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  • 共模信号与差模信号(差分信号)

    千次阅读 2020-11-22 17:51:20
    共模信号与差模信号(差分信号) 共模、差模、共模信号、差模信号(即差分信号)、共模干扰、差模干扰,一直分不清,百度了解一番。 共模和差模这两个词可以认为是一种位置概念理解。共模是指1、2与GND的关系,而差...

    共模信号与差模信号(差分信号)

    共模、差模、共模信号、差模信号(即差分信号)、共模干扰、差模干扰,一直分不清,百度了解一番。

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    共模和差模这两个词可以认为是一种位置概念理解。共模是指1、2与GND的关系,而差模指的是1和2之间的关系。
    形象的说:共模干扰就是两个人同时向前或者同时向后在推你,而差模干扰则是两个人一前一后在拉你。

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    signal1和signal2对Gnd而言是共模信号

    共模信号和差模信号这两个概念多用于差分电路如(差分放大电路)。

    若1的电压为V1,2的电压为V2,则1和2的共模信号都为 V 1 + V 2 2 \frac {V1+V2} {2} 2V1+V2,1的差模信号为 V 1 − V 2 2 \frac{V1 - V2}{2} 2V1V2 ,2的差模信号为 V 2 − V 1 2 \frac{V2-V1}{2} 2V2V1

    每根信号线兼具共模信号和差模信号两个参数,每个信号的共模信号与差模信号之和为自己,如(V1=1的共模+1的差模)=( V 1 + V 2 2 \frac{V1+V2}{2} 2V1+V2+ V 1 − V 2 2 \frac{V1-V2}{2} 2V1V2 )。

    单独一根信号线没法谈共模差模,两根信号线才会有差模信号共模信号的说法,分别描述了这两根信号线电位与地线电位之差和这两根信号线电位之差。

    共模干扰就是指两条信号线与地之间的干扰信号,差模干扰就是两条信号线间的干扰信号。

    来源一般有两种:
    1、传导干扰主要就是地线电位不稳定带来干扰,地线电位如果发生浮动,那地线与信号线间的电压就会不稳定也就是共模电压不稳定,即产生了共模干扰。若两根线上的共模干扰电压不一致则还会使这两根信号线的差值发生浮动,引起差模干扰。我们常将信号线做成双绞线的原因就是让两根信号线的空间位置相对接近使它俩的共模干扰电压一致从而尽可能的消除了差模干扰,如果我们想得到的是信号线的差值,这样做就会大大减小误差。
    2、空间耦合干扰空间中变化的电磁场在信号线上产生压降带来共模和差模干扰。

    电平信号(亦叫单端信号,TTL电平信号)与差分信号的区别:
    电平信号:只要一根线就可以信号,这种信号容易受干扰,信号只参考GND,1为高电平。
    在这里插入图片描述
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    电平信号与差分信号都是可以传输1和0,但差分会更稳定,更常用。

    平衡信号与非平衡信号的定义

    在音频设备间传输的音频信号,可大致分成两类,平衡信号和非平衡信号。声波转变成电信号后,如果直接传送就是非平衡信号,如果把原始信号反相(相位差为180 度),然后同时传送反相的信号和原始信号,就叫做平衡信号(从单端变成了差分)。

    对于专业音频设备,平衡接口的统一信号电压是,当接口(无论输入还是输出)电平是机器的0VU的时候,端子的电平必须是+4dBu(相当于1.228V)
    0VU是个参考点,电平表一般就分为VU表和ppm表,vu显示信号有效值,体现信号整体响度。ppm显示峰值,体现信号的最大电平。卡座数字电平表应该是混合表。ppm:parts per million,百万分之多少

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  • 共模信号和差模信号及印制板的设计
  • 本文主要介绍了差模信号和共模信号的定义
  • 本文介绍了共模、差模信号的关键特性及其抑制方法,以及滤波器的工作原理及其应用电路。
  • 共模和差模信号的讲解
  • 主要阐述共模、差模信号的关键特性和噪音的抑制方法。
  • 电路基础之:差模信号与共模信号

    万次阅读 多人点赞 2018-08-04 23:54:17
    电路基础之:差模信号与共模信号 概述 ​ 用简单的两线电缆,在它的终端接有负载阻抗,每一线对地的电压用符号V1和V2来表示。差模信号分量是VDIFF,共模信号分量是VCOM,电缆和地之间存在的寄生电容是Cp。其电路...

