差模干扰和共模干扰
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。
电磁干扰差模共模干扰抑制措施
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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。
开关电源中的干扰
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开关电源中的干扰一.电源线噪声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,电源线的噪声分为两大类:共模干扰和差模干扰。
1.共模干扰(Common-mode Interference):两导线上的干扰电流振幅相等,而方向相同者称为共模干扰。
(任何载流体与地之间不希望有的电位)共模干扰的消除共模扼流圈工作原理如下:共模扼流圈当电路中的正常电流通过时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当共模电流流过线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈类产生同向的磁场而增大线圈的阻抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流达到滤波的目的。
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性,使高频干扰电路短路,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。
消除共模干扰的方法包括:(1).采用双绞线并有效接地。
(2).强电场的地方还需要采用度锌管屏蔽。
(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).不要和电控所共用同一个电源。
(5).采用线形稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)(6).采用差分式电路2.差模干扰(Differential-mode Interference):两导线上的干扰电流,振幅相等,方向相反称为差模干扰。
(任何两个载流体之间不希望有的电位差)(电容C的容量范围大致是2200pF-0.1uF,为减小漏电流,电容量不宜超过0.1uF)差模干扰的消除当干扰信号频率越高时,Zc越小,效果越明显,而低频时电路不受任何影响。
(电容C的容量大致是0.01-0.47uF)任何电源线上传导干扰信号,均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;共模干扰在导线与地(机壳)之间传输,一般指在两根信号线上产生的幅值相等,相位相同的噪声,属于非对对称性干扰。
共模干扰与差模干扰详解
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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。
差模干扰和共模干扰
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共模干扰与差模干扰1,第一章共模干扰: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。
共模抑制比:差模信号电压增益与共模信号电压增益的比值,说明差分放大电路对共模信号的抑制能力,因此共模抑制比越大越好,说明电路的性能优良传输线的共模状态:当两条耦合传输线上驱动信号的幅度与相位都相同时,称为共模传输模式。
差模干扰和共模干扰的原理
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差模干扰和共模干扰的原理差模干扰和共模干扰都是电路中常见的干扰形式。
差模干扰和共模干扰的原理可以通过对其定义以及电路中的具体应用来解释。
首先,差模干扰指的是信号的两个分量相对于地的电位差所引起的干扰。
差模信号是指两个信号相对地的电位差,一般称为差模电压或差模信号;而差模干扰是指差模信号中存在的噪声或干扰信号。
差模干扰往往来源于信号源自身的不完美,或者由于信号传播过程中的电磁波耦合等因素引起。
例如,在音频线路中,差模干扰可能来自于电源线的磁场感应、地线噪声以及其他电源干扰。
其次,共模干扰指的是信号的两个分量相对地的电位相等所引起的干扰。
共模信号是指信号的两个分量相对地的电位相等,一般称为共模电压或共模信号;而共模干扰是指共模信号中存在的噪声或干扰信号。
共模干扰往往来源于外部环境中的电磁干扰,例如电源线上的高频噪声信号、其他电器设备的辐射电磁波等。
差模干扰和共模干扰的区别在于信号的两个分量相对地的电位差异。
对于差模干扰,由于信号源自身的不完美或传播过程中的电磁波耦合,信号的两个分量之间存在电位差,因此产生了差模干扰;而对于共模干扰,由于外部环境中的电磁干扰,信号的两个分量相对地的电位相等,因此产生了共模干扰。
差模干扰和共模干扰在电路中的影响与应对方法也有所不同。
差模干扰会破坏信号的差模部分,导致信号失真或降低信噪比;而共模干扰则会影响整个信号以及相关设备的正常工作。
为了解决差模干扰问题,可以采取一些差模抑制技术,如采用差模放大器、差模滤波器,或者在设计中增加屏蔽层和引入差模输入和输出滤波来降低差模干扰的影响。
而对于共模干扰问题,可以采取共模抑制技术,如增加屏蔽层、使用阻抗匹配技术、选择低耦合度的电子元件等,以减少共模干扰的影响。
