m+n；B=m-n

则输入信号A,B可以看成一个共模信号 m 和差模信号 n 的合成。

其中m=(A+B)/2；n=(A-B)/2。

差动放大器将两个信号作差，作为输出信号。则输出的信号为A-B，与原先两个信号中的共模信号和差模

信号比较，可以发现：

共模信号m=(A+B)/2不见了，而差模信号n=(A-B)/2得到两倍的放大。

这就是差模放大器的工作原理。

差分信号，有些也称差动信号，用两根完全一样，极性相反的信号传输一路数据，依靠两根信号电平差进行判决。为了保证两根信号完全一致，在布线时要保持并行，线宽、线间距保持不变。

(注：就是差动电路中用到的信号)

对于差分电路，其差分信号的基准电平就是共模电压，基准电压之外的大小相等，方向相反的信号堪称差模信号，比如lvds基准电平为1.2V，差分幅度输出为350mV～400mV，输入阈值为

100mV （https://www.360docs.net/doc/a119171390.html,/blog/blog2007/cortexer/archives/2007/ 25697.html的理解）

理解共模信号是怎样产生和怎样抑制的，必须先理解一般电缆结构中遮罩和接地之间的互感作用。以下详细说明了共模信号的特点，回顾了一般电缆的结构特点的相关知识，把遮罩和非遮罩电缆进行了对比，说明了在实际应用中典型的接地方式。讨论了共模信号是怎样产生和怎样抑制的。

主要集中讨论RS485/RS-422电缆和信号，这些内容同时适用於电话、音频、视频和电脑网络信号。

1、共模信号的定义

以局部共通端或者接地为参考，共模信号就在双线电缆的两根线上出现，幅度和相位都相同。很明显，当双线中的一根接到地时共模信号就不会出现。技术上共模电压是平衡电路各导体对地电压的向量和的一半，这种信号可由下面一个或者多个因素引起∶

(a)射频信号同时耦合到双线上。

(b)驱动电路中信号公共地端的偏置产生。

(c)发射和接收端之间存在地电位差。

後面我们会更详细介绍。然而在进行更详细的介绍之前有必要先了解不同的电缆结构、信号地的一般情况和遮罩地的实际知识。

2、一般数据发送系统

数据发送系统的主要目的就是把数据从一个地方发送到另外一个地方，不管是在一个机箱内或者在一定范围内，在一定范围内的机箱和机箱之间，特定区域或者建筑内的特定区域之间或者是建筑物之间。图1举例说明了由不同电源电路供电的建筑物内的RS-485信号发射情形。

图1、这个普通的系统在两个高度独立的建筑物之间发送数据，可以看出在单相供电系统接地点之间产生的地电流。这种情况也同时发生在3相、Y形连接系统

中。

把一个电力用户的中线连接到电力接入点埋在地下的接地棒，从而得到电力线中线作为安全地。用裸线或者绿色绝缘线把安全地引到所有的电出口安装设备。工业底盘一般在底盘的电源输入点接到安全地，这样整个底盘就是安全地。

电路共地经常是以一点或者多点连接到底盘，但是最好每个底盘配备一个单独的接地点。在某些情况下，电路共地可能会跟底盘和机箱地绝缘。漏电电流从机器绕组通过安全地流到机箱，或者更加常见的情况，在电力分配系统中，因为交流初级或者次级中线电流，漏电电流在地和大地之间流动，从而在中线和底盘和机箱地之间产生电位差。

地电位差可在几伏到几十伏之间变化。在单相或者三相Y形连接系统中，地电位差最高，因为在这两种电路中大地流动的中线电流有可能达到主电路流动的总的中线电流的10～70％。从地点到地点测定的电压峰值一般在0.2V到5V之间，在高度隔离的地之间会高达65V，不过这种情况很罕见。

3、电缆和噪声

由於电容对附近电场（E）的耦合、电感对局部磁场的耦合（M）、空间射频信号的电磁耦合(EM)和有意或者无意的电路通道传导（C），就会出现噪声信号。耦合信号以与单根线或者多根线串联的附加信号出现（如图2）。表2按类别列出了电缆中潜在的噪声源。双绞线同时截取耦合信号，因此附加信号仅以共模信号的形式出现。如果各根线连到本地共地端的阻抗是相同的话，我们认为这样的传输线是平衡的。

图2、这些传输电缆的结构说明了可能的噪声源的位置

表1、电缆的种类和应用

表2、上面列出的电缆的噪声源

4、电路和遮罩接地

靠大地实现回路的信号线∶信号公共线在信号源端和负载端被大地（底盘）连接到大地地线。电路公共端也必须连接到大地（底盘）接地。

单线遮罩∶信号电流通常通过遮罩层，因此在信号源端和负载端都必须连到电路公共端。表3列出了多种情况下的遮罩接地。

表3、单线遮罩电缆遮罩接地

双线并行:每根导体上的信号电流相等，但是电流方向相反。表4列出不同条件下的线接地连接。

表4、双线并行电缆的线接地

非遮罩双绞线∶任何驱动或者接收电路都可能连接到本地公共端或者底盘接地，但是把发送线本身连接到底盘接地是不必要的和不合理的。一个差动信号或者平衡信号源（例如非遮罩RS-422或者RS485数据传输电路）传输数据到一个遥控区域，该区域中信号源和负载电路都是以局部接地或者公共端为参考的。变压器耦合应用包括10/100M基T乙太网电缆。

遮罩双绞线∶把遮罩双绞线的遮罩层接地通过遮罩层避开了任何不需要的信号或者噪声。典型的遮罩材料（铜和铝）可以使内部导体遮罩掉通过电容耦合或者电磁耦合的信号，但是对电感耦合的信号则无能为力。

使用遮罩双绞线传输平衡信号应该把遮罩层一端接地——通常在接收端。如果发送端接地携带有与接收端不同的噪声信号，两端接地会使电流沿著遮罩层流动。如果两个接地端不存在电位差则双端接地也是可以的。这样配置的电路包括

RS-422和RS-485数据发送电路。RS-485应用向导建议把遮罩层接到大地——直接接或者通过一个保险电阻在电缆遮罩层的一端接或者两端都接。

5、信号模式定义

电缆中的电信号可以分为一般信号、差模信号和共模信号。

一般信号是在两根线之间出现的一种信号（不同於共模信号），或者是一根单线以大地、机箱或者遮罩层为参考（或者通过它形成回路）的信号。一般信号可通过一个平衡或者不平衡发送通道中的两根线之间读出。（对平衡双线通道，一根线是驱动正信号而另外一根线驱动大小一样的负信号，两个信号都跟一个静态或者没有信号的条件相关，这个条件中两根线对电路公共端的电压都是一样的。）

