电磁兼容中差模与共模干扰及抑制技术
电磁干扰(EMI)差模共模干扰抑制措施
54差模干扰在电路回路中存在大小相等、方向相反的干扰电流，并且干扰电流在由两根导线组成的回路中传输。
图4.1.1：差模干扰示意图产生的原因差模干扰中的干扰是起源在回路线路之中(直接注入)，如同一线路中工作的电机，开关电源，可控硅等，他们在回路上所产生的干扰就是差模干扰。
如何影响设备差模干扰直接作用在设备两端的，直接影响设备工作，甚至破坏设备。
（表现为尖峰电压，电压跌落及中断）如何滤除差模干扰主要采用差模线圈和差模电容。
55差模线圈图4.1.2：差模线圈示意图从图中可知，当电流流过差模线圈之后，线圈里面的磁通是增强的，相当于两个磁通之和，线圈在低频率时低阻抗，高频率时高阻抗，所以在高频时利用它的高阻抗衰减差模信号。
差模电容电容具有低频率高阻抗，高频率低阻抗特性，利用电容在高频时它的低阻抗短路掉差模信号。
图4.1.3：差模电容示意图56共模干扰在电路回路中存在大小相等、方向相同的干扰电流，并且干扰电流在导线与地线中传输。
产生的原因电网串入共模电压、辐射干扰(如雷电) 在信号线上感应出共模电压、接地电压存在电位差引入共模电压。
如何影响设备因为在负载两端没有电位差，所有的共模电流都通过电缆和地之间的寄生电容流向地线，由于电路的非平衡性。
相同的共摸电压会在信号线和信号地线上产生不同的幅度的共模电流。
从而产生差模电压，形成干扰。
如何滤除共模干扰主要采用共模线圈和共模电容。
图4.2.1：共模干扰示意图57共模线圈图4.2.2：共模线圈示意图共模线圈和差模线圈原理比较类似，都是利用线圈高频时的高阻抗来衰减干扰信号。
共模线圈和差模线圈绕线方法刚好相反。
共模线圈对方向相反的电流基本不起作用。
共模电容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抗，使高频干扰信号短路，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。
图4.2.3：共模电容示意图58线圈抑制频率响应实际的电感是L 、C 的并联网络（忽略绕组的电阻）它的阻抗特性如图4.3.1所示，图4.3.1：电感频率响应图DM (LC)-1/2从图上可知，在谐振频率以下，呈现电感的阻抗特性，谐振频率以上，呈现电容的阻抗特性，随着频率的升高．阻抗越来越小，失去对干扰的抑制作用。
抑制开关电源电磁干扰的措施
抑制开关电源电磁干扰的措施开关电源存在着共模干扰和差模干扰两种电磁干扰形式。
根据上篇分析的电磁干扰源，结合它们的耦合途径，可以从EMI 滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来抑制干扰，把电磁干扰衰减到允许限度之内。
1.交流输入EMI 滤波器滤波是一种抑制传导干扰的方法，在电源输入端接上滤波器可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害，也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。
电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元，在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。
电源进线端通常采用如图1 所示的EMI 滤波器电路。
该电路可以有效地抑制交流电源输入端的低频差模骚扰和高频段共模骚扰。
在电路中，跨接在电源两端的差模电容Cx1、Cx2 （亦称X 电容）用于滤除差模干扰信号，一般采用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器，电容值通常取0.1~ 0. 47F。
而中间连线接地的共模电容Cy1和Cy2 （亦称Y 电容）则用来短路共模噪声电流，取值范围通常为C1=C2 # 2200 pF。
抑制电感L1、L2 通常取100~ 130H，共模扼流圈L 是由两股等同并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成，通常要求其电感量L#15~ 25 mH。
当负载电流渡过共模扼流圈时，串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上线圈所产生的磁力线方向相反，它们在磁芯中相互抵消。
因此，即使在大负载电流的情况下，磁芯也不会饱和。
而对于共模干扰电流，两个线圈产生的磁场是同方向的，会呈现较大电感，从而起到衰减共模干扰信号的作用。
2.利用吸收电路开关电源产生EMI 的主要原因是电压和电流的急剧变化，因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率（ du/ dt 和di/ dt ）。
采取吸收电路能够抑制EMI，其基本原理就是在开关关断时为其提供旁路，吸收积蓄在寄生分布参数中的能量，从而抑制干扰的发生。
可以在开关管两端并联如图2（ a）所示的RC 吸收电路，开关管或二极管在开通和关断过程中，管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压，可以通过缓冲的方法予以克服。
电磁兼容性与干扰抑制技术研究
电磁兼容性与干扰抑制技术研究随着现代电子设备的快速发展和普及，电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）和干扰抑制技术成为了电子工程领域中的一个重要研究方向。
在电子设备密集、高频、高速的工作条件下，电磁兼容性问题越发显著，影响到设备的可靠性和性能。
