共模干擾,差模干擾,共模殘壓

1、共模干擾與差模干擾共模干擾（COmmOn-mode）:兩導(dǎo)線(xiàn)上的干擾電流振幅相等，而方向相 同者稱(chēng)為共模干擾。共模電流一般情況下，電纜上產(chǎn)生共模電流的原因有三個(gè)方面：一個(gè)是外界電磁場(chǎng) 在電纜中所有導(dǎo)線(xiàn)上感應(yīng)岀來(lái)的電壓（這個(gè)電壓相對(duì)于大地是等幅同相的）， 這個(gè)電壓產(chǎn)生電流；另一個(gè)原因是電纜兩端的設(shè)備所接的地電位不同，在這個(gè) 地電位的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生電流；第三個(gè)原因是設(shè)備上的電纜與大地之間的電位差， 這樣電纜上會(huì)有共模電流。如果設(shè)備在其電纜上產(chǎn)生共模電流，電纜會(huì)產(chǎn)生強(qiáng) 烈的電磁輻射，對(duì)電子、電氣產(chǎn)品元器件產(chǎn)生電磁干擾，影響產(chǎn)品的性能指標(biāo)。 另外，當(dāng)電路不平衡時(shí)，共模電流會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅ｋ娏?，差模電流?duì)電路直

2、接產(chǎn) 生干擾影響。對(duì)于電子、電氣產(chǎn)品電路中的信號(hào)線(xiàn)及其回路而言：差模電流流過(guò) 電路中的導(dǎo)線(xiàn)環(huán)路時(shí)，將引起差模輻射，這種環(huán)路相當(dāng)于小環(huán)天線(xiàn)，能向空間 輻射磁場(chǎng)，或接收磁場(chǎng)。因此，必須限制環(huán)路的大小和面積。如何識(shí)別共模干擾1）從干擾源判斷：雷電、附近發(fā)生的電弧、附近的電臺(tái)或其它大功率輻射 裝置在電纜上產(chǎn)生的干擾是共模干擾。2）從頻率上判斷：共模干擾主要集中在IMHZ以上。這是由于共模干擾是通過(guò)空間感應(yīng)到電纜上的，這種感應(yīng)只有在較高頻率 時(shí)才容易發(fā)生。但有一種例外，當(dāng)電纜從很強(qiáng)的磁場(chǎng)輻射源（例如，開(kāi)關(guān)電源） 旁邊通過(guò)時(shí)，也會(huì)感應(yīng)上頻率較低的共模干擾。3）用儀器測(cè)量：只要有一臺(tái)頻譜分析儀和一只電流卡鉗

3、就可以進(jìn)行測(cè)量、 判斷了，判斷的步驟如下：將卡鉗卡在信號(hào)線(xiàn)或地線(xiàn)（火線(xiàn)或零線(xiàn)）上，記錄下某個(gè)感興趣頻率（E） 的干擾強(qiáng)度；/將卡鉗同時(shí)卡住信號(hào)線(xiàn)和地線(xiàn)，若能觀察到（E）處的干擾，則（f»干 擾中包含共模干擾成份，要判斷是否僅含共模成份，進(jìn)行步驟三的判別；將卡鉗分別卡住信號(hào)線(xiàn)和地線(xiàn)，若兩根線(xiàn)上測(cè)得的（行）干擾的幅度相同, 則（fi）干擾中僅含共模成份；若不相同，則（f»干擾中還包含差模成份。 消除共模干擾的方法包括：（1）釆用屏蔽雙絞線(xiàn)并有效接地（2）強(qiáng)電場(chǎng)的地方還要考慮釆用鍍鋅管屏蔽（3）布線(xiàn)時(shí)遠(yuǎn)離高壓線(xiàn)，更不能將高壓電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)捆在一起走線(xiàn)（4）不要和電控鎖等易產(chǎn)生干擾

4、的設(shè)備共用同一個(gè)電源（）采用線(xiàn)性穩(wěn)圧電源或高品質(zhì)的開(kāi)關(guān)電源（紋波干擾小于50mV）（6）使用差分式電路差模干擾（DifferentiaI-mode）:兩導(dǎo)線(xiàn)上的干擾電流，振幅相等， 方向相反稱(chēng)為差模干擾。如何識(shí)別差模干擾1）源判斷：在同一路電力線(xiàn)上工作的馬達(dá)、開(kāi)關(guān)電源、可控硅等會(huì)在電源 線(xiàn)上產(chǎn)生差模干擾。2）從頻率上判斷：差模干擾一般頻率較低，主要集中在IKHZ以下.3）從干擾用儀器測(cè)量：只要有一臺(tái)頻譜分析儀和一只電流卡鉗就可以進(jìn)行 測(cè)量、判斷了，判斷的步驟如下：將卡鉗卡在信號(hào)線(xiàn)或地線(xiàn)（火線(xiàn)或零線(xiàn)）上，記錄下某個(gè)感興趣頻率（心） 的干擾強(qiáng)度；將卡鉗同時(shí)卡住信號(hào)線(xiàn)和地線(xiàn)，若觀察不到（心）處的干擾