差模信号以差分的形式出现在未接地的双线电缆结构中。

共模信号以相同的形式出现在没有接大地、遮罩层或者局部公共端的双线电缆的两根线中，它通常但不总是一种不期望出现的接收电路应该抑制的信号。共模电压用两个信号电压对局部接地或者公共端的平均值来表示∶

图3是一个3V差动信号叠加在一个2.5V共模电压上的情况。直流分量是单电源

差动数据发送操作的典型。共模电压可能是交流、直流或者交流和直流的叠加。（图3描述的是最简单的情况——一个没有交流分量的直流共模电压。）

图3、典型RS-485发送器产生的一个共模直流偏置电压

当电缆很长时（RS－485数据电缆可能很长），原始信号的公共端或者地端可能不像接收端一样具有相同的电压。RS-485规范建议把驱动电路公共端接到外壳地，直接接地或者经过100Ω电阻接地。结果如图4。

信号共模可以看成是一个等於地电压差、驱动偏置电压和任何在发射机和接收机之间的信号通道上产生的纵向耦合噪声电压的向量和的共模电压。

图4、可能在双线数据发送系统中出现的3种典型的共模信号(eGD, eLC, 和

EOS)

6、共模信号的起源

共模电压的3个起源是图4中所说的eGD, eLC和 EOS。

EOS是由图3所示单电压供电的差动驱动电路引入的一个典型的直流偏移量。eGD是一个描述发送端和接收端的地电位差的噪声信号。它通常是一个包含电力线频率基波和可能的几个谐波的交流信号。

eLC是一个同时在两根发送线上产生的纵向耦合噪声信号，产生的主要原因是外部信号源的电容耦合、电磁耦合或者电感耦合。

7、尽量减小共模信号

使用双电源供电的差模驱动器可以把 EOS 减小到很小甚至把它消除。相比起来，eGD 仅可以通过尽量保证发送端和接收端相对近的距离来减小。eLC 可以通过使用双绞线来使它最小化∶电缆引人的噪声在两根紧绕的线上都会产生。另外，相对干扰电场来说因为线的非对称性，所以会存在一般信号。负载必须是对称的，意思是双绞线的两根线上的电阻性或者电容性负载阻抗必须匹配。电感耦合信号只有通过电磁遮罩才能防止。（注意任何载流导线都是电磁辐射的信号源。）

8、抑制共模信号

在接收电路中必须抑制共模信号VCM。当接收电路是无源的（耳机或者扬声器）、变压器耦合、隔离的并且用电池供电或者其他不以任何方式以发送电路公共端为参考（不管是容性或者是电阻性连接）的时候是非常容易实现的。这些结构天生对共模信号具有免疫能力，但是以发送电路公共端作为参考的接收电路必须按能接收在它们上面出现的所有共模信号设计。这样的设计需要具有高共模抑制比（CMR）的差动接收机。如果VCM 的幅度相对较低，用一个单独的高共模抑制比

接收机就足够了。

9、高共模抑制比接收机是怎样工作的

所有高共模抑制比接收机或者由差动对管构成或者由三级放大器组成的传统仪器放大器构成，如图5所示。在共模电压到来时，每个放大器接收一个差动输入，这些放大器都具有比电源电压稍小的共模抑制。这种电路对模拟信号和数字信号都有效。

图5、差动放大器具有很高的共模抑制比

如果VCM超过接收机的共模抑制范围就必须使用额外的隔离措施。大多数这样的电路都需要使用变压器耦合的隔离电源，再配合下面任何一项措施∶

光耦合电路

电容耦合差动电路

电感耦合电路

电阻耦合差动电路

图6所示的措施可以在幅度很大的共模信号出现时将信号通过隔离物体耦合，它们靠的就是采用变压器耦合的隔离电源。隔离电压的极限由变压器和所选用的隔离方法决定，要隔离2500V或者更高的电压，采用变压器耦合、光耦合和电容耦合技术比较实际。电阻耦合通常局限於50V到100V的范围。

图6、获得高共模抑制比的隔离措施和典型元件

电阻耦合要求传送数据经过一个对数据和共模信号均具有衰减作用的电阻衰减器，因此当接收小信号的原始信号时，电阻隔离受到接收电路可容纳的共模信号大小的限制。图6中，不同隔离驱动器对隔离电源的需求不同。由於现在的电源不采用电感耦合器件，因此需要使用外部隔离电源。

因此，一旦知道入侵共模信号的信号源和幅度，你就可以灵活选择电缆的型号和隔离措施。你仅需测量和计算干扰信号的幅度，接著选择元件来满足系统的需求。

共模干扰与差模干扰的成因与应对

共模干扰与差模干扰的成因与应对共模干扰：一般指在两根信号线上产生的幅度相等，相位相同的噪声。差模干扰：则是幅度想等，相位相反的的噪声。常用的差分线对共模干扰的抗干扰能力就非常强。干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线；共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV) 在一般情况下，差模信号就是两个信号之差，共模信号是两个信号的算术平均值。共模抑制比：差模信号电压增益与共模信号电压增益的比值，说明差分放大电路对攻模信号的抑制能