因此，研究电磁兼容性与干扰抑制技术对于确保电子设备的正常运行具有重要意义。
首先，对于电磁兼容性技术的研究来说，了解电磁辐射和敏感性是至关重要的。
电磁辐射是指电子设备在工作过程中产生的电磁波的传播，它可以通过空气、导线等媒介传递。
而电子设备的敏感性则表示了其容易受到来自外部电磁场中的干扰。
为了提高电磁兼容性，需要通过设计合理的电路和原理，改善设备的辐射特性，同时增加设备对干扰的抵抗能力。
其次，干扰抑制技术的研究涉及到对电磁干扰的分析和抑制。
电磁干扰是指电子设备之间或设备与外部环境之间发生的相互干扰现象。
这种干扰可能导致设备的失效、数据错误或性能下降。
因此，需要通过设计合适的滤波器、隔离器和屏蔽措施等，来抑制干扰的传播和影响。
在电磁兼容性和干扰抑制技术的研究中，有几个关键的方面需要考虑。
首先是电磁兼容性的测试与评估。
通过对设备进行电磁兼容性测试，可以评估设备的性能和耐受能力。
这些测试包括辐射发射、辐射抗扰度、传导发射和传导抗扰度等。
其次是电磁干扰的起源和传播机制的研究。
了解干扰的来源和传播途径，可以采取相应的措施降低电磁干扰的影响。
此外，研究电磁兼容性和干扰抑制技术还需要考虑设备的工作环境和使用条件，以便对相应的问题进行针对性的研究和解决。
在电磁兼容性和干扰抑制技术的研究中，还存在一些挑战和难点。
首先是频率范围的扩展。
随着电子设备工作频率的不断增加，对电磁兼容性的要求也越来越高。
因此，需要研究和开发适用于高频率范围的电磁兼容性和干扰抑制技术。
其次是设备的尺寸和集成度。
现代电子设备趋向于小型化和集成化，但这也增加了电磁兼容性和干扰抑制的挑战。
电磁兼容性设计中的抑制干扰技术
电磁兼容性设计中的抑制干扰技术电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中能够正常工作而不被电磁干扰或对外部环境造成电磁干扰的能力。
而抑制干扰技术在电磁兼容性设计中起着至关重要的作用。
首先，为了有效抑制电磁干扰，我们需要了解电磁干扰的产生原因。
电磁干扰来源于电路中的高频电压和电流，通常由电器设备、通信设备、雷达系统等各种电子设备产生。
这些电磁波在传输过程中可能会相互干扰，导致设备运行不稳定或出现故障。
为了抑制这些干扰，我们可以采用一系列技术手段。
首先是在电路设计阶段就考虑到电磁兼容性的问题，尽量降低电路对外界的敏感度。
通过合理布局电路板，避免信号回路过长或过于靠近高功率电路，减少电路板的返波和辐射。
其次，在电子设备的外壳设计上，我们可以采用屏蔽措施来抑制电磁干扰。
屏蔽措施主要包括使用金属外壳、金属网格或金属箔等材料，将电子设备内部的电磁辐射隔离在外部，减少外部电磁波对电子设备的影响。
另外，在电源线、信号线等布线设计上，我们可以采用绕线、穿孔等技术手段来减少电磁辐射。
通过合理设置线路的走向和连接方式，尽量避免电流回路产生环形电流，减少电路板的辐射干扰。
此外，使用滤波器也是有效抑制电磁干扰的一种方法。
滤波器可以在电源线或信号线上加入，用于滤除高频噪声信号，保证设备的正常运行。
常见的滤波器包括差模滤波器、共模滤波器等，可以根据实际情况选择合适的滤波器型号和参数。
总的来说，电磁兼容性设计中的抑制干扰技术是一项复杂而又重要的工作。
只有从电路设计、外壳设计、布线设计，乃至滤波器的选择等各个方面进行系统而全面的考虑，才能够有效地提高设备的电磁兼容性，确保设备在复杂的电磁环境下稳定可靠地工作。
在今后的工程实践中，我们需要不断探索和创新，结合实际情况选择合适的抑制干扰技术，为提高设备的电磁兼容性而努力。
电磁干扰差模共模干扰抑制措施
电磁干扰差模共模干扰抑制措施电磁干扰(EMI)是指在电磁环境中，由于电磁波的辐射、传导或耦合而引起的潜在问题。
在电子设备中，差模共模干扰是最常见和容易发生的电磁干扰形式之一、差模干扰是指在信号的正负两根导线上引入的干扰信号。
共模干扰是指在信号和地线之间或信号和屏蔽之间引入的干扰信号。
为了保证电子设备的正常工作，需要采取一系列抑制措施来抑制差模共模干扰。
1.使用差分信号传输：差模干扰是指在信号的正负两根导线上引入的干扰信号，而差分信号传输采用了两根互补的信号线，其中一根是信号线，另一根是信号线的反相线。
这样设计可以使得差模信号在两根导线上被平衡地引入，从而减小差模干扰的影响。
2.使用屏蔽线缆：差分信号传输可以减小差模干扰，但无法完全消除。
将信号线包裹在屏蔽层中可以进一步减小差模干扰的影响。
屏蔽线缆使用了金属屏蔽层，可以有效地吸收和屏蔽外部的电磁干扰，从而减小差模干扰。
3.采用均衡电路：在接收信号的端口，使用均衡电路可以进一步减小差模干扰的影响。
均衡电路可以将差模信号进行抵消，从而降低差模干扰对信号的影响。
4.使用差模输入输出接口：差模输入输出接口可以限制差模干扰信号的传播路径。
通过选择合适的差模输入输出接口，可以减小差模干扰信号的传播，从而减小对设备的影响。
1.接地：良好的接地可以减小共模干扰的影响。
在设计电子设备时，需要合理设置接地点，确保设备的各个部分都能够得到正确的接地。
2.屏蔽：在信号传输过程中，可以采用屏蔽层将信号线和地线之间隔离，从而减小共模干扰的影响。
屏蔽层采用金属材料制成，可以有效地吸收和屏蔽外部的电磁干扰。
3.使用滤波器：在信号线上安装共模滤波器可以减小共模干扰的影响。
共模滤波器可以选择合适的频率范围，将共模干扰信号滤除，从而保证信号的质量。
4.绕线方式：在布线时，可以通过适当的绕线方式来减小共模干扰的影响。
例如，采用环形绕线、交叉绕线等方法，可以使得信号线和地线之间的耦合减小，从而减小共模干扰。
共模干扰与差模干扰详解
共模干扰与差模干扰一、共模干扰(1)什么是共模干扰共模干扰是两个幅度相同，相位相同的信号。
