区别差模信号、共模信号

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从一个系统的一对输入端看,若信号的极性相反(同样,电流的方向相反),这样的信号为差模信号。若信号的极性相同(同样,电流的方向也相同),这样的信号称为共模信号。信号都是差模形式的。噪声既有差模形式的,也有共模形式的。若噪声为差模形式,它与信号相叠混,无法一般区分。

除非两者有不同的模式,因此,所有的抗干扰措施都是针对共模噪声的。当系统的两个输入端阻抗不一致时,图中的共模电流也不再平衡,此时部分共模噪声转化为差模噪声,特别是当输入信号一端为系统地线时,共模噪声全部转化为差模噪声,这对抑制噪声影响十分不利。因此,工业仪表基本上都采用差分输入。

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。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。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。

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,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。

差模和共模信号及其在无屏蔽对绞线中的EMC,在对绞电缆线中的每一根导线是以双螺旋形结构相互缠绕着。流过每根导线的电流所产生的磁场受螺旋形的制约。流过对绞线中每一根导线的电流方向,决定每对导线发射噪音的程度。在每对导线上流过差模和共模电流所引起的发射程度是不同的,差模电流引起的噪音发射是较小的,所以噪音主要是由共模电流决定。

 

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区别差模信号、共模信号

从一个系统的一对输入端看,若信号的极性相反(同样,电流的方向相反),这样的信号为差模信号。若信号的极性相同(同样,电流的方向也相同),这样的信号称为共模信号。信号都是差模形式的。噪声既有差模形式的,也有共模形式的。若噪声为差模形式,它与信号相叠混,无法一般区分。