总之,差模干扰和共模干扰是电路中常见的干扰形式,其原理在于信号分量相对地的电位差异。
了解差模干扰和共模干扰的原理,有助于我们在电路设计和干扰抑制中采取相应的措施,保证信号的质量和系统的正常工作。
共模干扰,差模干扰,共模残压
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共模干扰与差模干扰共模干扰(Common-mode):两导线上的干扰电流振幅相等,而方向相同者称为共模干扰。
共模电流一般情况下,电缆上产生共模电流的原因有三个方面: 一个是外界电磁场在电缆中所有导线上感应出来的电压(这个电压相对于大地是等幅同相的),这个电压产生电流;另一个原因是电缆两端的设备所接的地电位不同,在这个地电位的驱动下产生电流; 第三个原因是设备上的电缆与大地之间的电位差,这样电缆上会有共模电流。
如果设备在其电缆上产生共模电流,电缆会产生强烈的电磁辐射,对电子、电气产品元器件产生电磁干扰,影响产品的性能指标。
另外,当电路不平衡时,共模电流会转变为差模电流,差模电流对电路直接产生干扰影响。
对于电子、电气产品电路中的信号线及其回路而言:差模电流流过电路中的导线环路时,将引起差模辐射,这种环路相当于小环天线,能向空间辐射磁场,或接收磁场。
因此,必须限制环路的大小和面积。
如何识别共模干扰1)从干扰源判断:雷电、附近发生的电弧、附近的电台或其它大功率辐射装置在电缆上产生的干扰是共模干扰。
2)从频率上判断:共模干扰主要集中在1MHz以上。
这是由于共模干扰是通过空间感应到电缆上的,这种感应只有在较高频率时才容易发生。
但有一种例外,当电缆从很强的磁场辐射源(例如,开关电源)旁边通过时,也会感应上频率较低的共模干扰。
3)用仪器测量:只要有一台频谱分析仪和一只电流卡钳就可以进行测量、判断了,判断的步骤如下:将卡钳卡在信号线或地线(火线或零线)上,记录下某个感兴趣频率(f1)的干扰强度;/将卡钳同时卡住信号线和地线,若能观察到(f1)处的干扰,则(f1)干扰中包含共模干扰成份,要判断是否仅含共模成份,进行步骤三的判别;将卡钳分别卡住信号线和地线,若两根线上测得的(f1)干扰的幅度相同,则(f1)干扰中仅含共模成份;若不相同,则(f1)干扰中还包含差模成份。
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)不要和电控锁等易产生干扰的设备共用同一个电源(5)采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV) (6)使用差分式电路差模干扰(Differential-mode):两导线上的干扰电流,振幅相等,方向相反称为差模干扰。
什么是差模干扰和共模干扰 该如何抑制
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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。
什么是共模干扰和差模干扰
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什么是共模干扰和差模干扰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,电话等的通信线,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”。
对差分放大器,两路输入的干扰信号,如果是大小不相等,或方向不相同,即为差模干扰信号。
通常我们使用的电器是两线的,一根火线(L),一根零线(N),零线认为是三相电的中线,同时还有一根接地线叫做地线,。
零线与火线之间的干扰叫做差模干扰,火线与地线之间的干扰叫做共模干扰。
地与零线之间认为是没有电压的,或者可以认为是零线没有电压,不能驱动电器,因此认为零线与地线之间没有干扰。
什么是共模残压共模电压(common mode voltage):在每一导体和所规定的参照点之间(往往是大地或机架)出现的相量电压的平均值。
或者说同时加在电压表两测量端和规定公共端之间的那部分输入电压。
差模电压(symmetrical voltage):一组规定的带电导体中任意两根之间的电压。
使差模电压又称对称电压。
在规定波形,标称放电电流冲击氧化锌阀片,阀片两端测到的电压峰值,称为残压。
残压与压敏电压的比值,残压比。
雷击,闪电会在输入/输出电源线上产生瞬间高压,大电流,影响用户设备稳定运行,严重时会造成设备损坏。
避雷器按接法分可分为共模接法和差模接法两种:避雷器接在相线之间或相线与零线之间称为差模接法,即所谓横向保护。
避雷器接在相线与地线之间或零线与地线之间称为共模接法,即所谓纵向保护。
共模信号是作用在差分放大器或仪表放大器同相、反相输入端的相同信号。
例如,平衡线对中引入到两个平衡端的噪声电压。
另外一个例子是加在平衡线上的直流电压(例如:由于信号源与接收器之间的地电位差而产生的直流电平)。
浅谈基于EMC的共模干扰与差模干扰以及抑制方法
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基于EMC的共模干扰与差模干扰以及抑制方法什么是共模与差模电器设备的电源线,电话等的通信线, 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,在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是"地线"。
电压和电流的变化通过导线传输时有两种形态, 一种是两根导线分别做为往返线路传输, 我们称之为"差模";另一种是两根导线做去路,地线做返回传输, 我们称之为"共模"。