在两个设备之间传输电源或者信号的传输线至少有两根，如图1所示：图1在上图模型中，电源或者信号在传输过程中一般有三种可能会产生共模干扰。
第一种：外界电磁场在传输线1和传输线2上同时感应出电压，由此感应电压产生感应电流并在传输线上传播，如图2所示：图2第二种：设备1和设备2的接地点GND1和GND2电位不相同，导致实际的两个设备之间存在压差，从而产生感应电流在两根传输线上传播，如图3所示：图3第三种：传输线1和传输线2与图1中GND也就是大地存在电位差，也就是两个导线做去路，地线做来路，这样电缆上同样也会存在共模电流，如图4所示：图4(2)如何抑制共模干扰知道了什么是共模干扰以及其产生的缘由，那么抑制共模干扰就有了头绪。
通常采用以下方法减小共模干扰的影响：1．屏蔽和绝缘：使用屏蔽电缆或屏蔽盒，以阻止外部干扰信号进入信号线或电路。
2．差分信号：使用差分信号传输，其中信号由两个相对的信号线组成，共模干扰信号会在两个线上产生相同的影响，从而在接收端可以被抵消。
3．地线设计：优化地线和接地系统，以减小地线噪声和共模干扰。
4．滤波器：使用共模电感来去除共模干扰信号，通常是在接收端或信号处理器中使用。
二、差模干扰(1)什么是差模干扰差模干扰是两个幅度相同，方向相反的信号。
差模干扰就是线与线之间的干扰，指电源与设备之间的传导线构成的回路中存在的电压尖峰、跳动等。
模型如图5所示图5(2)如何抑制差模干扰1．使用差模电感：差模电感是通过将两个同向匝数相同的线圈按照特定规则绕制而成的。
它的理论特性是在差模电流下表现出高阻抗，而在共模电流下则表现为零阻抗。
在电路中，差模电感的主要功能是消除电路中的差模信号。
2．使用差模电容：电容的阻抗随频率变化特性是Z=1/(2πfC)，可见差模干扰的频率越高，电容对其的阻抗越低。
我们可以利用这个特性将差模干扰旁路掉。
什么是差模干扰和共模干扰 该如何抑制
一.什么是差模信号和共模信号差模信号：大小相等，方向相反的交流信号;双端输入时，两个信号的相位相差180度。
共模信号：大小相等。
方向相同。
双端输入时，两个信号相同。
在差分放大电路中，有两个输入端，当在这两个端子上分别输入大小相等、相位相反的信号，(这指有效信号)放大器能产生很大的放大倍数，我们把这种信号叫做差模信号，这时的放大倍数叫做差模放大倍数。
如果在两个输入端分别输入大小相等，相位相同的信号，(这实际是上一级由于温度变化(温漂)而产生的信号，是一种有害的东西)，为了形象化温漂而提出了共模信号，这时的放大倍数叫做共模放大倍数。
由于差分放大电路的构成特点，在差分放大电路中共模信号是不会被放大的，所以共模放大倍数很小(一般都小于1)。
计算公式又分为单端输出和双端输出，所以有四个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。
二.什么是差模干扰和共模干扰任何两根电源线或通信线上所存在的干扰，均可用共模干扰和差模干扰来表示。
1.差模干扰差模干扰：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有的电位差。
各个信号间产生的相互干扰，一般使用电感电容就能过滤掉，就是我们经常使用的104,或者磁珠。
差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小。
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。
2.共模干扰共模干扰：共模干扰在导线与地(机壳)之间传输，属于非对称性干扰，它定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差;所有输出的波形都具有此属性，这个需要使用共模电感过滤。
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。
共模干扰一般来自电源。
共模干扰产生原因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。
共模干扰与差模干扰的成因与应对
共模干扰与差模干扰的成因与应对共模干扰：一般指在两根信号线上产生的幅度相等，相位相同的噪声。
差模干扰：则是幅度想等，相位相反的的噪声。
常用的差分线对共模干扰的抗干扰能力就非常强。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。
其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。
共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。
共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。
共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。
共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。
差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。
消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线；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）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)在一般情况下，差模信号就是两个信号之差，共模信号是两个信号的算术平均值。
