共模干擾:一般指在兩根信號線上產生的幅度相等,相位相同的噪聲。
差模干擾:則是幅度相等,相位相反的的噪聲。
常用的差分線對共模干擾的抗干擾能力就非常強。干擾類型通常按干擾產生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質的不同劃分。其中:按噪聲產生的原因不同,分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等;按噪聲的波形、性質不同,分為持續噪聲、偶發噪聲等;按噪聲干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。
共模干擾是信號對地的電位差,主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(同方向)電壓迭加所形成。共模電壓有時較大,特別是采用隔離性能差的配電器供電室,變送器輸出信號的共模電壓普遍較高,有的可高達130V以上。
共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓,直接影響測控信號,造成元器件損壞(這就是一些系統I/O模件損壞率較高的主要原因),這種共模干擾可為直流、亦可為交流。
差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓,主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓,這種讓直接疊加在信號上,直接影響測量與控制精度。
差模干擾在兩根信號線之間傳輸,屬于對稱性干擾。消除差模干擾的方法是在電路中增加一個偏值電阻,并采用雙絞線;
共模干擾是在信號線與地之間傳輸,屬于非對稱性干擾。消除共模干擾的方法包括:
(1)采用屏蔽雙絞線并有效接地
(2)強電場的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽
(3)布線時遠離高壓線,更不能將高壓電源線和信號線捆在一起走線
(4)采用線性穩壓電源或高品質的開關電源(紋波干擾小于50mV)在一般情況下,差模信號就是兩個信號之差,共模信號是兩個信號的算術平均值。
共模抑制比:差模信號電壓增益與共模信號電壓增益的比值,說明差分放大電路對攻模信號的抑制能力,因此共模抑制比越大越好,說明電路的性能優良傳輸線的共模狀態:當兩條耦合傳輸線上驅動信號的幅度與相位都相同時,稱為共模傳輸模式。
此時,傳輸線的等效電容將隨著互容的減少而減少,同時等效電感卻因為互感的增加而增加。
傳輸線的差模狀態:當兩根耦合的傳輸線相互之間的驅動信號幅值相同但相位相差180 度的時候,就是一個差模傳輸的模型。
此情況下,傳輸線的等效電容因為互容的加倍而增加,但是等效電感因為互感的減小而變小。任何電源線上傳導干擾信號,均可用差模和共模干擾信號來表示。差模干擾在兩導線之間傳輸,屬于對稱性干擾;共模干擾在導線與地(機殼)之間傳輸,屬于非對稱性干擾。
在一般情況下,差模干擾幅度小、頻率低、所造成的干擾較小,共模干擾幅度大、頻率高,還可以通過導線產生輻射,所造成的干擾較大。
因此,欲削弱傳導干擾,把EMI信號控制在有關EMC標準規定的極限電平以下。 除抑制干擾源以外,最有效的方法就是在開關電源輸入和輸出電路中加裝EMI濾波器。
開關電源的工作頻率約為10~100 kHz。EMC很多標準規定的傳導干擾電平的極限值都是從10 kHz算起。對開關電源產生的高頻段EMI信號,只要選擇相應的去耦電路或網絡結構較為簡單的EMI濾波器,就不難滿足符合EMC標準的濾波效果。
差模傳導噪音是電子設備內部噪音電壓產生的與信號電流或電源電流相同路徑的噪音電流。減小這種噪音的方法是在信號線和電源線上串聯差模扼流圈、并聯電容或用電容和電感組成低通濾波器,來減小高頻的噪音。
噪音產生的電場強度與電纜到觀測點的距離成反比,與頻率的平方成正比,與電流和電流環路的面積成正比。
因此,減小這種輻射的方法是在信號輸入端加LC低通濾波器阻止噪音電流流進電纜;使用屏蔽電纜或扁平電纜,在相鄰的導線中傳輸回流電流和信號電流,使環路面積減小。
共模傳導噪音是在設備內噪音電壓的驅動下,經過大地與設備之間的寄生電容,在大地與電纜之間流動的噪音電流產生的。減小共模傳導噪音的方法是在信號線或電源線中串聯共模扼流圈、在地與導線之間并聯電容器、組成LC濾波器進行濾波,濾去共模噪聲。噪音輻射的電場強度與電纜到觀測點的距離成反比,與頻率和電纜的長度成正比。
共模信號與差模信號辨析
差模又稱串模,指的是兩根線之間的信號差值;而共模噪聲又稱對地噪聲,指的是兩根線分別對地的噪聲。對于一對信號線A、B,差模干擾相當于在A與B之間加上一個干擾電壓,共模干擾相當于分別在A與地、B與地之間加上一個干擾電壓;像平??吹降挠秒p絞線傳輸差分信號就是為了消除共模噪聲,原理很簡單,兩線擰在一起,受到的共模干擾電壓很接近, Ua - Ub依然沒什么變化,當然這是理想情況。
比如說,RS422/485總線就是利用差分傳輸信號的一種具體應用。實際應用中,溫度的變化各種環境噪聲的影響都可以視作為共模噪聲信號,但如果在傳輸過程中,兩根線的對地噪聲哀減的不一樣大,使得兩根線之間存在了電壓差,這時共模噪聲就轉變成了差模噪聲。
差分信號不是一定要相對地來說的,如果一根線是接地的,那他們的差值就是相對地的值了,這就是模擬電路中講過的差分電路的單端輸入情況。
差分放大器,差模輸入差模是相對共模來說的。。差分是一種方式。。
差模共模信號,差分放大電路舉例來說,假如一個ADC有兩個模擬輸入端,并且AD轉換結果取決于這兩個輸入端電壓之差,那么我們說這個ADC是差分輸入的,并把這兩個模擬輸入端合在一起叫做差分輸入端。
但是加在差分輸入端上的電壓并不一定總是大小相等方向相反,甚至很多情況下是同符號的。(注:即不一定是一正一負)我們把它們的差叫做差模輸入,而把它們共有的量(即平均值)叫做共模輸入。差分是一種電路形式的叫法....