5、，則（仇）處的 干擾完全是差模干擾，其中不含共模成份；若還能觀察到（fj處的干擾，則 （f1）干擾中包含共模干擾成份，要判斷是否僅含共模成份，進(jìn)行步驟三的判 別；/將卡鉗分別卡住信號(hào)線(xiàn)和地線(xiàn)，若兩根線(xiàn)上測(cè)得的（E）干擾的幅度相同, 則（f»干擾中僅含共模成份；若不相同，則（f）干擾中還包含差模成份。 如何消除模干擾抑制差模干擾的主要方法是應(yīng)用差扼流圈。差模扼流圈是差模插入損耗中 起主導(dǎo)作用的電感元件。它采用單個(gè)繞組結(jié)構(gòu)繞制，而不像共模扼流圈那樣在 一個(gè)磁芯上采用兩個(gè)相同繞組的結(jié)構(gòu)。流過(guò)差模扼流圈的電流包括差模電流ICm和Idnb或者I' Cnl和I' du根 據(jù)電磁感

6、應(yīng)原理，山于差模電流Idln或I' dm的作用，在磁環(huán)中差生磁通b或 d'。山于磁通=L*I,故差模扼流圈的電感Ld=bIdinO所以在電路中串入 差模扼流圈相當(dāng)于串入一個(gè)差模電流產(chǎn)生的電感，此電感相當(dāng)于一個(gè)低通濾波 元件，從而起到差模抑制作用。電壓電流的變化通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)傳輸時(shí)有二種形態(tài)，我們將此稱(chēng)做“共?！焙?“差?！?。設(shè)備的電源線(xiàn).電話(huà)等的通信線(xiàn)、與其它設(shè)備或外圍設(shè)備相互交 換的通訊線(xiàn)路，至少有兩根導(dǎo)線(xiàn)，這兩根導(dǎo)線(xiàn)作為往返線(xiàn)路輸送電力或信號(hào)。 但在這兩根導(dǎo)線(xiàn)之外通常還有第三導(dǎo)體，這就是“地線(xiàn)” O干擾電壓和電流 分為兩種：一種是兩根導(dǎo)線(xiàn)分別做為往返線(xiàn)路傳輸；另一種是兩根導(dǎo)線(xiàn)做去

7、 路，地線(xiàn)做返回路傳輸。前者叫“差?！?，后者叫“共?！?O吊模干擾（差模干擾）與共模干擾（接地干擾）。以主板上的兩條PCB 走線(xiàn)（連接主板各元件的導(dǎo)線(xiàn)）為例，所謂串模干擾，指的是兩條走線(xiàn)之間 的干擾；而共模干擾則是兩條走線(xiàn)和PCB地線(xiàn)之間的電位差引起的干擾。抑制共模干擾的主要方法是應(yīng)用共模扼流圈。共模扼流圈是共模插入損 耗中起主導(dǎo)作用的電感元件。它是在一個(gè)磁環(huán)/閉合磁路的上下兩個(gè)半環(huán)上, 分別繞制相同匝數(shù)但繞向相反的線(xiàn)圈。差模干擾指的是干擾電壓存在于信號(hào)線(xiàn)及其回線(xiàn)之間。干擾回路則是在 導(dǎo)線(xiàn)與回線(xiàn)構(gòu)成的回路中流動(dòng)。抑制差模干擾的主要方法是應(yīng)用共差扼流圈。差模扼流圈是差模插入損 耗中起主導(dǎo)作用的電

8、感元件。它采用單個(gè)繞組結(jié)構(gòu)繞制，而不像共模扼流圈 那樣在一個(gè)磁芯上采用兩個(gè)相同繞組的結(jié)構(gòu)。 . W 什么是共模殘壓共模電壓(COmmOn mode VOItage):在每一導(dǎo)體和所規(guī)定的參照點(diǎn)之間 (往往是大地或機(jī)架)出現(xiàn)的相量電壓的平均值?；蛘哒f(shuō)同時(shí)加在電壓表兩 測(cè)量端和規(guī)定公共端之間的那部分輸入電壓。差模電壓(SymnIetriCdI VOltage ):組規(guī)定的帶電導(dǎo)體中任意兩根 之間的電壓。使差模電壓乂稱(chēng)對(duì)稱(chēng)電壓。在規(guī)定波形，標(biāo)稱(chēng)放電電流沖擊氧化鋅閥片，閥片兩端測(cè)到的電壓峰值, 稱(chēng)為殘壓。殘壓與壓敬電壓的比值，殘壓比。雷擊，閃電會(huì)在輸入/輸出電 源線(xiàn)上產(chǎn)生瞬間高壓，大電流，影響用戶(hù)設(shè)備