差模干扰和共模干扰及其消除
差模干扰和共模干扰与其消除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，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〞。
电源线噪声是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。
电源线噪声分为两大类：共模干扰、差模干扰。
共模干扰〔mon-mode Interference〕定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；差模干扰〔Differential-mode Interference〕定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。
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；消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线；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。
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〕采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)欲削弱传导干扰，把EMI信号控制在有关EMC标准规定的极限电平以下。
除抑制干扰源以外，最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路中加装EMI滤波器。
开关电源的工作频率约为10～100 kHz。
EMC很多标准规定的传导干扰电平的极限值都是从10 kHz算起。
对开关电源产生的高频段EMI信号，只要选择相应的去耦电路或网络结构较为简单的EMI滤波器，就不难满足符合EMC标准的滤波效果。
减小共模辐射和差模辐射的方法
减小共模辐射和差模辐射的方法减小共模辐射和差模辐射是电磁兼容性(EMC)设计中的重要问题。
共模辐射是指信号和地线之间的电磁波辐射，差模辐射是指信号对之间的电磁波辐射。
这些辐射问题可能会导致设备之间的互相干扰和电磁波辐射对周围环境的干扰，因此需要有效地减小这些辐射。
以下是几种减小共模辐射和差模辐射的方法：1. 地线设计：通过合理设计地线布局，可以减小共模辐射。
地线应该尽可能接近信号线，并在设计中使用大面积的地面平面来提供良好的地接地。
2. 滤波器：使用滤波器可以有效地减小共模辐射和差模辐射。
共模滤波器可以用于抑制共模干扰，差模滤波器可以用于抑制差模干扰。
这些滤波器可以在信号源和接受器之间插入，以减小辐射。
3. 屏蔽设计：在电路板设计中使用屏蔽是减小共模辐射和差模辐射的有效方法。
屏蔽可以阻止电磁波通过屏蔽材料的传播，从而减小辐射。
屏蔽设计包括金属屏蔽罩、屏蔽线和屏蔽垫等。
4. 接地设计：良好的接地设计可以减小共模辐射和差模辐射。
接地系统应该是低阻抗的，且能够提供良好的地接地。
同时，应该避免共享接地回路，以减小辐射。
5. 信号布线：合理的信号布线可以减小共模辐射和差模辐射。
应该尽量减小信号线的长度，避免信号线与地线或其他信号线平行布线。
6. 电磁屏蔽材料：在敏感的电路板或设备上使用电磁屏蔽材料可以有效地减小共模辐射和差模辐射。
这些材料可以吸收和反射电磁波，从而减小辐射。
综上所述，通过合理的地线设计、滤波器、屏蔽设计、接地设计、信号布线和电磁屏蔽材料的使用，可以有效地减小共模辐射和差模辐射，提高设备的电磁兼容性。
这些方法需要在设计过程中充分考虑，并根据具体的应用需求进行调整。
串共模干扰及抑制措施
串模干扰：series mode interference串模干扰是指干扰电压与有效信号串联叠加后作用到仪表上的。
串模干扰通常来自于高压输电线、与信号线平行铺设的电源线及大电流控制线所产生的空间电磁场。
由传感感器来的信号线有时长达一二百米，干扰源通过电磁感应和静电耦合作用加上如此之长的信号线上的感应电压数值是相当可观的。
例如一路电线与信号线平行敷设时，信号线上的电磁感应电压和静电感应电压分别都可达到毫伏级，然而来自传感的有效信号电压的动态范围通常仅有几十毫伏，甚至更小。
除了信号线引入的串模干扰外，信号源本身固有的漂移，纹波和噪声，以及电源变压器不良屏蔽或稳压滤波效果不良等也会引入串模干扰。
串模干扰也称作差模干扰，是指由两条信号线本身作为回路时，由于外界干扰源或设备内部本身耦合而产生干扰信号。
在差分放大器中，放大器不能区分串模干扰和信号，会一并加以放大。
因此，差模干扰是差分放大电路最难克服的问题之一。
克服串模干扰最常用和有效的方法是用双绞线传输信号，并且双绞线的绞距越小、线距越近则抑制串模干扰的能力越强。
局域网中广泛使用的五类线就是如此。
但在某些不能使用双绞线的情况下（例如AV、CATV的同轴电缆），则只能通过加强线本身的屏蔽、合理布线解决。
共模干扰中文名称：共模干扰英文名称：common-mode interference定义：两个信号线之间或者一个信号线和地线之间的干扰。
由陈伟华主编的《电磁兼容实用手册》中对“共模”干扰的定义是指电源线对大地，或中线对大地之间的电位差。
对于三相电路来说，共模干扰存在于任何一相与大地之间。
共模干扰有时也称为纵模干扰，不对称干扰或接地干扰，这是载流导体与大地之间的电位差。
它与差模的区别是差模干扰存在于电源相线与中线之间。