如上图, 蓝色信号是在两根导线内部作往返传输的,我们称之为"差模";而黄信号是在信号与地线之间传输的,我们称之为"共模"。
共模干扰与差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: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;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。
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。
差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小。
共模干扰信号共模干扰的电流大小不一定相等,但是方向(相位)相同的。
电气设备对外的干扰多以共模干扰为主,外来的干扰也多以共模干扰为主,共模干扰本身一般不会对设备产生危害,但是如果共模干扰转变为差模干扰,干扰就严重了,因为有用信号都是差模信号。
差模干扰信号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。
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。
什么是共模干扰
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什么是共模干扰一,什么是共模干扰共模干扰 (也叫接地干扰)--- 指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(也叫串模干扰) --- 指任何两个载流导体之间的不希望有的电位差.总的来说,我们可以把电磁干扰分成两类:串模干扰(差模干扰)与共模干扰(接地干扰)。
以主板上的两条PCB走线(连接主板各元件的导线)为例,所谓串模干扰,指的是两条走线之间的干扰;而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。
串模干扰电流作用于两条信号线间,其传导方向与波形和信号电流一致;共模干扰电流作用在信号线路和地线之间,干扰电流在两条信号线上各流过二分之一且同向,并以地线为公共回路.共模电感实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。
二,为什么共模电感能防EMI?要弄清楚这点,我们需要从共模电感的结构开始分析。
图1:共模电感滤波电路图1是包含共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。
这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。
这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。
事实上,将这个滤波电路一端接干扰源,另一端接被干扰设备,则La和C1,Lb和C2就构成两组低通滤波器,可以使线路上的共模EMI信号被控制在很低的电平上。
该电路既可以抑制外部的EMI信号传入,又可以衰减线路自身工作时产生的EMI 信号,能有效地降低EMI干扰强度。
小知识:漏感和差模电感对理想的电感模型而言,当线圈绕完后,所有磁通都集中在线圈的中心内。
共模干扰与差模干扰的成因与应对
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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。
共模干扰和差模干扰
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图 22 差模 干扰 电压 和 电流 .
Hale Waihona Puke 的原 因是对干扰模式判断错误 . 从而导致 了滤波电路错误 因此 .培养对干扰模式的敏感 性是培 养解决 电磁兼容 阔题能 力的很重要的一个方面。对于拥有一定电路知识的人员 ,根 据上面的定义 .通过分析做 出判断是不难的 下面给 出一些 经验 , 以帮助缩短 判断的时间 : 可
共摸扼流圈是将信号线及其回线绕 在同一个磁芯上 .绕制的
方法 是使 流过两个绕 组的差模 电流在磁心 中产生的磁场 方
向相反 , 图 2 3 示 如 所
掌握 电磁干扰滤波的一些 特点 。为了在电磁兼容设计 中应用 好滤波技术.正确掌握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 正确区别共模和差 模干扰对于正确设计和使用滤 渡器十分重要 。 共模 干扰指 的是干扰 电压在信号线及其 回线 ( 一般称为 信号地线 )上的幅度相同 .这里的电压 附近任何 一个物体 ( 大地 、 金属机箱 、 参考地线板等 ) 为参考电位. 干扰电流 回路 则是在导线与参考物体构成的 回路 中流动 , 如图 2 1 所示。
1 .从干 扰 源 判 断 : 电 、 近发 生 的 电孤 、 近 的 电台 或 雷 附 附
从上面的讨论中.我 们会认为 :共模干扰 电压并不会影 响电路的正常工作 ,因为信号线与信号地线之 间的信号电压 并没有因为干扰 电压存 在而发生改变。而差模干扰电压是引 起电路故 障的根本原因:因此 , 在实 际滤波电路时. 只要 重点
共模滤 渡和差模滤波 的不 同 在 于旁路 电容的连 接方 式和电感 线圈的制作方法上。共摸滤波中 , 旁路 电容要连接 在被滤波导线与共模电压参考 地之 间:差模滤波 中.旁路电
共模与差模的区别是什么?
