共模干擾和差模干擾

2021-10-06 16:30:16 字數 2219 閱讀 5248

電子裝置和其他裝置進行通訊,至少有兩根導線,這兩根導線作為往返線路輸送訊號,在這兩根導線之外通常還有第三方導體,這就是地線。電壓和電流的變化通過導線傳輸時有兩種形態,一種是兩根導線分別作為往返線路傳輸,我們稱之為「差模」;另一種是連根導線做去路,地線做返回傳輸,我們稱之為「共模」。

2差模干擾(differential-mode interference):任何兩個載流導體之間的不希望有的電位差

如上圖,藍色訊號是在兩根導體內部作往返傳輸的,我們稱之為「差模」;而黃色訊號是在訊號與地線之間傳輸的,我們稱之為「共模」。

電網串入共模干擾電壓

輻射干擾(如雷電,裝置電弧,附近電台,大功率輻射源)在訊號線上感應出共模干擾,原因是交變的磁場產生交變的電流,地線-零線迴路面積與地線-火線迴路面積不相同,兩個迴路阻抗不同等原因造成電流大小不同

接地電壓不一樣,簡單的說就是電位差而造就了共模干擾

裝置內部的線路對電源線造成的共模干擾

共模干擾一般是已共模干擾電流存在的形式出現的,一般情況下共模干擾電流產生的原因

1.外界電磁場在電路走線中的所有導線上感應出來電壓(這個電壓相對於大地是等幅和同相的),由這個電壓產生的電流

2.由於電路走線兩端的器件所接的地電位不同,在這地電位差的驅動下產生的電流

3.器件上的電路走線與大地之間有電位差,這樣走線上會產生共模干擾電流

器件如果在其電路走線上產生共模干擾電流,則電路走線會產生強烈的電磁輻射,對電子、電氣產品元器件產生電磁干擾,影響產品的效能指標;另外,當電路不平衡時,共模干擾電流會轉變為差模干擾電流,差模干擾電流對電路直接產生干擾影響。對於電子、電氣產品電路中的訊號線及其迴路而言:差模干擾電流流過電路中的導線環路時,將引起差模干擾輻射,這種環路相當於小環天線,能向空間輻射磁場,或接收磁場。

1.從干擾源判斷:雷電、附近發生的電弧、附近的電台或其它大功率輻射裝置在電纜上產生的干擾為共模干擾。

2. 從頻率上判斷:共模干擾主要集中在1mhz以上。這是由於共模干擾是通過空間感應到電纜上的,這種感應只有在較高頻率時才容易發生。但有一種例外,當電纜從很強的磁場輻射源(例如,開關電源)旁邊通過時,也會感應到頻率較低的共模干擾。

共模干擾作為emc干擾中最為常見且危害較大的干擾,我們抑制它最直接的方法就是濾波,這是抑制和防止共模干擾的一項重要措施。濾波器的功能就是允許某一特定頻率的訊號順利通過,而其它頻率的訊號則要受到較大的抑制,它實質上是乙個選頻電路,它切斷了電磁干擾沿訊號線或電源線傳播的路徑,另外它還是壓縮干擾頻譜的一種有效方法,當干擾頻譜不同於有用訊號的頻帶時,可以用濾波器將無用的干擾訊號濾除。因此,恰當地選擇和正確地使用濾波器對抑制共模干擾是十分重要的。

如果有用訊號是差模訊號而干擾訊號是共模訊號,可使用共模電感來抑制干擾訊號:

共模電感的原理和抑制干擾

案例  usb 訊號上的共模干擾抑制方法

埠的濾波處理-使用共模電感

usb 傳輸線上的訊號是差分訊號而干擾源是共模干擾訊號,在傳輸線上串上共模電感能較好的抑制共模干擾,而對有用的差分訊號沒有任何衰減。

usb 高速執行會在dm/dp訊號線上產生很強的共模干擾

電路中加入濾波器-共模電感後共模干擾訊號得到有效抑制

如果共模干擾源是在電源迴路,可使用共模電容來抑制干擾訊號

在電路中引入共模電容,則共模電容提供最短的路徑使共模干擾訊號被旁路,從而抑制共模干擾的產生 。

如果電源迴路同時還存在差模干擾,使用差模電容來抑制干擾

在電路中引入差模電容,則差模電容提供最短的路徑使差模干擾訊號被旁路,從而抑制差模干擾的產生 。

參考:

共模干擾 差模干擾

要明白共模電感的應用就得先明白什麼是共模干擾,差模干擾。共模和差模都是乙個相對量,共模是指兩個訊號a,b相對於參考點 gnd 的電勢,差模是指a,b之間的相對值。共模干擾是指兩個訊號線對地的干擾,如果環境對兩個訊號線對地之間產生對地的同向等幅的干擾 疊加相同的電壓 那麼就叫共模干擾,之所以說差分訊號...

共模干擾以及共模干擾消除方法

共模干擾是什麼?共模 共模 共模干擾消除方法 1 採用遮蔽雙絞線並有效接地 2 不要和電控鎖等易產生干擾的裝置共用同乙個電源 3 採用線性穩壓電源或高品質的開關電源 紋波干擾小於50mv 4 使用差分式電路 5 強電場的地方還要考慮採用鍍鋅管遮蔽 6 佈線時遠離高壓線,更不能將高壓電源線和訊號線捆在...

共模差模阻抗

特性阻抗 差分阻抗含義 特性阻抗 是根據輸入阻抗計算的出的平均值。輸入阻抗 是線纜實際量測的阻抗值。差分阻抗 發射訊號可正負交替又稱為平衡阻抗。共模阻抗 導體走正編織或地線走負的訊號。目前用於同軸線或帶地線的cable。又稱不平衡阻抗。特性阻抗 假設一根均勻電纜無限延伸,在發射端的在某一頻率下的阻抗...