共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口段的共有的信号干扰。
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。
emc中共模与差模的差异
在 EMC（Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性）的上下文中，共模（Common Mode）和差模（Differential Mode）是描述信号传输或电路中信号处理方式的两个重要概念。
它们主要用于描述电路中信号的特性和干扰的来源。
1. 共模（Common Mode）：
- 共模信号是指在电路中两个信号引线（通常是成对的导线）同时保持相同的电压变化。
换句话说，共模信号是两个信号之间的电压差保持不变。
在传输线路或电缆中，共模信号可能是由于外部干扰（例如电磁辐射或接地问题）引起的，也可能是由于线路不平衡引起的。
- 共模信号通常被认为是对系统造成干扰的主要来源之一。
因为它们会影响整个电路或系统，导致不良的工作性能或传输错误。
2. 差模（Differential Mode）：
- 差模信号是指在电路中两个信号引线之间存在相对的电压变化。
换句话说，差模信号是两个信号之间的电压差随着时间变化。
在差模传输中，信号是通过两个相对的信号线（如一对平衡传输线）传输的，这样可以更好地抵抗外部干扰。
- 差模传输通常被认为是在电磁兼容性方面更可靠和抗干扰的。
因为它们能够在信号接收端通过比较两个相对的信号来消除共模干扰，从而获得较高的信号完整性和抗干扰性。
在实践中，电路和电缆设计通常会考虑如何减小共模干扰，例如通过使用屏蔽电缆、良好的接地设计以及差模传输等方法来提高电路的EMC 性能。
因此，理解共模和差模的概念对于设计抗干扰电路和系统具有重要意义。
电磁兼容设计中电磁干扰的抑制方法
电磁兼容设计中电磁干扰的抑制方法电磁兼容性(EMC)是指“一种器件、设备或系统的性能，它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰”，即电子线路、系统相互不影响，在电磁方面相互兼容的状态。
电磁干扰三要素分别是：噪声源强度、噪声通过某种途径传到受干扰处的耦合因素、受干扰设备的敏感程度。
电磁干扰抑制技术就是围绕这三要素所采取的各种措施，归纳起来就是：抑制电磁干扰源；切断电磁干扰耦合途径；降低电磁敏感装置的敏感性。
电磁干扰的抑制方法很多，基本方法有三种，即接地、屏蔽和滤波。
每种方法在电路与系统的设计中各有独特作用，但在使用上又是相互关联。
如良好的接地可降低设备对屏蔽和滤波的要求，而良好的屏蔽也能降低对滤波的要求。
一、接地根据使用功能的不同，可以把接地分成如下几种形式：1、安全接地：使用交流电的设备必须通过黄绿色安全地线接地，否则当设备内的电源与机壳之间的绝缘电阻变小时，会因为漏电而导致电击伤害。
2、雷电接地：设施的雷电保护系统是一个独立系统，由避雷针、下导体和与接地系统相连的接头组成。
该接地系统通常与安全接地接在一起。
雷电放电接地仅对设施而言，设备没有这个要求。
3、电磁兼容接地：出于电磁兼容设计而要求的接地，包括：（1）屏蔽接地,为了防止由电路之间的寄生电容产生的相互干扰，必须进行隔离和屏蔽，用于隔离和屏蔽的金属必须接地。
（2）、滤波器接地,滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容，当滤波器不接地时，这些电容就处于悬浮状态，起不到旁路的作用。
（3）、噪声和干扰抑制,对内部噪声和外部干扰的控制，应将设备或系统上的某些点与地相连，从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
（4）、电路参考,电路之间信号要正确传输，必须有一个公共电位参考点，这个公共电位参考点就是地。
因此所有互相连接的电路必须接地。
二、屏蔽用金属材料将设备内部产生噪声的区域封闭起来的方法称为屏蔽。
屏蔽能有效抑制通过空间传播的电磁干扰。
电磁兼容中差模与共模干扰及抑制技术
电磁兼容中差模与共模干扰及抑制技术于 虹(国家计算机外设质检中心,杭州310012)摘 要 本文分析了引起差模和共模干扰现象的原因,提出了测量和确定辐射场源特性的方法,对差模干扰和共模干扰提出了抑制方法。
关键词 电磁兼容 差模干扰 共模干扰一、引起差模与共模干扰的物理原因电磁兼容辐射干扰问题主要来自电路中的电流突变产生的磁场变化或电压突变产生的电场变化;当把距辐射源的距离与波长Κ作比较作为近场与远场区域的分界点(一般把距离νΚ的区域定义为近场区域,把距离µΚ的区域定义为远场区域),若近场范围以磁场为主时,表明它与差模电流有密切关系,而电场与共模电流有密切关系。
电流的变化会引起电压的变化,反之亦然。
但在实际电路中是其中之一占主导地位。
辐射源的阻抗决定着近场是以磁场为主还是以电场为主。
一般来讲,磁场是由仪器中某一局部回路产生的,这些回路可以分解为不同的模式。
电路中的阻抗概念是正确理解问题的一个重要概念,这里所提及的阻抗是指在特定辐射频率下的总的阻抗,这与通常所理解的阻抗概念有所不同。
比如,电路中的连结器常被认为是低阻抗,但在高频条件下由于电路中的感应现象而实际上呈高阻抗。
在一个电路中所有导线变为高阻抗的最常见方式就是线路中接地线显著的感应现象,在有些频率下,地线被感应成为高阻抗状态。
对于整个线路来讲,地线实际上是以高阻抗状态与线路中其它线相串联起来了。
在这种情形下,通过电容耦合形成回流。
低阻场或者由电流产生的场,主要是磁场,在近场处以磁场为主。
低阻场与低阻源相联系,也就是说与差模干扰有密切关系。
