共模干扰,差模干扰,共模残压
共模干扰和差模干扰
的状态忽略不计 3 应小于或等于 ,-0>・ " 符合以上四条要求的电源为非内在受限制电源。 三、 结论
综上所述，信息技术设备的设计人员可以通过以上评定供电 电源是否为受限制电源来决定被供电设备是否采用防火防护外 壳。 当然， 如果你设计的外壳采用 > F / 级或更优燃烧等级的材料， 则对供电电源是否为受限制电源就没有要求了。
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安全与电磁兼容
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所示。 路中的符号如图 ,+ 4（ G）
什么共模和差模(经典)!
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。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)。
对于理想的差分放大器，可以完全消除共模信号输出，这是由于差分输入(同相和反相)抵消掉了相同的输入成分。衡量这一特性的参数称为共模抑制比或CMRR。
简介
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。
形态
"共模"和"差模"是电压电流的变化通过导线传输时的二种形态。
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（Common- 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；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。
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。
差模干扰和共模干扰的原理
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。
什么是共模干扰和差模干扰
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)。
电源线噪声：共模干扰、差模干扰-设计应用
电源线噪声：共模干扰、差模干扰-设计应用1、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；差模干扰定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。
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"；黄色信号是在信号与地线之间传输的，我们称之为"共模"。
2.1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。
2.2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。
2.3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。
3.接地电压不一样，简单的说就电位差而造就了共模干扰。
4.设备内部的线路对电源线造成的共模干扰。
2.4共模干扰电流共模干扰一般是以共模干扰电流存在的形式出现的，一般情况下共模干扰电流产生的原因有三个方面：1. 外界电磁场在电路走线中的所有导线上感应出来电压（这个电压相对于大地是等幅和同相的），由这个电压产生的电流。
2. 由于电路走线两端的器件所接的地电位不同，在这个地电位差的驱动下产生的电流。
3. 器件上的电路走线与大地之间有电位差，这样电路走线上会产生共模干扰电流。
2.5注意事项1.器件如果在其电路走线上产生共模干扰电流，则电路走线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；2.当电路不平衡时，共模干扰电流会转变为差模干扰电流，差模干扰电流对电路直接产生干扰影响。
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.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。
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：一般指在两根倍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。
共模干扰是缶号对地的电位差，丄要山电网串入、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追模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的上要原因〉，这种共模干扰可为直流、亦可为交流。
差模干扰是指作用T信号两极间的干扰电压，上要山空间电厳场在信号间耦合感应及山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，直接彤响测虽与控制精度。
差模干扰在两根信号线之间传输，屈T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，屈于非对称性干扰。
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拥在一起走线（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F.差模缶号就是两个倍号之善，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
差模干扰/共模干扰指干扰杂讯流通路径的方式。
凡是来自电源火线（HOT）而经由零线（NEUTRAL）返回的杂讯称为差模杂讯。
凡是来自电源火线（HOT）或零线（NEUTRAL）而经由地线返回的杂讯,称为共模杂讯。
一般杂讯所经由的不是共模路径就是差模路径,因此可对不同路径的杂讯采用不同的处理,以滤波、屏蔽等手段来消除。
什么叫共模干扰和差模干扰？如何消除通讯线上的干扰？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。
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）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)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".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（Common-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。
模拟传感器的干扰种类
（1）常模干扰常模干扰是指干扰信号的侵入在往返2 条线上是一致的。
常模干扰来源一般是周围较强的交变磁场，使仪器受周围交变磁场影响而产生交流电动势形成干扰，这种干扰较难除掉。
（2）共模干扰共模干扰是指干扰信号在2条线上各流过一部分，以地为公共回路，而信号电流只在往返2个线路中流过。
共模干扰的来源一般是设备对地漏电、地电位差、线路本身具有对地干扰等。
由于线路的不平衡状态，共模干扰会转换成常模干扰，就较难除掉了。
（3）长时干扰长时干扰是指长期存在的干扰，此类干扰的特点是干扰电压长期存在且变化不大，用检测仪表很容易测出，如电源线或邻近动力线的电磁干扰都是连续的交流50hz的工频干扰。
（4）意外的瞬时干扰意外瞬时干扰主要在电气设备操作时发生，如合闸或分闸等，有时也在伴随雷电发生或无线电设备工作瞬间产生。
干扰可粗略地分为3个方面：
（a）局部产生（即不需要的热电偶）;
（b）子系统内部的耦合（即地线的路径问题）
（c）外部产生（电源频率的干扰）。
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共模干扰和差模干扰
的状态忽略不计 3 应小于或等于 ,-0>・ " 符合以上四条要求的电源为非内在受限制电源。 三、 结论
综上所述，信息技术设备的设计人员可以通过以上评定供电 电源是否为受限制电源来决定被供电设备是否采用防火防护外 壳。 当然， 如果你设计的外壳采用 > F / 级或更优燃烧等级的材料， 则对供电电源是否为受限制电源就没有要求了。
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什么是共模干扰,差模干扰,共模信号,差模信号