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共模与差模的区别是什么?什么是共模⼲扰和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,电话等的通信线,与其它设备或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"。
对差分放⼤器,两路输⼊的,如果是⼤⼩不相等,或⽅向不相同,即为信号。
通常我们使⽤的电器是两线的,⼀根⽕线(L),⼀根零线(N),零线认为是三相电的中线,同时还有⼀根接地线叫做地线,。
零线与⽕线之间的⼲扰叫做差模⼲扰,⽕线与地线之间的⼲扰叫做共模⼲扰。
地与零线之间认为是没有电压的,或者可以认为是零线没有电压,不能驱动电器,因此认为零线与地线之间没有⼲扰。
什么是共模残压什么是共模残压(common mode voltage):在每⼀导体和所规定的参照点之间(往往是⼤地或机架)出现的相量电压的平均值。
或者说同时加在电压表两测量端和规定公共端之间的那部分输⼊电压。
差模电压(symmetrical voltage):⼀组规定的带电导体中任意两根之间的电压。
使差模电压⼜称对称电压。
在规定波形,标称放电电流冲击氧化锌阀⽚,阀⽚两端测到的电压峰值,称为残压。
残压与压敏电压的⽐值,残压⽐。
雷击,闪电会在输⼊/输出电源线上产⽣瞬间⾼压,⼤电流,影响⽤户设备稳定运⾏,严重时会造成设备损坏。
避雷器按接法分可分为共模接法和差模接法两种:避雷器接在相线之间或相线与零线之间称为差模接法,即所谓横向保护。
避雷器接在相线与地线之间或零线与地线之间称为共模接法,即所谓纵向保护。
共模信号 Common-Mode Signals 共模信号是作⽤在差分放⼤器或仪表放⼤器同相、反相输⼊端的相同信号。
共模干扰与差模干扰
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共模干扰与差模干扰(帖子总结)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:则是幅度相等,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。
共模抑制比:差模信号电压增益与共模信号电压增益的比值,说明差分放大电路对攻模信号的抑制能力,因此共模抑制比越大越好,说明电路的性能优良传输线的共模状态:当两条耦合传输线上驱动信号的幅度与相位都相同时,称为共模传输模式。
差模干扰与共模干扰的概念和开关电源EMI原理图详细概述
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差模干扰与共模干扰的概念和开关电源EMI原理图
详细概述
要理解传导干扰测试,首先要清楚一个概念:差模干扰与共模干扰。
差模干扰:存在于L-N线之间,电流从L进入,流过整流二极管正极,再流经负载,通过热地,到整流二极管,再回到N,在这条通路上,有高速开关的大功率器件,有反向恢复时间极短的二极管,这些器件产生的高频干扰,都会从整条回路流过,从而被接收机检测到,导致传导超标。
共模干扰:共模干扰是因为大地与设备电缆之间存在寄生电容,高频干扰噪声会通过该寄生电容,在大地与电缆之间产生共模电流,从而导致共模干扰。
下图为差模干扰引起的传导FALL数据,该测试数据前端超标,为差模干扰引起:
下图为开关电源EMI原理部分:
图中CX2001为安规薄膜电容(当电容被击穿或损坏时,表现为开路)其跨在L线与N线之间,当L-N之间的电流,流经负载时,会将高频杂波带到回路当中。
此时X电容的作用就是在负载与X电容之间形成一条回路,使的高频分流,在该回路中消耗掉,而不会进入市电,即通过电容的短路交流电。
共模干扰转变为差模干扰的原因
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共模干扰转变为差模干扰的原因1. 共模信号和差模信号在电磁波传输中,我们会遇到两种信号类型:共模信号和差模信号。