二、确定差模与共模干扰的诊断技术低源阻抗引起电流变化的场,这决定了在近场区域以磁场为主,反之亦然,这就是确定辐射是否为差模干扰的基础。
测量场阻的变化采用近场探头和频谱分析仪联合进行,其仪器配置及测试方法见图1所示。
设E∶E场场强; H∶H场场强;P F∶探头性能因子;Z∶场阻抗;则H=V h+P F h-52;E=V e+P F e;Z= 10(e-h) 20;若Z<3778,那么d i d t是主要的,辐射可能是差模;若Z>3778,d v d t是主要的,辐射可能是共模的。
差模干扰和共模干扰
号输入电路的参数不对称时，它会转化为差模干扰， 对测量产生影响。
2021年3月14日星期日
共模干扰举例
热电偶引线与220 V电源线靠得太近将引起电场偶合干扰。
如果UNi对两根信号传输线的干扰大小
（a）差模干扰来自信号源内部 （b）差模干扰来导线感应的信号
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（c）差模干扰的波形 图11-14 差模干扰产生的原理和波形
1.2 共模干扰
1.共模干扰的概念
共模干扰是指系统的信号输入端相对于接地端产生干 扰电压。干扰信号以地为公共回路，只在信号回路和 测试回路这两条线路中流过。共模干扰也称为对地干 扰或纵向干扰。它是相对于公共的电位基准点(通常为 接地点)，在检测系统的两个输入端子上同时出现的干
2.产生共模干扰的原因
共模干扰主要是由于设备对地漏电，设备与地之间存 在电位差，线路本身对地就具有干扰等因素而产生的。 信号源的接地点与监测系统的接地点一般相隔一段距 离，在两个接地点之间往往存在一个电位差，该电位 差是系统信号输入端和检测装置共有的干扰电压，会 对系统产生共模干扰。由于线路的不平衡状态，共模 干扰若是转换成差模干扰，就较难除掉了。
差模干扰和共模干扰
1.1 差模干扰
差模干扰和共模干扰
1.差模干扰的概念 差模干扰又称为串模干扰、常态干扰或横向干扰，它 是指干扰信号叠加在被测信号上的干扰。它使检测仪 表的一个信号输入端子相对另一个信号输入端子的电 位差发生变化，即干扰信号与有用信号按电压源形式 串联起来作用于输入端。因为它和有用信号叠加起来 直接作用于输入端，所以它直接影响信号通道电路。
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2.产生差模干扰的原因
共模干扰与差模干扰(理论讲解)
东莞市恒永电磁科技有限公司 共模干扰与差模干扰
拟制： 雷春华
时间: 2011年10月
一． 差模干扰
1．1差模干扰：简单的说就线与线的干扰。
图1
1．2．差模干扰产生的原因
差模干扰中的干扰是起源在同一电源线路之中（直接注入）。
如同一线路中工作的电机，开关电源，可控硅等，他们在电源线上所产生的干扰就是差模干扰。
1．3如何影响设备。
差模干扰直接作用在设备两端的，直接影响设备工作，甚至破坏设备。
（表现为尖峰电压，电压跌落及中断。
）
1．4如何滤除差模干扰
主要采用差模电感和差模电容。
1．4-1差模电感的工作原理
1．4-2 差模电容工作原理。
二． 共模干扰
2．1．共模干扰：就是共同对地的干扰。
2．2共模干扰产生的原因很多。
主要有以下几点：
2．3如何影响设备。
2．4如何滤除共模干扰（共模电感 共模电容）
1．4-2共模电容工作原理。
什么是共模干扰和差模干扰？教你如何抑制这两种干扰
什么是共模⼲扰和差模⼲扰？教你如何抑制这两种⼲扰前⾔如果你对EMC有⼀定的了解，你⼀定听过EMC测试主要测两⼤类⼲扰，⼀是传导，⼆是发射。
传导噪声⼜可以分为两⼤类，⼀种是差模噪声，另⼀种是共模噪声。
共模⼲扰与差模⼲扰什么是差模噪声和共模噪声在下图中，表⽰⼀个线路板装在⾦属外壳中，我们具体来具体分析⼀下。
在差分模式噪声中，噪声源出现在电源线两端并与电源构成串联的关系，在图中我们明显可以发现共模噪声电流的⽅向与电源电流的⽅向相同。
那么我们为什么叫它差模电流呢？之所以称为“差模”，是因为输出电流和返回电流的⽅向相反。
差模噪声与共模噪声那么什么是共模噪声呢？共模噪声其实就是通过杂散电容等泄漏的噪声电流通过地返回到电源线的噪声。
之所以称之为“共模”噪声，是因为电源的正（+）侧和负（-）侧上的噪声电流⽅向相同，这样电源线的正负噪声压差为0。
如上所述，⽆论是共模噪声，还是差模噪声，这些类型的噪声是属于传导辐射。
但是，由于噪声电流在电源线中流动，因此仍然会辐射出噪声。
共模噪声和差模噪声的差异由差模噪声引起的辐射电场强度Ed可以使⽤下图中的左边的公式表⽰，Id是差分模式下的噪声电流，r是到观察点的距离，f是噪声频率。
差模噪声会产⽣噪声电流环路，因此环路⾯积S成为影响差模噪声强度的重要因素。
由公式可知，如果其他元素不变，较⼤的环路⾯积，电场强度会更⾼。
由共模噪声引起的辐射的电场强度Ec可以由下图中右边的公式表⽰。
电缆长度L是⼀个重要的影响因素。
计算实例下图中是⼀个计算实例，当然，由于实际应⽤中的线缆⼀般⽐较复杂，⼀般只能定性分析，通过这个例⼦我们可以得出重要的结论，对于相同的噪声电流值，共模噪声引起的辐射⼲扰强度要⼤得多在这个⽰例中，共模噪声⼲扰强度⼤约是差模噪声强度的100倍。
所以在考虑解决辐射的措施时，应记住，应对共模噪声的措施尤为重要。
当然这不是说差模⼲扰就不⽤管了，只是要有侧重点。
计算实例总结总结⼀下，为了减⼩差分模式噪声，我们采取的最基本措施是通过使⽤双绞线电缆来减⼩环路⾯积S，对于共模噪声，尽可能缩短电缆长度。
共模干扰和差模干扰及其抑制技术
平 ７１３１０７）
Zhao Jin-kui
( T he 47th Design Resear ch Institute of S hanxi A er o Electr ic Co.,Ltd.