共模_差模详解

EMC（electromagnetic compatibility）作为产品的一个特性，译为电磁兼容性；如果作为一门学科，则译为电磁兼容。它包括两个概念：EMI和EMS。EMI (electromagnetic interference) 电磁干扰，指自身干扰其它电器产品的电磁干扰量。EMS (electromagnetic susceptibility) 电磁敏感性，也有称为电磁抗扰度，是指能忍受其它电器产品的电磁干扰的程度。因此，电磁兼容性EMC一方面要滤除从电源线上引入的外部电磁干扰(辐射+传导)，另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声干扰，以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。EMC滤波器主要是用来滤除传导干扰，抑制和衰减外界所产生的噪声信号干扰和影响受到保护的设备，同时抑制和衰减设备对外界产生干扰。而辐射干扰主要通过屏蔽的手段加以滤除。从滤波器的功能来看，它的作用是允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分无用频率的信号则受到较大的抑制，它实质上是一个选频电路。而我们常见的低通滤波器功能是允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰噪声。电源噪声干扰在日常生活中很常见。比如你正在使用电脑的时候，当手机信号出现时，电脑音响会有杂音。比如电话或手机通话时有嗞嗞的杂声。又比如使用电吹风烫头发时，电视机不但会产生噪音，而且屏幕会出现很大的雪花般的条纹。这都是一些常见的噪声信号干扰，但实际上有些干扰日常看不到，一但受到影响就有可能措手不及，甚至找不到根源。这些噪声信号如果出现在自动化仪器，医疗仪器有可能带来极大的损失甚至生命安全。比如，会造成自动化仪器误动作，造成医疗仪器失控等等。我们常说的噪声干扰,是指对有用信号以外的一切电子信号的一个总称，也可以理解为电磁干扰。最初，人们把造成收音机之音响设备所发出噪声的那些电子信号，称为噪声。但是，一些非有用电子信号对电子电路造成的后果并非都和声音有关，因此，后来人们逐步扩大了噪声概念。如：某一频率的无线电波信号，对需要接收这种信号的接收机来讲，它是正常的有用信号，而对于另一频率的接收机它就是一种无用信号，即是噪声。噪声按传播路径来分可分为传导噪声干扰和空间噪声干扰。其传导干扰主要通过导体传播,通过导电介质把一个电网络上的信号耦合（干扰）到另一个电网络,其频谱主要为30MHz以下。而空间噪声干扰源通过空间把其信号耦合（干扰）到另一个电网络,其频率范围比传导噪声频率宽很多,30Hz-30GHz。传导噪声干扰可以通过设计滤波电路或追加滤波器的方法来进行抑制和衰减，而空间辐射干扰主要通过主要应用密封屏蔽技术，在结构上实行电磁封闭。目前为减少重量大都采用铝合金外壳，但铝合金导磁性能差，因而外壳需要镀一层镍或喷涂导电漆，内壁贴覆高导磁率的屏蔽材料。上面我们提到传导噪声干扰，又分为差模干扰与共模干扰两种。差模干扰是两条电源线之间（简称线对线）的噪声，主要通过选择合适的电容(X电容)，差模线圈来进行抑制和衰减。共模干扰则是两条电源线对大地（简称线对地）的噪声，主要通过选择合适的电容（Y电容），和共模线圈来进行抑制和衰减。我们常见的低通滤波器一般同时具有抑制共模和差模干扰的功能。第 1 页

电磁兼容中差模与共模干扰及抑制技术

电磁兼容中差模与共模干扰及抑制技术于　虹 (国家计算机外设质检中心,杭州310012) 摘　要　本文分析了引起差模和共模干扰现象的原因,提出了测量和确定辐射场源特性的方法,对差模干扰和共模干扰提出了抑制方法。关键词　电磁兼容　差模干扰　共模干扰一、引起差模与共模干扰的物理原因电磁兼容辐射干扰问题主要来自电路中的电流突变产生的磁场变化或电压突变产生的电场变化;当把距辐射源的距离与波长λ作比较作为近场与远场区域的分界点(一般把距离λ的区域定义为近场区域,把距离 λ的区域定义为远场区域),若近场范围以磁场为主时,表明它与差模电流有密切关系,而电场与共模电流有密切关系。电流的变化会引起电压的变化,反之亦然。但在实际电路中是其中之一占主导地位。辐射源的阻抗决定着近场是以磁场为主还是以电场为主。一般来讲,磁场是由仪器中某一局部回路产生的,这些回路可以分解为不同的模式。电路中的阻抗概念是正确理解问题的一个重要概念,这里所提及的阻抗是指在特定辐射频率下的总的阻抗,这与通常所理解的阻抗概念有所不同。比如,电路中的连结器常被认为是低阻抗,但在高频条件下由于电路中的感应现象而实际上呈高阻抗。在一个电路中所有导线变为高阻抗的最常见方式就是线路中接地线显著的感应现象,在有些频率下,地线被感应成为高阻抗状态。对于整个线路来讲,地线实际上是以高阻抗状态与线路中其它线相串联起来了。在这种情形下,通过电容耦合形成回流。低阻场或者由电流产生的场,主要是磁场,在近场处以磁场为主。低阻场与低阻源相联系,也就是说与差模干扰有密切关系。二、确定差模与共模干扰的诊断技术低源阻抗引起电流变化的场,这决定了在近场区域以磁场为主,反之亦然,这就是确定辐射是否为差模干扰的基础。测量场阻的变化采用近场探头和频谱分析仪联合进行,其仪器配置及测试方法见图1所示。设E∶E场场强; H∶H场场强;P F∶探头性能因子;Z∶场阻抗;则H=Vh+P Fh-52;E=Ve+PFe;Z= 10(e-h)/20;若Z<377Ψ,那么d i/d t是主要的,辐射可能是差模;若Z>377Ψ,d v/d t是主要的,辐射可能是共模的。图1 在测量H场时要注意探头的取向,一般沿着源的两个径向测量,每个方向上测量2～6个点,点距为1～4m,在近场处间距要小一点。每个测量点上同时测出H场和E场的数据。对于得到的实验数据采用两种方式处理均可:①作出H场和E场场强随距离变化的曲线,其中一个比另一个变化快。当H场变化较快时,为低阻抗源问题;当E场变化较快时为高阻抗源问题。②在同一测量点上(近场范围)利用Z=E/H来求出该测量点的场阻,并 25 计量技术　1997.№2

差模干扰和共模干扰

差模干扰和共模干扰 2009年09月17日星期四 15:22 共模干扰：一般指在两根信号线上产生的幅度相等，相位相同的噪声。差模干扰：则是幅度想等，相位相反的的噪声。常用的差分线对共模干扰的抗干扰能力就非常强。扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线；

共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。消除共模干扰的方法包括：消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）不要和电控锁共用同一个电源（5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)。在一般情况下，差模信号就是两个信号之差，共模信号是两个信号的算术平均值。共模抑制比：差模信号电压增益与共模信号电压增益的比值，说明差分放大电路对共模信号的抑制能力，因此共模抑制比越大越好，说明电路的性能优良。传输线的共模状态：当两条耦合传输线上驱动信号的幅度与相位都相同时，称为共模传输模式。此时，传输线的等效电容将随着互容的减少而减少，同时等效电感却因为互感的增加而增加。传输线的差模状态：当两根耦合的传输线相互之间的驱动信号幅值相同但相位相差180 度的时候，就是一个差模传输的模型。此情况下，传输线的等效电容因为互容的加倍而增加，但是等效电感因为互感的减小而变小。任何电源线上传导干扰信号，均可用差模和共模干扰信号来表示。差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰；共模干扰在导线与地(机