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)1.什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".2.什么是共模残压什么是共模残压在规定波形,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.艾默生系列UPS具有双重防雷保护及国际安规设计.除在UPS内部设置了专门的防雷电路外,还备有选件C级防雷箱,该防雷箱满足如下标准:IEC 1312-3《雷电电磁脉冲的防护第3部分:浪涌保护器的要求》 ,IEC 1000-4《电磁兼容性实验和测量技术》,IEC-60664,IEC-61312,IEC-61643.内部设有过流保护与告警电路干接点,面板有显示防雷状态指示灯.能耐受雷击电流波形为8/20μs ,共模幅值为20KA;差模幅值为10KA的冲击;共模残压不高于2.5KV,差模残压不高于2KV. 防雷装置应能承受模拟雷击电压波形为10/700μs,电压幅值为5KV的冲击;共模残压不高于2.5KV,差模残压不高于2KV.即实现UPS的防雷保护还可以完成对计算机及计算机网络的防雷保护.另.差模信号和共模信号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。
共模干扰与差模干扰
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
2021年3月14日星期日
（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。
2021年3月14日星期日
2.产生差模干扰的原因
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。
共模与差模干扰
形式；当干扰源等效内阻较高时，宜用并联电流源
形式。下图a表示用热电偶作敏感元件，进行测温
时，由于有交变磁通穿过信号传输回路产生干扰电
动势，造成差模
Ra
干扰；图b表示
Φ
高压直流电场 ＋
通过漏电流对
EI
动圈式检流计
a)
造成差模干扰。
Ri b)
图10.3.2 产生差模干扰的例子
1.2 共模干扰
共模干扰又称纵向干扰、对地干扰、同相干扰、 共态干扰等，它是相对于公共的电位基准点(通常为 接地点)，在检测仪器的两个输入端子上同时出现的 干扰。虽然它不直接影响测量结果，但是当信号输入 电路参数不对称时，它会转化为差模干扰，对测量产 生影响。在实际测量过程中，由于共模干扰的电压一 般都比较大，而且它的耦合机理和耦合电路不易搞清 楚，排除也比较困难，所以共模干扰对测量的影响更 为严重。
Us
差模干扰
R2
U0
电压为：
Z2 Z1
U cd
U
n
(
R
Z1 Z
1
Z2 ) R Z2
Un
图10.3.5 差动放大器受共模干扰等效电路
从而可求得差动运算放大器的共模抑制比为：
CMRR 20lg U n 20lg (R1 Z1 )( R2 Z 2 )Z1R2 Z2R1时，则共模抑制比趋于无穷大，但实 际上很难做到这一点。一般
差模干扰可用下图所示的两种方式表示，图a 为串联电压源形式；图b为并联电流源形式。图中 es及Rs为有用信号源及内阻；Un表示等效干扰电压 In表示等效干扰电流，Zn为干扰源等效阻抗Ri为接 收器的输入电阻。
Un Zn
es
Ri
Rs
es
Zn
EMC理论基础知识——电磁干扰的模式
对的干扰电流的类型。
2PCB的辐射与线缆的辐射
1、PCB辐射
PCB上有许多信号环路，由中有差模电流环也有共模电流环，计算
其辐射强度时，可等效为环天线，辐射强度由下式计算：
2、线缆的辐射
计算线缆的辐射强度时，将其等效为单极天线，其辐射强度由下式计
EM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。
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。
共模（Commonmode）是指存在于两根或多根导线中，流经所有导
线的电流都是同极性的，差模（DifferenTIalmode）是指在导线对上的电流极
性是相反的。
共模干扰的干扰电流在电缆中的所有导线上幅度／相位相同，它在电
缆与大地之间形成回路流动，见图（a）。差模干扰的干扰电流在信号线与信
号地线之间流动，见图（b）。
由于共模干扰与差模干扰的干扰电流在电缆上的流动方式不同，对这
算：
以上两式可以看出线缆的辐射效率远大于PCB的辐射效率。
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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（f
1
）的干扰强度；
/将卡钳同时卡住信号线和地线，若能观察到（f
1）处的干扰，则（f
1
）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（f
1
）干扰的幅度相同，
则（f
1）干扰中仅含共模成份；若不相同，则（f
1
）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。
如何识别差模干扰
1)源判断：在同一路电力线上工作的马达、开关电源、可控硅等会在电源
线上产生差模干扰。
2)从频率上判断：差模干扰一般频率较低，主要集中在1KHz以下.
3)从干扰用仪器测量：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（f
1
）的干扰强度；
将卡钳同时卡住信号线和地线，若观察不到（f
1）处的干扰，则（f
1
）处的
干扰完全是差模干扰，其中不含共模成份；若还能观察到（f
1
）处的干扰，则
（f
1
）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（f
1
）干扰的幅度相同，
则（f
1）干扰中仅含共模成份；若不相同，则（f
1
）干扰中还包含差模成份。
如何消除模干扰
抑制差模干扰的主要方法是应用差扼流圈。
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。
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，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。
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”。
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。
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。
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。
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。
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。
共模电压（commonmodevoltage）：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（symmetricalvoltage）：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。
共模信号和差模信号
共模信号是差分放大器的名词，“放大电路中只有一个输入端”就没有共模信号这个概念。
差分放大器有两个性能趋于一致、相位相反的信号通道，如传感器信号从远方传回差分放大器，两根信号线是一起经历相同的干扰环境，那么，干扰信号会同时进入两个通道，这个同时加载在正、负两个输入端的信号就是共模信号，而差分放大器最重要的性质就是不会对共模信号进行放大，即：ui=（ui+）-（ui-），可见共模信号不会输入放大器的。
而传感器输出的有效信号本身是反相的，差分放大器就可以有效地进行放大，即：ui=（ui+）-（ui-），（ui-）的信号本身就是负的，负负得正，ui=2*（ui+）=2*（ui-）。
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”。
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）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）。