Nor thwest E MC S uper vising and Detecting Center of China Aviation
inter fer ence;T he r estr aining technology
CLC number:TN710
Document code:A
Arti cl e ID :1003-0107( 2006) 05-0072- 04
１．引言
共模干扰和差模干扰是电子、 电气产品上重要的干扰之一，它们 可以对周围产品的稳定性产生严重 的影响。在对某些电子、电气产品 进行电磁兼容性设计和测试的过程 中，由于对各种电磁干扰采取的抑 制措施不当而造成产品在进行电磁 兼容检测时部分测试项目超标或通 不过 ＥＭＣ 测试，从而造成了大量人 力、财力的浪费。为了掌握电磁干 扰抑制技术的一些特点，正确理解 一些概念是十分必要的。共模干扰 和差模干扰的概念就是这样一种重 要概念。正确理解和区分共模和差 模干扰对于电子、电气产品在设计 过程中采取相应的抗干扰技术十分 重要，也有利于提高产品的电磁兼 容性。
EMC
目标信号在电路中的传输，总 是信号线与地（包括接地层和结构
是以双线方式传输，习惯上称为信 地板）之间，通过分布电参数或公
号回路。但就干扰信号来说，它进 共阻抗形成的。Ｐ Ｃ Ｂ 上的差模电流
入电磁设备传输就有可能出现两种 和共模电流的基本概念及其等效电
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电磁兼容中差模与共模干扰及抑制技术
于 虹
(国家计算机外设质检中心,杭州310012)
摘 要 本文分析了引起差模和共模干扰现象的原因,提出了测量和确定辐射场源特性的方法,对差模干扰和共模干扰提出了抑制方法。
关键词 电磁兼容 差模干扰 共模干扰
一、引起差模与共模干扰的物理原因
电磁兼容辐射干扰问题主要来自电路中的电流突变产生的磁场变化或电压突变产生的电场变化;当把距辐射源的距离与波长λ作比较作为近场与远场区域的分界点(一般把距离λ的区域定义为近场区域,把距离 λ的区域定义为远场区域),若近场范围以磁场为主时,表明它与差模电流有密切关系,而电场与共模电流有密切关系。
电流的变化会引起电压的变化,反之亦然。
但在实际电路中是其中之一占主导地位。
辐射源的阻抗决定着近场是以磁场为主还是以电场为主。
一般来讲,磁场是由仪器中某一局部回路产生的,这些回路可以分解为不同的模式。
电路中的阻抗概念是正确理解问题的一个重要概念,这里所提及的阻抗是指在特定辐射频率下的总的阻抗,这与通常所理解的阻抗概念有所不同。
比如,电路中的连结器常被认为是低阻抗,但在高频条件下由于电路中的感应现象而实际上呈高阻抗。
在一个电路中所有导线变为高阻抗的最常见方式就是线路中接地线显著的感应现象,在有些频率下,地线被感应成为高阻抗状态。
对于整个线路来讲,地线实际上是以高阻抗状态与线路中其它线相串联起来了。
在这种情形下,通过电容耦合形成回流。
低阻场或者由电流产生的场,主要是磁场,在近场处以磁场为主。
低阻场与低阻源相联系,也就是说与差模干扰有密切关系。
二、确定差模与共模干扰的诊断技术
低源阻抗引起电流变化的场,这决定了在近场区域以磁场为主,反之亦然,这就是确定辐射是否为差模干扰的基础。
测量场阻的变化采用近场探头和频谱分析仪联合进行,其仪器配置及测试方法见图1所示。
设E∶E场场强; H∶H场场强;P F∶探头性能因子;Z∶场阻抗;则H=Vh+P Fh-52;E=Ve+PFe;Z= 10(e-h)/20;若Z<377Ψ,那么d i/d t是主要的,辐射可能是差模;若Z>377Ψ,d v/d t是主要的,辐射可能是共模的。
图1
在测量H场时要注意探头的取向,一般沿着源的两个径向测量,每个方向上测量2～6个点,点距为1～4m,在近场处间距要小一点。
每个测量点上同时测出H场和E场的数据。
对于得到的实验数据采用两种方式处理均可:①作出H场和E场场强随距离变化的曲线,其中一个比另一个变化快。
当H场变化较快时,为低阻抗源问题;当E场变化较快时为高阻抗源问题。
②在同一测量点上(近场范围)利用Z=E/H来求出该测量点的场阻,并
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与自由空间的377Ψ值相比较,若Z >377Ψ,则表明电场占主要的,辐射源是高阻抗的:若Z <377Ψ,则表明磁场占主要的,辐射源是低阻抗源。