差模是對信號的定義....(想對來說有共模..)
差動=======差分
回答:差模信號:大小相等,方向相反的交流信號,共模信號:大小相等。方向相同。在差分放大電路中,經常提到共模信號和差模信號,在差分放大電路中共模信號是不會被放大的,可以理解為三極管的溫漂引起的電流型號,為了形象化溫漂而提出了共模信號,差模信號為輸入信號,就是Ui,就是放大的對象。
在差動放大電路中,有兩個輸入端,當在這兩個端子上分別輸入大小相等、相位相反的信號,(這是有用的信號)放大器能產生很大的放大倍數,我們把這種信號叫做差模信號,這時的放大倍數叫做差模放大倍數。
如果在兩個輸入端分別輸入大小相等,相位相同的信號,(這實際是上一級由于溫度變化而產生的信號,是一種有害的東西),我們把這種信號叫做共模信號,這時的放大倍數叫做共模放大倍數。由于差動放大電路的構成特點,電路對共模信號有很強的負反饋,所以共模放大倍數很小。(一般都小于1)
計算公式又分為單端輸出和雙端輸出,所以有四個
共模信號和差模信號是指差動放大器雙端輸入時的輸入信號。
共模信號:雙端輸入時,兩個信號相同。
差模信號:雙端輸入時,兩個信號的相位相差180度。
任何兩個信號都可以分解為共模信號和差模信號。
設兩路的輸入信號分別為: A,B.
m,n分別為輸入信號A,B的共模信號成分和差模信號成分。
輸入信號A,B可分別表示為:A=m+n;B=m-n
則輸入信號A,B可以看成一個共模信號 m 和差模信號 n 的合成。
其中m=(A+B)/2;n=(A-B)/2。
差動放大器將兩個信號作差,作為輸出信號。則輸出的信號為A-B,與原先兩個信號中的共模信號和差模信號比較,可以發現:
共模信號m=(A+B)/2不見了,而差模信號n=(A-B)/2得到兩倍的放大。
這就是差模放大器的工作原理。
差分信號,有些也稱差動信號,用兩根完全一樣,極性相反的信號傳輸一路數據,依靠兩根信號電平差進行判決。為了保證兩根信號完全一致,在布線時要保持并行,線寬、線間距保持不變。
(注:就是差動電路中用到的信號)對于差分電路,其差分信號的基準電平就是共模電壓,基準電壓之外的大小相等,方向相反的信號堪稱差模信號,比如lvds基準電平為1.2V,差分幅度輸出為350mV~400mV,輸入閾值為100mV 理解共模信號是怎樣產生和怎樣抑制的,必須先理解一般電纜結構中遮罩和接地之間的互感作用。
以下詳細說明了共模信號的特點,回顧了一般電纜的結構特點的相關知識,把遮罩和非遮罩電纜進行了對比,說明了在實際應用中典型的接地方式。討論了共模信號是怎樣產生和怎樣抑制的。
主要集中討論RS485/RS-422電纜和信號,這些內容同時適用於電話、音頻、視頻和電腦網絡信號。
1、共模信號的定義
以局部共通端或者接地為參考,共模信號就在雙線電纜的兩根線上出現,幅度和相位都相同。很明顯,當雙線中的一根接到地時共模信號就不會出現。技術上共模電壓是平衡電路各導體對地電壓的向量和的一半,這種信號可由下面一個或者多個因素引起∶
(a)射頻信號同時耦合到雙線上 。
(b)驅動電路中信號公共地端的偏置產生。
(c)發射和接收端之間存在地電位差 。
後面我們會更詳細介紹。然而在進行更詳細的介紹之前有必要先了解不同的電纜結構、信號地的一般情況和遮罩地的實際知識。
2、一般數據發送系統
數據發送系統的主要目的就是把數據從一個地方發送到另外一個地方,不管是在一個機箱內或者在一定范圍內,在一定范圍內的機箱和機箱之間,特定區域或者建筑內的特定區域之間或者是建筑物之間。
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