共模干扰和差模干扰，看完终于明白了
tvs管共模和差模
tvs管共模和差模
TVS管（Transient Voltage Suppressor Diode，简称TVS）是一
种用于保护电子设备免受过电压和过电流损害的半导体器件。
TVS管可以在输入电压超过其额定电压范围时提供一个较低
的导通路径，将过电压释放到地。
TVS管有两种工作模式：共模和差模。
共模是指两个输入端的信号具有相同的幅值和相位。
在这种模式下，TVS管两个端口是要共同保护的，其目的是保护电子
设备不受共模幅值过大的信号干扰。
差模是指两个输入端的信号具有不同的幅值和/或相位。
在这
种模式下，TVS管一个端口用来保护另一个端口的输入信号，其目的是保护电子设备不受差模幅值过大的信号干扰。
综上所述，TVS管的共模模式和差模模式是指其不同的保护
功能。
共模模式用于保护设备免受共模干扰，而差模模式用于保护设备免受差模干扰。
开关电源中的干扰
开关电源中的干扰一.电源线噪声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,电源线的噪声分为两大类:共模干扰和差模干扰。
1.共模干扰（Common-mode Interference）: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。
(任何载流体与地之间不希望有的电位)共模干扰的消除共模扼流圈工作原理如下：共模扼流圈当电路中的正常电流通过时，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）；当共模电流流过线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈类产生同向的磁场而增大线圈的阻抗，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。
共模电容的工作原理和差模电容的工作原理是一致的，都是利用电容的高频低阻性，使高频干扰电路短路，而低频时电路不受任何影响。
只是差模电容是两极之间短路，而共模电容是线对地短路。
消除共模干扰的方法包括：（1）.采用双绞线并有效接地。
（2）.强电场的地方还需要采用度锌管屏蔽。
（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）.不要和电控所共用同一个电源。
（5）.采用线形稳压电源或高品质的开关电源（纹波干扰小于50mV）（6）.采用差分式电路2.差模干扰（Differential-mode Interference）：两导线上的干扰电流，振幅相等，方向相反称为差模干扰。
（任何两个载流体之间不希望有的电位差）（电容C的容量范围大致是2200pF-0.1uF,为减小漏电流，电容量不宜超过0.1uF）差模干扰的消除当干扰信号频率越高时，Zc越小，效果越明显，而低频时电路不受任何影响。
（电容C的容量大致是0.01-0.47uF）任何电源线上传导干扰信号，均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，一般指在两根信号线上产生的幅值相等，相位相同的噪声，属于非对对称性干扰。
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。
共模电流与差模电流
如图所示，由于对这两种干扰电流的滤波方法不相同，因此在进行滤波设计之前必须了解所面对的干扰电流。 1．共模干扰电流 共模干扰电流定义为在任意（或全部）载流导线和参考地之间的无用电位差所形成的电流。干扰电流在电路走线中的所有导线上的幅度、相位相同，它在电路走线与大地之间形成的回路中流动。造成这种干扰电流的原因有：
图 共模和差模电流 · 外界电磁场在电路走线中的所有导线上感应出来电压（这个电压相对于大地是等幅和同相的），由这个电压产生的电流； · 由于电路走线两端的器件所接的地电位不同，在这个地电位差的驱动下产生电流； · 器件上的电路走线与大地之间有电位差，这样电路走线上会出现共模电流。 由上面的介绍可知，共模电流不会对电路产生影响，只有当共模电流转变成差模电流（或电压）时，才对电路产生影响。这种情况会在电路不平衡的情况下发生。
另外，器件如果在其电路走线上产生共模电流，则电路走线会产生强烈的电磁辐射，造成器件满足不了电磁兼容标准中对辐射的限制要求，对其他器件造成干扰。 2．差模干扰电流 差模干扰电流定义为在任意两条载流导线之间的无用电位差所形成的电流。干扰电流在信号线与信号地线之间（或电源线的火线和零线之间）流动。在信号电路走线中，差模干扰电流是在外界电磁场中信号线和信号地线构成的回路中感应产生的。
由于电路走线中的信号线与其地线靠得很近，形成的环路面积很小，所以外界电磁场感应的差模电流一股不会很大。 在电源线中，差模干扰电流往往是由电网上其他电器的电源发射出的（特别是开关电源）和感性负载通断时产生的（其幅度往往很大）。差模干扰电流会直接影响器件的工作。
当开关电源工作时，在电源线上既会产生很强的共模干扰，也会产生很强的差模干扰。
1. 差模电流和共模电流 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。
共模和差模区别与处理
1、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（同相）。
差模信号：双端输入时，两个信号的相位相差180度（相位相反）。
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。
2、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。
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。
3、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".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)。
共模差模的概念
共模差模的概念共模信号和差模信号，是电路中常见的两种信号类型，广泛应用在电路的信号传输和抗干扰等方面。
在理解这两种信号类型之前，我们需要先了解共模和差模的概念。
1.共模信号共模信号是指同时在两个输入端的信号，即两个信号具有相同的波形和振幅。
这种信号与设备外部环境中的电源噪声和其他交流干扰信号相关。
通常，这些信号产生的原因可能来自于电源干扰、接地回路噪声等。
2.差模信号差模信号是指两个输入端的信号之间具有一定差别的信号。
这种信号通常是需要传输或处理的信号。
例如，输入端分别与两个感应器连接，在两个输入端分别产生的电信号需要处理的差就是差模信号。