共模信号指的是两个信号的幅度和相位相同,方向相同的信号,它们同时影响电路中的两个引脚。
而差模信号则指的是两个信号的幅度和相位不同,方向相反的信号,它们影响电路中的两个引脚的差值。
2. 共模噪声共模噪声是指同样的干扰信号同时作用于电路中所有的引脚,造成系统的工作不稳定或者失效。
在数字电路中,共模噪声通常由电源干扰、地线干扰,以及其他干扰信号产生,会导致数据传输错误、系统效率下降等问题。
3. 差模信号相反的,差模信号在电子电路中是非常重要的信号类型。
差模信号能够过滤掉来自共模噪声的干扰信号,从而达到消除干扰信号的效果。
为此,商用的集成电路和电路板一般都采用差模式的设计。
4. 共模干扰转变为差模干扰虽然差模信号可以有效地抑制共模干扰信号,但某些情况下共模干扰仍然会转化为差模干扰。
这种情况主要是由于共模干扰信号与电路板的电流回路线路之间的感应耦合所引起的。
当共模干扰信号作用于电路板时,会通过地线、电源线传输到整个电路板,向电路板内的电流回路中注入电流。
如果共模干扰信号所带的电流是不对称的,那么在通过电路板上的线路时,就会引起线路间的感应耦合,形成差模干扰信号。
5. 解决办法为了解决共模干扰信号转化为差模干扰信号的问题,我们可采取多种措施。
比如说,在电路板中增加电源和地线的滤波电路,通过滤波电路将共模干扰信号进行隔离,从而降低共模噪声的水平。
同时,在电路设计中尽可能采取差模电路,减少感应耦合对系统的干扰。
此外,我们可以更换或优化一些元器件,比如提高磁芯的质量等,以减小电感器的磁场耦合,防止感应耦合产生差模干扰。
总之,需要注意的是,共模干扰信号能够转化为差模干扰信号,但我们可以采取相应的措施来减少干扰信号的影响,从而提高电子电路的可靠性和性能。
共模干扰与差模干扰
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共模干扰与差模干扰1.共模干扰共模干扰指的是干扰电压在信号线及其回线上的幅度相同,这里的电压以附近任何一个物体(大地、参考地线板、金属机箱等)为参考电位。
干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的路中流动。
如下图所示共模干扰电压和电流A指发送部分,B指接收部分抑制共模干扰的主要方法是应用共模扼流圈。
共模扼流圈是共模插入损耗中起主导作用的电感元件。
它是在一个磁环/闭合磁路的上下两个半环上,分别绕制相同匝数但绕向相反的线圈。
如下图所示。
流过共模扼流圈的电流包括共模电流Icm和I’cm,以及差模电流Idm和I’dm根据电磁感应原理,上图中由于共模电流Icm和I’cm方向相同,所以在磁环中形成的磁力线a和a’是相互叠加的,即磁通相互叠加。
由于磁通Φ=L*I,故共模扼流圈的总电感Lc=(Φa+Φ’a)/Icm。
若将共模扼流圈串在电路中,则相当于在电路中串入一个共模电流产生的电感,此电感相当于一个低通滤波元件,从而起到共模抑制作用。
由于差模电流Idm和I’dm方向相反,所以在磁环中形成的磁力线b和b’是相互抵消的,即磁通相互抵消。
从而无滤波电感元件产生,因此对差模电流无抑制作用。
2.差模干扰差模干扰指的是干扰电压存在于信号线及其回线之间。
干扰回路则是在导线与回线构成的回路中流动。
如下图所示。
差模干扰电压和电流抑制差模干扰的主要方法是应用共差扼流圈。
差模扼流圈是差模插入损耗中起主导作用的电感元件。
它采用单个绕组结构绕制,而不像共模扼流圈那样在一个磁芯上采用两个相同绕组的结构。
如下图所示。
流过差模扼流圈的电流包括差模电流Icm和Idm,或者I’cm和I’dm。
根据电磁感应原理,上图中由于差模电流Idm或I’dm的作用,在磁环中差生磁通b或d’。
由于磁通Φ=L*I,故差模扼流圈的电感Ld=Φb/Idm。
所以在电路中串入差模扼流圈相当于串入一个差模电流产生的电感,此电感相当于一个低通滤波元件,从而起到差模抑制作用。
由于共模电流Icm或I’cm同样会产生磁通a或a’,进而产生电感Lc=Φc/Icm。
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差模干扰和共模干扰