高的源阻抗与共模干扰相联系,而低的阻抗源与差模干扰相联系。
三、差模与共模干扰的抑制方法
差模干扰是仪器中相线与中线之间的信号变化产生的;共模干扰则是相线或中线与地线间的信号的变化产生的。
图2是差模与共模干扰中电流的流动示意图。
图2(a )中Z s 为信号线阻抗,Z r 为想要返回信号的阻抗,Z g ′与Z g ″为电路元件与真正地线之间的阻抗典型电路的简化图。
图2(b)中若Z s 与Z r Z g ′与Z g ″,则I e I r 这是一个人为的设计,电流是不同的,几乎整个包含人为的导线中。
图2(c)中若Z r Z g ′与Z g ″,那么I e I r 该示意图有点变化以便说明返回线的阻抗是分布式的,并且在信号线间有分布电容。
如果Z r Z g ′与Z g ″,那么信号线与返回线都承载信号。
返回电流在电路内是闭合的。
图2
如前所述,电磁兼容辐射主要与电流和电压的变化相关,电流相关与差模联系,电压相关与共模联系。
在处理电磁兼容辐射干扰问题时,知道了存在于电路中的是共模干扰还是差模干扰,才能有效地处理,抑制共模干扰与抑制差模干扰的技术不是通用的。
1.对于差模干扰,可以采用以下降低辐射的技术:
(1)减小电流中回流的面积。
(2)降低信号电压的波动。
(3)对整个辐射回路进行屏蔽。
(4)对产生辐射的信号线滤波。
然而,某些典型的共模抑制技术对差模干扰并不起作用,如图3所示。
在图3(a)中因为辐射信号是在信号线上的,所以增加电源与地线之间的耦合是无效的。
图3(b )中通过缩短地线和使地线变短的方法是无效的,因为这不是问题所在。
图3(c)中如果屏蔽线本身无效,移动屏蔽线的接地点也是无效的。
图3
2.如果电路中的辐射是由共模干扰引起的,可以采取以下抑制技术:
(下转33页)
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心位置。
然后将半球的顶点方向定为球面坐标的纬度等于零的方向。
用球面坐标指定测量点位置。
5.测量数据
根据25个测量数据用最小二乘法计算球的中心及半径,并计算各点的测量结果相对于所计算的球的中心的距离与半球的最小二乘半径的差值。
测量结果如表2所示。
由表可见,球的半径的最大值与最小值之差R max-R min= 0.0021m m,即测头的测量误差约为2μm。
表2测头检测中测量点及测量误差(μm)
测量点12345678910111213
误差-0.10.5-0.4-0.900.30.60.
60.40.1-1.00.30.1
测量点141516171819202122232425误差-0.2-0.1-0.60.6 1.10.4-0.9-0.20.40.1-0.2-0.6
三、结论
本文介绍了一种三坐标测量机准确度的检验方法。
文中采用了步距规作为长度标准进行检验。
如果用量块作为长度标准,同样也是可行的。
在测头系统的准确度检验中,采用了用球面坐标方式指定测量位置的方法,可使测量点分布均匀,计算简单。
(上接26页)
(1)减小电源线与地线间的耦合。
(2)采用缩短长度和增大宽度的方法来降低泄漏和线间感应。
(3)加入地线和电流线的屏蔽罩。
(4)采用地线与信号地隔离方法来屏蔽。
图4
(5)按照地线结构把I/O电缆接口移到低阻抗区。
(6)在输出线端加上共模滤波器。
同差模情况相似,某些差模干扰抑制技术对共模干扰并不起作用。
如图4(a)因为辐射信号是在信号线上的,增加电源与地线之间的耦合是无效的。
图4 (b)通过缩短地线和使地线变短的方法是无效的,因为这不是问题所在。
图4(c)如果屏蔽本身无效,移动屏蔽线接地点也是无效的。
比如:①辐射信号是在信号线和假定的回路上的,因而减小回路面积是无作用的,而使用绞股线和同轴电缆的方法来降低信号也是无助于事的。
②采用降低信号电压波动的方法可能会有点作用,但在许多情况下是没有作用的。
例如,有时辐射是由门电路数目的附加效应产生于电源或接地系统,采用隔离的方式进行抑制不会对信号降低起多大作用。
③屏蔽整个回路的方法:辐射电势是在信号地线上,若只屏蔽信号地线,所做的只是系统加上了更多的辐射天线。
④对信号线滤波的方法:这存在着滤波器接地的问题,采用信号地线是完全无用的,因为滤波器对辐射电势是悬空的。
综上所述,在解决电磁兼容中的辐射问题时,应首先明确辐射源的性质,是差模干扰还是共模干扰,只有针对具体的干扰采用相应的措施,才能收到良好的效果。
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