共模与差模完美解释

共模与差模虽然我们在学习模电时经常提到关于共模和差模两个知识点，但是有时候总无法与实际电路结合起来，搞不清楚为什么要去抑制共模，为什么电平输入时一定会带入共模信号。特此在摘录网上大侠们的知识论点，争取把这个问题弄清楚。共模信号与差模信号最简单理解，共模信号和差模信号是指差动放大器双端输入时的输入信号。共模信号：双端输入时，两个信号相同。差模信号：双端输入时，两个信号的相位相差180度。任何两个信号都可以分解为共模信号和差模信号。设两路的输入信号分别为： A,B. m,n分别为输入信号A，B的共模信号成分和差模信号成分。输入信号A，B可分别表示为：A=m+n；B=m-n 则输入信号A,B可以看成一个共模信号 m 和差模信号 n 的合成。其中m=(A+B)/2；n=(A-B)/2。我们需要的是整个有意义的“输入信号”，要把两个输入端看作“整体”。就像初中时平面坐标需要用 x,y 两个数表示，而到了高中或大学就只要用一个“数”v，但这个 v 是由 x,y 两个数构成的“向量”……而共模、差模正是“输入信号”整体的属性，差分输入可以表示为 vi = (vi+, vi-) 也可以表示为 vi = (vic, vid) c 表示共模， d 表示差模。两种描述是完全等价的。只不过换了一个认识角度，就像几何学里的坐标变换，同一个点在不同坐标系中的坐标值不同，但始终是同一个点。运放的共模输入范围：器件（运放、仪放……）保持正常放大功能（保持一定共模抑制比 CMRR）条件下允许的共模信号的范围。显然，不存在“某一端”上的共模电压的问题。但“某一端”也一样存在输入电压范围问题。而且这个范围等于共模输入电压范围。道理很简单：运放正常工作时两输入端是虚短的，单端输入电压范围与共模输入电压范围几乎是一回事。对其它放大器，共模输入电压跟单端输入电压范围就有区别了。例如对于仪放，差分输入不是0，实际工作时的共模输入电压范围就要小于单端输入电压范围了。牛人的形象比喻：两只船,分别站着一个MM和一个GG. MM和GG手拉着手. 当船上下波动时,MM才能感觉到GG变化的拉力。这两个船之间的高度差就是差模信号。当水位升高或者降低时,MM并不能感觉到这个拉力. 这两个船离水底的绝对高度就是共模信号。

差模滤波器和共模滤波器

共模和差模信号与滤波器山东莱芜钢铁集团动力部周志敏(莱芜271104) 1概述随着微电子技术的发展和应用，电磁兼容已成为研究微电子装置安全、稳定运行的重要课题。抑制电磁干扰采用的技术主要包括滤波技术、布局与布线技术、屏蔽技术、接地技术、密封技术等。而干扰源的传播途径分为传导干扰和辐射干扰。传导噪声的频率范围很宽，从10kHz～30MHz，仅从产生干扰的原因出发，通过控制脉冲的上升与下降时间来解决干扰问题未必是一个好方法。为此了解共模和差模信号之间的差别，对正确理解脉冲磁路和工作模块之间的关系是至关重要的。在抑制电磁干扰的各项技术中，采用滤波技术对局域网（LAN）、通信接口电路、电源电路中减少共模干扰起着关键作用。所以掌握滤波器的工作原理和其实用电路的结构及其正确的应用，是微电子装置系统设计中的一个重要环节。 2差模信号和共模信号差模信号又称为常模、串模、线间感应和对称信号等，在两线电缆传输回路，每一线对地电压用符号V1和V2来表示。差模信号分量是VDIFF。纯差模信号是：V1=－V2；其大小相等，相位差180°；VDIFF=V1－V2，因为V1和V2对地是对称的，所以地线上没有电流流过，差模信号的电路如图1所示。所有的差模电流（IDIFF）全流过负载。差模干扰侵入往返两条信号线，方向与信号电流方向一致，其一种是由信号源产生，另一种是传输过程中由电磁感应产生，它和信号串在一起且同相位，这种干扰一般比较难以抑制。共模信号又称为对地感应信号或不对称信号，共模信号分量是VCOM，纯共模信号是：VCOM=V1=V2；大小相等，相位差为0°；V3=0。共模信号的电路如图2所示。干扰信号侵入线路和接地之间，干扰电流在两条线上各流过二分之一，以地为公共回路；原则上讲，这种干扰是比较容易消除的。在实际电路中由于线路阻抗不平衡，使共模信号干扰会转化为不易消除的串扰干扰。 3滤波器滤波器可以抑制交流电源线上输入的干扰信号及信号传输线上感应的各种干扰。滤波器可分为交流电源滤波器、信号传输线滤波器和去耦滤波器。交流电源滤波器大量应用在开关电源的系统中，既可以抑制外来的高频干扰，还可以抑制开关电源向外发送干扰。来自工频电源或雷击等瞬变干扰，经电源线侵入电子设备，这种干扰以共模和差模方式传播，可用电源滤波器滤除。在滤波电路中，有很多专用的滤波元件（如铁氧体磁环），它们能够改善电路的滤波特性，恰当地设计和使用滤波器是抗干扰技术的重要手段。例如开关电源通过传导和辐射出的噪声有差模和共模之分，差模噪声采用π型滤波器抑制，如图3(a)所示。图3（a）中，LD为滤波扼流圈。若要对共模噪声有抑制能力，应采用如图3（b）所示的滤波电路。图3（b）中，LC为滤波扼流圈。由于LC的两个线圈绕向一致，当电源输入电流流过LC时，所产生的磁场可以互相抵消，相当于没有电感效应，因此，它使用磁导率高的磁芯。LC对共模噪声来说，相当于一个大电感，能有效地抑制共模传导噪声。开关电源输入端分别对地并接的电容CY对共模噪声起旁路作用。共模扼流圈两端并联的电容CX对共模噪声起抑制作用。R为CX 的放电电阻，它是VDE　0806和IEC　380安全技术标准所推荐的。图3（b）中各元件参数范围为：CX=0.1μF～2μF； CY=2.0nF～33nF；LC=几～几十mH，随工作电流不同而取不同的参数值，如电流为25A时LC=1.8mH；电流为0　3A时，LC=47mH。另外在滤波器元件选择中，一定要保证输入滤波器的谐振频率低于开关电源的工作频率。