在实际应用中，常常需要提取差模信号，而忽略共模信号的影响。
因此，了解共模信号和差模信号的概念，有利于设计具有抗干扰性能的电路。
3.共模和差模的关系在电路中，共模和差模信号常位于同一传输线上，并会简单地相加或相减。
因此，了解两者的关系，对于正确、有效地提取差模信号至关重要。
在电路中，可以使用差分放大器进行差模信号的提取，同时忽略共模信号的影响。
差分放大器是由两个放大器级联形成的放大器电路，由于其采用两个输入端来输入差分信号，其可实现被动滤除共模信号。
当然，如果存在非line-to-line 的干扰，这种抑制效果所受的干扰，仍然是很容易被放大起来的。
在理解差分放大器后，我们就可以将电路信号分解成共模信号和差模信号：共模信号=（输入信号1+输入信号2）/2差模信号=（输入信号1-输入信号2）其中，共模信号相当于两个输入信号的平均值，而差模信号则表示两个输入信号的差异。
因此，对于差分放大器而言，对差模信号的放大，同时抑制共模信号的干扰十分重要。
在计算和设计电路时，提取差模信号需要特别注意并分析共模信号的影响，以确保最后输出的信号准确无误。
4.技术应用在电子电路应用中，共模差模信号的概念被广泛应用于电路的分析和设计工作中。
例如，在模拟信号处理中，差分放大器是一种常见的信号处理模块，其被广泛应用于传感器信号采集、分析、以及输出。
电源滤波器共模和差模干扰信号
、GB9254和GB6833等电磁兼容标准，不 可缺少的器件。 关于上述各式各样的 EMI信号对电子设备的影响，其中把相线
（L）与地线（E）和中线（N）与地线 （E）之间存在的EMI信号称之为共模干 扰信号，共模干扰信号可视为在L和N线 上传输的电
位相等、相位相同的信号。把L和N之间 存在的干扰信号U3称为差模干扰信号， 也可把它视为在L和N线上有180度相位差 的干扰信
电源滤波器共模和差模干扰信 号
zso123
Hale Waihona Puke 电源传入的EMI信号，保护设备免受其害； 同时，又能有效地控制设备本身产生的 EMI信号，防止它进入电网，污染电磁环 境，危害
其他设备。 电源EMI滤波器是帮助电磁 设备和系统满足有关电磁兼容性标准， 如IEC、FCC、VDE、MIL-STD-461
号。对于供电系统的传导干扰信号，都 可以用共模和差模干扰信号来表示。并 且也可把L-E和N-E上的共模干扰和。 实际应用中
共模与差模的区别是什么？
共模与差模的区别是什么？什么是共模⼲扰和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，如果是⼤⼩不相等，或⽅向不相同，即为信号。
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(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。
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共模干扰和差模干扰，看完终于明白了
共模信号和差模信号
通常电源线有三根线：火线L、零线N和地线PE。
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，分别作为往返线路传输，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，我们称之为差模。
黄色信号是在信号与地线之间传输，我们称之为共模。
共模干扰与差模干扰
任何两根电源线上所存在的干扰，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存在的电位差。
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存在的电位差。
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
主要有以下几种：
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。
4、设备内部的线路对电源线造成的共模干扰。
共模干扰电流
共模干扰一般是以共模干扰电流存在的形式出现的，一般情况下，共模干扰电流产生的原因有三个方面：
1、外界电磁场在电路走线中的所有导线上感应出来电压（这个电压相对于大地是等幅和同相的），由这个电压产生的电流。
2、由于电路走线两端的器件所接的地电位不同，在这个地电位差的驱动下产生的电流。
3、器件上的电路走线与大地之间有电位差，这样电路走线上会产生共模干扰电流。
注意事项
1、器件如果在其电路走线上产生共模干扰电流，则电路走线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。
2、当电路不平衡时，共模干扰电流会转变为差模干扰电流，差模干扰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：差模干扰电流流过电路中的导线环路时，将引起差模干扰辐射，这种环路相当于小环天线，能向空间辐射磁场，或接收磁场。
3、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（如开关电源）旁边通过时，也会感应到频率较低的共模干扰。
如何抑制共模干扰
共模干扰作为EMC干扰中最为常见且危害较大的干扰，我们抑制它最直接的方法就是滤波。
在电路中串入共模电感，当有共模干扰电流流经线圈时，由于共模干扰电流的同向性，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，以此衰减共模干扰电流，达到滤波的目的.
当电路中的正常差模电流流经共模电感时，电流在同相绕制的共模电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，因而对正常的差模电流基本没有衰减作用。
USB信号上的共模干扰抑制方法，一般会在端口加一个共模电感。
USB传输信号是差分信号，而干扰源是共模干扰信号，在传输线上串上共模电感能较好的抑制共模干扰，而对有用的差分信号没有任何衰减。
USB高速运行DM和DP上产生很强的共模干扰
加入共模电感，共模干扰信号得到有效抑制
如果共模干扰源是在电源回路，可使用共模电容来抑制干扰信号。
在电路中引入共模电容，则共模电容提供最短的路径使共模干扰信号被旁路，从而抑制共模干扰的产生。
如果电源回路同时还存在差模干扰，使用差模电容来抑制干扰。
在电路中引入差模电容，则差模电容提供最短的路径，使差模干扰信号被旁路，从而抑制差模干扰的产生。
共模干扰作为EMC干扰中，最为常见且危害很大的干扰，抑制它的方法除了滤波外，还可以通过对信号线路进行屏蔽，在PCB 板上大面积铺地降低地线阻抗，来减少共模信号强度等。