2009年09月17日星期四 15:22
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。
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: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)不要和电控锁共用同一个电源(5)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。
共模抑制比:差模信号电压增益与共模信号电压增益的比值,说明差分放大电路对共模信号的抑制能力,因此共模抑制比越大越好,说明电路的性能优良。
传输线的共模状态:当两条耦合传输线上驱动信号的幅度与相位都相同时,称为共模传输模式。
此时,传输线的等效电容将随着互容的减少而减少,同时等效电感却因为互感的增加而增加。
传输线的差模状态:当两根耦合的传输线相互之间的驱动信号幅值相同但相位相差180 度的时候,就是一个差模传输的模型。
此情况下,传输线的等效电容因为互容的加倍而增加,但是等效电感因为互感的减小而变小。
任何电源线上传导干扰信号,均可用差模和共模干扰信号来表示。
差模干扰在两导线之间传输,属于对称性干扰;共模干扰在导线与地(机
壳)之间传输,属于非对称性干扰。
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。
因此,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。
差模传导噪音是电子设备内部噪音电压产生的与信号电流或电源电
流相同路径的噪音电流。
减小这种噪音的方法是在信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联电容或用电容和电感组成低通滤波器,来减小高频的噪音。
噪音产生的电场强度与电缆到观测点的距离成反比,与频率的平方成正比,与电流和电流环路的面积成正比。
因此,减小这种辐射的方法是在信号输入端加LC低通滤波器阻止噪音电流流进电缆;使用屏蔽电缆或扁平电缆,在相邻的导线中传输回流电流和信号电流,使环路面积减小。
共模传导噪音是在设备内噪音电压的驱动下,经过大地与设备之间的寄生电容,在大地与电缆之间流动的噪音电流产生的。
减小共模传导噪音的方法是在信号线或电源线中串联共模扼流圈、在地与导线之间并联电容器、组成LC滤波器进行滤波,滤去共模噪声。
噪音辐射的电场强度与电缆到观测点的距离成反比,与频率和电缆的长度成正
比。
简单说:差模干扰串联在信号中;共模干扰同时加在信号的两个输入端。
一般而言,对于你的设计,通过已知的连线进入的干扰信号是差模干扰,通过空间或说分布参数进入的干扰信号是共模干扰。
485通信线由两根双绞的线组成,它是通过两根通信线之间的电压差的方式来传递信号,因此称之为差分电压传输。
什么是共模干扰和差模干扰
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"。
设备的显性电源,电话等的通信线,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"。
什么是共模残压什么是共模残压
共模电压(common mode voltage):在每一导体和所规定的参照
点之间(往往是大地或机架)出现的相量电压的平均值。
或者
说同时加在电压表两测量端和规定公共端之间的那部分输入电
压。
差模电压(symmetrical voltage):一组规定的带电导体中任意两根之间的电压。
使差模电压又称对称电压。
在规定波形,标称放电电流冲击氧化锌阀片,阀片两端测到的电压峰值,称为残压。
残压与压敏电压的比值,残压比。
雷击,闪电会在输入/输出电源线上产生瞬间高压,大电流,影响用户设备稳定运行,严重时会造成设备损坏。
避雷器按接法分可分为共模接法和差模接法两种:避雷器接在相线之间或相线与零线之间称为差模接法,即所谓横向保护。
避雷器接在相线与地线之间或零线与地线之间称为共模接法,即所谓纵向保护。