什么是共模干扰和差模干扰

什么是共模干扰和差模干扰创建时间：2016/7/4 23:28 什么是共模干扰和差模干扰电压电流的变化通过导线传输时有二种形态，我们将此称做"共模"和"差模"。设备的电源线，电话等的通信线，与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路，至少有两根导线，这两根导线作为往返线路输送电力或信号。但在这两根导线之外通常还有第三导体，这就是"地线"。干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别做为往返线路传输；另一种是两根导线做去路，地线做返回路传输。前者叫"差模"，后者叫"共模"。对差分放大器，两路输入的干扰信号，如果是大小不相等，或方向不相同，即为差模干扰信号。通常我们使用的电器是两线的，一根火线（L），一根零线（N），零线认为是三相电的中线，同时还有一根接地线叫做地线，。零线与火线之间的干扰叫做差模干扰，火线与地线之间的干扰叫做共模干扰。地与零线之间认为是没有电压的，或者可以认为是零线没有电压，不能驱动电器，因此认为零线与地线之间没有干扰。什么是共模残压什么是共模残压共模电压(common mode voltage):在每一导体和所规定的参照点之间（往往是大地或机架）出现的相量电压的平均值。或者说同时加在电压表两测量端和规定公共端之间的那部分输入电压。差模电压（symmetrical voltage）：一组规定的带电导体中任意两根之间的电压。使差模电压又称对称电压。在规定波形，标称放电电流冲击氧化锌阀片，阀片两端测到的电压峰值，称为残压。残压与压敏电压的比值，残压比。雷击，闪电会在输入/输出电源线上产生瞬间高压，大电流，影响用户设备稳定运行，严重时会造成设备损坏。避雷器按接法分可分为共模接法和差模接法两种：避雷器接在相线之间或相线与零线之间称为差模接法，即所谓横向保护。避雷器接在相线与地线之间或零线与地线之间称为共模接法，即所谓纵向保护。共模信号 Common-Mode Signals 共模信号是作用在差分放大器或仪表放大器同相、反相输入端的相同信号。例如，平衡线对中引入到两个平衡端的噪声电压。另外一个例子是加在平衡线上的直流电压(例如：由于信号源与接收器之间的地电位差而产生的直流电平)。

共模干扰,差模干扰,共模残压

共模干扰与差模干扰共模干扰（Common-mode）：两导线上的干扰电流振幅相等，而方向相同者称为共模干扰。共模电流一般情况下，电缆上产生共模电流的原因有三个方面: 一个是外界电磁场在电缆中所有导线上感应出来的电压（这个电压相对于大地是等幅同相的），这个电压产生电流；另一个原因是电缆两端的设备所接的地电位不同，在这个地电位的驱动下产生电流; 第三个原因是设备上的电缆与大地之间的电位差，这样电缆上会有共模电流。如果设备在其电缆上产生共模电流，电缆会产生强烈的电磁辐射，对电子、电气产品元器件产生电磁干扰，影响产品的性能指标。另外，当电路不平衡时，共模电流会转变为差模电流，差模电流对电路直接产生干扰影响。对于电子、电气产品电路中的信号线及其回路而言:差模电流流过电路中的导线环路时，将引起差模辐射，这种环路相当于小环天线，能向空间辐射磁场，或接收磁场。因此，必须限制环路的大小和面积。如何识别共模干扰 1）从干扰源判断：雷电、附近发生的电弧、附近的电台或其它大功率辐射装置在电缆上产生的干扰是共模干扰。 2）从频率上判断：共模干扰主要集中在1MHz以上。这是由于共模干扰是通过空间感应到电缆上的，这种感应只有在较高频率时才容易发生。但有一种例外，当电缆从很强的磁场辐射源（例如，开关电源）旁边通过时，也会感应上频率较低的共模干扰。 3）用仪器测量：只要有一台频谱分析仪和一只电流卡钳就可以进行测量、判断了，判断的步骤如下：将卡钳卡在信号线或地线（火线或零线）上，记录下某个感兴趣频率（f 1 ）的干扰强度； /将卡钳同时卡住信号线和地线，若能观察到（f 1）处的干扰，则（f 1 ）干扰中包含共模干扰成份，要判断是否仅含共模成份，进行步骤三的判别；将卡钳分别卡住信号线和地线，若两根线上测得的（f 1 ）干扰的幅度相同，则（f 1）干扰中仅含共模成份；若不相同，则（f 1 ）干扰中还包含差模成份。消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）不要和电控锁等易产生干扰的设备共用同一个电源（5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV) （6）使用差分式电路

什么是共模干扰和差模干扰

什么是共模干扰和差模干扰电压电流的变化通过导线传输时有二种形态，我们将此称做”共模”和”差模”。设备的电源线，电话等的通信线，与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路，至少有两根导线，这两根导线作为往返线路输送电力或信号。但在这两根导线之外通常还有第三导体，这就是”地线”。干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路，地线做返回路传输。前者叫”差模”，后者叫”共模”。对差分放大器，两路输入的干扰信号，如果是大小不相等，或方向不相同，即为差模干扰信号。通常我们使用的电器是两线的，一根火线(L)，一根零线(N)，零线认为是三相电的中线，同时还有一根接地线叫做地线，。零线与火线之间的干扰叫做差模干扰，火线与地线之间的干扰叫做共模干扰。地与零线之间认为是没有电压的，或者可以认为是零线没有电压，不能驱动电器，因此认为零线与地线之间没有干扰。什么是共模残压共模电压(common mode voltage):在每一导体和所规定的参照点之间(往往是大地或机架)出现的相量电压的平均值。或者说同时加在电压表两测量端和规定公共端之间的那部分输入电压。差模电压(symmetrical voltage)：一组规定的带电导体中任意两根

