什么是差模信号,什么是共模信号,为什么要抑制共模信号

什么是差模信号,什么是共模信号,为什么要抑制共模信号如下：

为使信号得以放大，将其分成两个大小相等两部分，按相反极性加在电路两个输入端如图下所示。称这种大小相等、极性相反的一对信号。

共模信号是：

指两个信号是同向的信号，如我们常见到的rs232信号收和发都是直流正对地的信号，虽然感觉上是一收一发两个方向但是信号的变化都是直流正和地的电压变化，差模信号是指信号的传输方向是不同的信号，如485、usb信号，两颗线表示同一个信号，一线信号是负电源对地、另一线是正电源对地。差模信号在信号传输时不宜受干扰。

抑制共模信号的原因是：

共模信号电压增益越小，说明放大电路性能越好。因为共模信号不是我们所需要的，如果这个被放大很多，会影响到真正需要放大的差模信号。共模电压放大倍数越小，对共模信号的抑制作用就越强，放大器的性能就越好。在电路完全对称的条件下，双端输出的差分放大器对共模信号没有放大能力，完全抑制了零点漂移。

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。

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，这里的电压以附近任何一个物体（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

等效电路图就是将一个复杂的电路通过适当的方法改画出简单的串联、并联的电路。这个简单的电路，叫作原复杂电路的等效电路图 。

等效电路图主要有下列这么几种:

1)交流等效电路

这一等效电路只画出原电路中与交流信号相关的电路，省去了直流电路,这在分析交流电路时要用到。画交流等效电路时，要将原电路中的耦合电容看成通路,将线圈看成开路。

2)直流等效电路

这一等效电路只画出原电路中与直流相关的电路，省去了交流电路,这在分析直流电路时才用到。画直流等效电路时，要将原电路中的电容看成开路，而将线圈看成通路。

3)元器件等效电路

将两个信号发生器分别接A，B端，A，B的另一端接地构成双端差模信号。将函数信号发生器的输出端接放大器输入A端，地端接放大器输入B端，及构成单端输入方式将放大器A、B短接，信号源接A端与地之间，即构成共模输入方式

要想知道共模干扰和差模干扰是怎么产生的， 首先要弄清楚共模信号和差模信号， 简单的讲， 所有流经地的信号都是共模信号， 所有大小相等方向相反的信号都是差模信号。解决干扰最直接办法就是接地，滤波，屏蔽等等， 如果对电磁兼容由一定的研究的话， 建议从产品设计阶段就开始控制干扰信号，所使用的方法也无外乎接地设计滤波设计等等。 是需要好多的经验积累

共模反馈就是只对有害的共模信号给以强烈负反馈，以便压制共模信号，同时对有益的差模信号给予尽可能大的放大。长尾差放中的发射极与-电源之间所接的电阻Re就是一个共模反馈电阻。

共模信号引起的发射极电流分量在Re中互相加强，相当共模输入电阻很大，故共模电压信号产生电流很小，共模信号被抑制。

差模信号引起的发射极电流分量在Re中互相抵消，相当差模输入电阻很小，故差模电压信号产生电流较大，差模信号得以被有效地放大。

共模信号
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。
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。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。

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