9、穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備 損壞。避雷器按接法分可分為共模接法和差模接法兩種：避雷器接在相線(xiàn)之 間或相線(xiàn)與零線(xiàn)之間稱(chēng)為差模接法，即所謂橫向保護(hù)。避雷器接在相線(xiàn)與地 線(xiàn)之間或零線(xiàn)與地線(xiàn)之間稱(chēng)為共模接法，即所謂縱向保護(hù)。共模電壓(COmmonmOdeVOItage):在每一導(dǎo)體和所規(guī)定的參照點(diǎn)之間(往往是 大地或機(jī)架)出現(xiàn)的相量電壓的平均值?；蛘哒f(shuō)同時(shí)加在電壓表兩測(cè)量端和規(guī) 定公共端之間的那部分輸入電壓。差模電壓(SymmetriCalVOltage):組規(guī)定的帶電導(dǎo)體中任意兩根之間 的電壓。使差模電壓又稱(chēng)對(duì)稱(chēng)電壓。在規(guī)定波形，標(biāo)稱(chēng)放電電流沖擊氧化鋅閥片，閥片兩端測(cè)到的電壓峰值， 稱(chēng)為殘壓。殘壓與

10、壓敬電壓的比值，殘壓比。雷擊，閃電會(huì)在輸入/輸出電源線(xiàn) 上產(chǎn)生瞬間高壓，大電流，影響用戶(hù)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備損壞。 避雷器按接法分可分為共模接法和差模接法兩種：避雷器接在相線(xiàn)之間或相線(xiàn) 與零線(xiàn)之間稱(chēng)為差模接法，即所謂橫向保護(hù)。避雷器接在相線(xiàn)與地線(xiàn)之間或零 線(xiàn)與地線(xiàn)之間稱(chēng)為共模接法，即所謂縱向保護(hù)。共模信號(hào)和差模信號(hào)共模信號(hào)是差分放大器的名詞，“放大電路中只有一個(gè)輸入端”就沒(méi)有共 模信號(hào)這個(gè)概念口差分放大梟有兩個(gè)性能趨于一致、相位相反的信號(hào)通道，如傳感器信號(hào)從 遠(yuǎn)方傳回差分放大器，兩根信號(hào)線(xiàn)是一起經(jīng)歷相同的干擾環(huán)境，那么，干擾信 號(hào)會(huì)同時(shí)進(jìn)入兩個(gè)通道，這個(gè)同時(shí)加載在正、負(fù)兩個(gè)輸入端的信

11、號(hào)就是共模信 號(hào)，而差分放大器最重要的性質(zhì)就是不會(huì)對(duì)共模信號(hào)進(jìn)行放大，即：Ui= (ui÷) -(Ui-),可見(jiàn)共模信號(hào)不會(huì)輸入放大器的。而傳感器輸出的有效信號(hào)本身是 反相的，差分放大器就可以有效地進(jìn)行放大，即：Ui= (Ui+) - (ui-) ,(ui-)的信號(hào)本身就是負(fù)的，負(fù)負(fù)得正,ui=2* (ui+) =2* (ui-) O1差模信號(hào)圄2差橫信號(hào)的波形囲共模干擾和差模干擾電壓電流的變化通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)傳輸時(shí)有二種形態(tài)，我們將此稱(chēng)做“共?！焙?“差模"。設(shè)備的電源線(xiàn)，電話(huà)等的通信線(xiàn)，與其它設(shè)備或外圉設(shè)備相互交換 的通訊線(xiàn)路，至少有兩根導(dǎo)線(xiàn)，這兩根導(dǎo)線(xiàn)作為往返線(xiàn)路輸送電力或信號(hào)。但 在這兩根導(dǎo)線(xiàn)之外通常還有第三導(dǎo)體，這就是“地線(xiàn)” o干擾電壓和電流分為 兩種：一種是兩根導(dǎo)線(xiàn)分別做為往返線(xiàn)路傳輸；另一種是兩根導(dǎo)線(xiàn)做去路，地線(xiàn) 做