之间的电压。使差模电压又称对称电压。在规定波形，标称放电电流冲击氧化锌阀片，阀片两端测到的电压峰值，称为残压。残压与压敏电压的比值，残压比。雷击，闪电会在输入/输出电源线上产生瞬间高压，大电流，影响用户设备稳定运行，严重时会造成设备损坏。避雷器按接法分可分为共模接法和差模接法两种：避雷器接在相线之间或相线与零线之间称为差模接法，即所谓横向保护。避雷器接在相线与地线之间或零线与地线之间称为共模接法，即所谓纵向保护。共模信号是作用在差分放大器或仪表放大器同相、反相输入端的相同信号。例如，平衡线对中引入到两个平衡端的噪声电压。另外一个例子是加在平衡线上的直流电压(例如：由于信号源与接收器之间的地电位差而产生的直流电平)。对于理想的差分放大器，可以完全消除共模信号输出，这是由于差分输入(同相和反相)抵消掉了相同的输入成分。衡量这一特性的参数称为共模抑制比或CMRR。共模电压(common mode voltage):在每一导体和所规定的参照点之间(往往是大地或机架)出现的相量电压的平均值。或者说同时加在电压表两测量端和规定公共端之间的那部分输入电压。 “共模”和”差模”是电压电流的变化通过导线传输时的二种形态。干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路,地线做返回路传输.前者叫”差模”,后者

浅谈基于EMC的共模干扰与差模干扰以及抑制方法

基于EMC的共模干扰与差模干扰以及抑制方法什么是共模与差模电器设备的电源线，电话等的通信线, 与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路,至少有两根导线,这两根导线作为往返线路输送电力或信号，在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是"地线"。电压和电流的变化通过导线传输时有两种形态, 一种是两根导线分别做为往返线路传输, 我们称之为"差模"；另一种是两根导线做去路,地线做返回传输, 我们称之为"共模"。如上图, 蓝色信号是在两根导线内部作往返传输的，我们称之为"差模"；而黄信号是在信号与地线之间传输的，我们称之为"共模"。共模干扰与差模干扰任何两根电源线或通信线上所存在的干扰，均可用共模干扰和差模干扰来表示：共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰，它定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰,它定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。在一般情况下，共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小。

共模干扰信号共模干扰的电流大小不一定相等，但是方向（相位）相同的。电气设备对外的干扰多以共模干扰为主，外来的干扰也多以共模干扰为主，共模干扰本身一般不会对设备产生危害，但是如果共模干扰转变为差模干扰，干扰就严重了，因为有用信号都是差模信号。差模干扰信号差模干扰的电流大小相等，方向（相位）相反。由于走线的分布电容、电感、信号走线阻抗不连续，以及信号回流路径流过了意料之外的通路等，差模电流会转换成共模电流。共模干扰产生原因 1. 电网串入共模干扰电压。 2. 辐射干扰（如雷电，设备电弧，附近电台，大功率辐射源）在信号线上感应出共模干扰，原因是交变的磁场产生交变的电流，地线－零线回路面积与地线－火线回路面积不相同，两个回路阻抗不同等原因造成电流大小不同。 3.接地电压不一样，简单的说就电位差而造就了共模干扰。

电磁干扰(EMI)共模和差模信号与滤波

电磁干扰(EMI)共模和差模信号与滤波摘要介绍了共模、差模信号的关键特性及其抑制方法，以及滤波器的工作原理及其应用电路。 Common Mode and Differential Mode Signals and Filter Abstract:The key characterisics of common mode anddifferential mode signals as well as the method of rejection was presented.The principl of filter was introduced and the application circuit was given. 一.概述随着微电子技术的发展和应用，电磁兼容已成为研究微电子装置安全、稳定运行的重要课题。抑制电磁干扰应用包括滤波技术、布局与布线技术、屏蔽技术、接地技术、密封技术等。而干扰源的传输途经分为传导干扰和辐射干扰。传导噪声的频率范围很宽，从10kHz—30MHz，仅从产生干扰的原因出发，通过控制脉冲的上升与下降时间来解决干扰问题未必是一个好方法。为此了解共模和差模信号之间的差别，对正确理解脉冲磁路和工作模块之间的关系是至关重要的。在抑制电磁干扰的各项技术中，采用滤波技术对局域网（LAN）、通信接口电路、电源电路中减少共模干扰起着关键作用。所以掌握滤波器的工作原理和其实用电路的结构及其正确的应用，是微电子装置系统设计中的一个重要环节。二.差模信号和共模信号差模信号又称为常模、串模、线间感应和对称信号等，在两线电缆传输回路，每一线对地电压用符号V1和V2 来表示。差模信号分量是V DIFF。纯差模信号是V1=-V2，其大小相等，相位相差180o，V DIFF=V1-V2，因为V1 和V2对地是对称的，所以地线上没有电流流过，差模信号的电路如图1所示。所有的差模电流（I DIFF）全流过负载。差模干扰侵入往返两条信号线，方向与信号电流方形一致，其一种是由信号源产生，另一种是传输过程中由电磁感应产生，它和信号串在一起且同相位，这样的干扰一般难以抑制。

详解差模电压和共模电压-简单易懂

差模电压与共模电压我们需要的是整个有意义的“输入信号”，要把两个输入端看作“整体”。就像平面坐标需要用 x,y 两个数表示，而到了高中或大学就只要用一个“数”v，但这个 v 是由 x,y 两个数构成的“向量”…… 而共模、差模正是“输入信号”整体的属性，差分输入可以表示为 vi = (vi+, vi-) 也可以表示为 vi = (vic, vid) c 表示共模， d 表示差模。两种描述是完全等价的。只不过换了一个认识角度，就像几何学里的坐标变换，同一个点在不同坐标系中的坐标值不同，但始终是同一个点。运放的共模输入范围：器件（运放、仪放……）保持正常放大功能（保持一定共模抑制比 CMRR）条件下允许的共模信号的范围。显然，不存在“某一端”上的共模电压的问题。但“某一端”也一样存在输入电压范围问题。而且这个范围等于共模输入电压范围。道理很简单：运放正常工作时两输入端是虚短的，单端输入电压范围与共模输入电压范围几乎是一回事。对其它放大器，共模输入电压跟单端输入电压范围就有区别了。例如对于仪放，差分输入不是 0，实际工作时的共模输入电压范围就要小于单端输入电压范围了。

