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【硬件有道】:说说共模与差模的二三事

发布于 2015/01/26-16:25 标签: / /

说说共模与差模的二三事共模与差模是信号传输和检测应用中重要的解决方法,很多人一直以来对共模和差模的了解非常模糊,不是很清楚,现在就总结下,来自网络,有不正确的地方希望大家一定要提出来,共同学习进步。

首先是共模信号和差模信号的定义,差模又称串模,指的是两根线之间的信号差值;而共模信号又称对地信号,指的是两根线分别对地的信号。

差模信号:大小相等,方向相反的信号,共模信号:大小相等,方向相同的信号。

对于两输入系统来说,共模是两输入端的算术平均值,差模是两输入端的差值。

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干扰,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。

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