可以通俗的理解为：两只船静止在水面上，分别站着两个人，A和B。 A和B相互拉着手。当船上下波动时，A才能感觉到B变化的拉力。这两个船之间的高度差就是差模信号。当水位上升或者下降时，A并不能感觉到这个拉力。这两个船离水底的绝对高度就是共模信号。于是，我们说A和B只对差模信号响应，而对共模信号不响应。当然，也有一定的共模范围了，太低会沉到水底，这样船都无法再波动了。太高，会使会水溢出而形成水流导致船没法在水面上停留理论上，A和B应该只是对差模有响应但实际上，由于船上下颠簸，A和B都晕了，明明只有共模，却产生了幻觉：似乎对方相对自己在动。这就说明，A和B内力较弱，共模抑制比不行啊。当然,差模电压也不可以太大，否则会导致把A和B拉开。主要是 “共模是两输入端的算术平均值,差模是直接的同相端与反相端的差值”。共模电压应当是从源端看进来时，加到放大电路输入端的共同值，差模则是加到放大电路两个输入端的差值。共模电压有直流的，也有交流的。直流的称为直流共模抑制（比），交流的称为交流共模抑制（比），统称共模抑制（比）。一般

差模干扰和共模干扰及其消除

差模干扰和共模干扰及其消除电压电流的变化通过导线传输时有二种形态，我们将此称做“共模”和“差模”。设备的电源线，电话等的通信线，与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路，至少有两根导线，这两根导线作为往返线路输送电力或信号。但在这两根导线之外通常还有第三导体，这就是“地线”。干扰电压和电流分为两种：一种是两根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路，地线做返回路传输。前者叫“差模”，后者叫“共模”。电源线噪声是电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的。电源线噪声分为两大类：共模干扰、差模干扰。共模干扰（Common-mode Interference）定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；差模干扰（Differential-mode Interference）定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。任何电源线上传导干扰信号，均可用差模和共模信号来表示。差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰；消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线；共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰。在一般情况下，差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小；共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV) 欲削弱传导干扰，把EMI信号控制在有关EMC标准规定的极限电平以下。除抑制干扰源以外，最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路中加装EMI滤波器。开关电源的工作频率

共模和差模信号与滤波

共模和差模信号与滤波一.概述随着微电子技术的发展和应用，电磁兼容已成为研究微电子装置安全、稳定运行的重要课题。抑制电磁干扰应用包括滤波技术、布局与布线技术、屏蔽技术、接地技术、密封技术等。而干扰源的传输途经分为传导干扰和辐射干扰。传导噪声的频率范围很宽，从10kHz—30MHz，仅从产生干扰的原因出发，通过控制脉冲的上升与下降时间来解决干扰问题未必是一个好方法。为此了解共模和差模信号之间的差别，对正确理解脉冲磁路和工作模块之间的关系是至关重要的。在抑制电磁干扰的各项技术中，采用滤波技术对局域网（LAN）、通信接口电路、电源电路中减少共模干扰起着关键作用。所以掌握滤波器的工作原理和其实用电路的结构及其正确的应用，是微电子装置系统设计中的一个重要环节。二.差模信号和共模信号差模信号又称为常模、串模、线间感应和对称信号等，在两线电缆传输回路，每一线对地电压用符号V1和V2来表示。差模信号分量是V DIFF。纯差模信号是V1=-V2，其大小相等，相位相差180o，V DIFF=V1-V2，因为V1和V2对地是对称的，所以地线上没有电流流过，差模信号的电路如图1所示。所有的差模电流（I DIFF）全流过负载。差模干扰侵入往返两条信号线，方向与信号电流方形一致，其一种是由信号源产生，另一种是传输过程中由电磁感应产生，它和信号串在一起且同相位，这样的干扰一般难以抑制。共模信号又称为对地感应信号或不对称信号，共模信号分量是V com，纯共模信号是：V com=V1=V2，大小相等，相位差为0o。V3=0。共模信号的电路如图表2所示。干扰信号侵入线路和接地之间，干扰电流在两条线上各流过二分之一，以地为公共回路，原则上讲，这种干扰是比较容易消除的。在实际电路中由于线路阻抗不平衡，使共模信号干扰会转化为不易消除的串扰干扰。三.滤波器滤波器可以抑制交流电源线上输入的干扰信号及信号传输线上感应的各种干扰。滤波器可分为交流电源滤波器、信号传输线滤波器和去耦滤波器。交流电源滤波器大量应用在开关电源的系统中，既可以抑制外来的高频干扰，还可以抑制开关电源向外发送的干扰。来自工频电源或雷击等瞬变干扰，经电源线侵入电子设备，这种干扰以共模和差模方式传播，可用电源滤波器滤除。在滤波电路中，有很多专用的滤波元件（如铁氧体磁环），他们能够改善电路的滤波特性，恰当地设计和使用滤波器是抗干扰技术的重要手段。例如开关电源通过传导和辐射出的噪声有差模和共模之分，差模噪声采用л型滤波器抑制，如图3所示。图3(a)中，L D为滤波扼流圈。若要对共模噪声有抑制能力，应采用如图3(b)所示的滤波电路。图3(b)中，Lc为滤波扼流圈。由于Lc的两个线圈绕向一致，当电源输入电流流过Lc时，所产生的磁场可以抵消，相当于没有电感效应，因此，它使用磁导率高的磁芯。Lc对共模噪声来说相当于一个大电感，能有效抑制共模噪声。开关电源输入端分别对地并接的电容C Y对共模噪声起抑制作用。R为Cx的放电电阻，它是VDE-0806和IEC-380安全技术标准所推荐的。图3(b)中各元件参数范围为：Cx=0.1—2.0uF。CY=2.0nF—33nF。Lc=几—几十mH，随工作电流不同而取不同的参数值，如电流为25A时Lc=1.8mH。电流为0.3A时，Lc=47mH。

差模干扰与共模干扰

差模干扰/共模干扰指干扰杂讯流通路径的方式。凡是来自电源火线（HOT）而经由零线（NEUTRAL）返回的杂讯称为差模杂讯。凡是来自电源火线（HOT）或零线（NEUTRAL）而经由地线返回的杂讯,称为共模杂讯。一般杂讯所经由的不是共模路径就是差模路径,因此可对不同路径的杂讯采用不同的处理,以滤波、屏蔽等手段来消除。什么叫共模干扰和差模干扰？如何消除通讯线上的干扰？ 485通信线由两根双绞的线组成，它是通过两根通信线之间的电压差的方式来传递信号，因此称之为差分电压传输。差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线；共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）不要和电控锁共用同一个电源（5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV) 电压电流的变化通过导线传输时有二种形态,我们将此称做"共模"和"差模".设备的电源线,电话等的通信线,与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路,至少有两根导线,这两根导线作为往返线路输送电力或信号.但在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是"地线".干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路,地线做返回路传输.前者叫"差模",后者叫"共模". 电源线噪声是电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的。电源线噪声分为两大类：共模干扰、差模干扰。共模干扰（Common-mode Interference）定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；差模干扰（Differential-mode Interference）定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。任何电源线上传导干扰信号，均可用差模和共模信号来表示。差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰；共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰。在一般情况下，差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小；共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。差模电流和共模电流（ZT）关于辐射的一个重要基本观念是“电流导致辐射，而非电压”。静态电荷产生静电场，恒定电流产生磁场，时变电流即产生电场又产生磁场。在任何电路中都存在共模电流和差模电流。一般来说，差分模式信号携带数据或有用信号（信息）。共模模式是差分模式的负面效果。 2. 差模电流大小相等，方向（相位）相反。由于走线的分布电容、电感，信号走线阻抗不连续，以及信号回流路径流过了意料之外的通路等，差模电流会转换成共模电流。 3. 共模电流大小不一定相等，方向（相位）相同。设备对外的干扰多以共模为主，差模干扰也存在，但是共模干扰强度常常比差模强度的大几个数量级。外来的干扰也多以共模干扰为主，共模干扰本身一般不会对设备产生危害，但是如果共模干扰转变为差模干扰，干扰就严重了，因为有用信号都是差模干扰。

什么是共模干扰

什么是共模干扰一,什么是共模干扰共模干扰 (也叫接地干扰)--- 指任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差. 差模干扰(也叫串模干扰) --- 指任何两个载流导体之间的不希望有的电位差. 总的来说，我们可以把电磁干扰分成两类：串模干扰(差模干扰)与共模干扰(接地干扰)。以主板上的两条PCB走线(连接主板各元件的导线)为例，所谓串模干扰，指的是两条走线之间的干扰；而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。串模干扰电流作用于两条信号线间，其传导方向与波形和信号电流一致；共模干扰电流作用在信号线路和地线之间，干扰电流在两条信号线上各流过二分之一且同向，并以地线为公共回路. 共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。二,为什么共模电感能防EMI？要弄清楚这点，我们需要从共模电感的结构开始分析。图1：共模电感滤波电路图1是包含共模电感的滤波电路，La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上，匝数和相位都相同(绕制反向)。这样，当电路中的正常电流流经共模电感时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼)；当有共模电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，达到滤波的目的。事实上，将这个滤波电路一端接干扰源，另一端接被干扰设备，则La和C1，Lb和C2就构成两组低通滤波器，可以使线路上的共模EMI信号被控制在很低的电平上。该电路既可以抑制外部的EMI信号传入，又可以衰减线路自身工作时产生的EMI 信号，能有效地降低EMI干扰强度。

上篇9——+认识共模干扰与差模干扰

认识共模干扰与差模干扰V1.0 2014.01.26 --By：Mythink 目录 1、什么是共模与差模 (1) 1.1、共、差模信号 (1) 1.2、电源线何来共模、差模干扰之说 (2) 2、电源、地线出现共模和差模的原因 (3) 2.1、电源线出现差模信号 (3) 2.2、电源线上出现共模干扰 (4) 3、本章精要 (5)

什么东西且有自己的见解，那么不必看第一节，直接看第二节即可。因为第二小结讨论的共模问题是日常很多人都忽略的问题。注意：下文中通常说的“电源线”通常包括电源线和地线，甚至是端电源系统导线的总称。 1、什么是共模与差模有些人自认为对共模与差模已经很了解了——“对于电信号，同相位的信号叫共模、反相位的信号叫差模”。这个虽然笼统，但是并没有错。能说出这个似乎对共模与差模还真有理解，但是假如仅仅停留在这个阶段，平时闲侃还可以，但是要真正去解决问题，恐怕只能靠一些运气。笔者对该命题了解不是非常透彻，但是经常发现日常常见的错误观点，在此指出，以助入门摈弃对理论的误解，在实际解决问题时更加有理论依据、更有把握。 1.1、共、差模信号物理学的“运动”中，必须有2个以上的物体，并以其中一个为参考系（点），这样才知道A对B物体是否有“运动”。同理，差模与共模也是这样。有两条导线相对于大地才能较好地做出判定“这两条线是否有差模或共模”出现。图示是网络上经常看到的关于解释共模与差模信号的图。左右两图都有三根线——A、B两根信号线和地线。一般的解释大致都说：左图A、B两根信号线上的波动方向（相位）相同，所以是共模信号；右图A、B信号线的波动方向（相位）相反，所以是差模信号。图1.1-1 这种解释没错，只是不够严谨，所以很多初学者理解错了，把一根线相对于大地也认为是共模、差模。甚至，把共模、差模这两个名词作为技术的时尚名词，这个大可不必。对上面解释共模、差模的观点，我个人理解如下：（1）三个物体相比较，才有共模差模之说：日常中两根线（比如电源线和地线）出现的共模、差模，其实，是默认以大地或“电位差与大地保持不变的电势点”作为电平参考点（看，这里

差模信号干扰和共模信号

电压电流的变化通过导线传输时有二种形态,我们将此称做"共模"和"差模".设备的电源线,电话等的通信线,与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路,至少有两根导线,这两根导线作为往返线路输送电力或信号.但在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是"地线".干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路,地线做返回路传输.前者叫"差模",后者叫"共模". 电源线噪声是电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的。电源线噪声分为两大类：共模干扰、差模干扰。共模干扰（Common-mode Interference）定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；差模干扰（Differential-mode Interference）定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。任何电源线上传导干扰信号，均可用差模和共模信号来表示。差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰；共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰。在一般情况下，差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小；共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。什么叫差模信号？什么叫共模信号？答：两个大小相等、极性相反的一对信号称为差模信号。差动放大电路输入差模信号（u il =-u i2）时，称为差模输入。两个大小相等、极性相同的一对信号称为共模信号。差动放大电路输入共模信号（u il =u i2）时，称为共模输入。差模输入使两管的集电极电流一增一减，相应两管的集电极电位也一增一减，于是有输出电流出现出现。而在共模输入信号作用下，如果两管完全对称，则两管的集电极电位变化相同，因而此时输出电压为零。