    电路基础之:差模信号与共模信号

    概述

    ​ 用简单的两线电缆,在它的终端接有负载阻抗,每一线对地的电压用符号V1和V2来表示。差模信号分量是VDIFF,共模信号分量是VCOM,电缆和地之间存在的寄生电容是Cp。其电路如图1所示,其波形如图2所示。

    两种信号的特点

    差模分量:大小相等,相位相反

    共模分量:大小相等,相位相同

    差模信号

    差模信号

    两个大小相等、极性相反的一对信号称为差模信号。

    差模输入差动放大电路输入差模信号时,称为差模输入。差模输入使两管的集电极电流一增一减,相应两管的集电极电位也一增一减,于是有输入电流出现。差模信号分量是VDIFF

    纯差模信号是:V1=-V2(1)

    大小相等,相位差是180°。

    VDIFF=V1-V2(2)

    因为V1和V2对地是对称的,所以地线上没有电流流过。所有的差模电流(IDIFF)全流过负载。

    在以电缆传输信号时,差模信号是作为携带信息“想要”的信号。局域网(LAN)和通信中应用的无线收发机的结构中安装的都是差模器件。两个电压(V1+V2)瞬时值之和总是等于零。

    共模信号

    共模信号

    两个大小相等、极性相同的一对信号称为共模信号。

    差动放大电路输入共模信号时,称为共模输入。

    共模信号分量是VCOM

    纯共模信号是:

    V1=V2=VCOM(3)

    大小相等,相位差为0°

    V3=0(4)

    共模信号的电路如图3所示,其波形如图4所示。

    因为在负载两端没有电位差,所以没有电流流过负载。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。在以电缆传输信号时,因为共模信号不携带信息,所以它是“不想要”的信号。

    两个电压瞬时值之和(V1+V2)不等于零。相对于地而言,每一电缆上都有变化的电位差。这变化的电位差就会从电缆上发射电磁波。

    共模抑制比

    定义:输入端口短路线中点对地加电压和输入端口两点之间电压的比。

    共模抑制比用作描述信号接收器输入端口对地平衡度的一个参数。

    CMRR=|Aud/Auc|,其中Aud为差模信号放大倍数,Auc为共模信号放大倍数。

    ​ 差模信号放大倍数Aud越大,共模信号电压放大倍数Auc越小,则CMRR越大。此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强,放大器的性能越好。当差动放大电路完全对称时,共模信号电压放大倍数Auc=0,则共模抑制比CCMR趋近于无穷。这是理想状况,实际上电路完全对称是不存在的,共模抑制比也不可能趋向于无穷大。

    EMC

    ​ 在对绞电缆线中的每一根导线是以双螺旋形结构相互缠绕着。流过每根导线的电流所产生的磁场受螺旋形的制约。流过对绞线中每一根导线的电流方向,决定每对导线发射噪音的程度。在每对导线上流过差模和共模电流所引起的发射程度是不同的,差模电流引起的噪音发射是较小的,所以噪音主要是由共模电流决定。简单的说,差模信号是两根线之间的噪声差,共模信号是两根线分别对地的噪声。

    对绞线中的差模信号

    对绞线中的差模信号

    ​ 对纯差模信号而言,它在每一根导线上的电流是以相反方向在一对导线上传送。如果这一对导线是均匀的缠绕,这些相反的电流就会产生大小相等,反向极化的磁场,使它的输出互相抵消。在无屏蔽对绞线系统中的差模信号如图5所示。

    ​ 在无屏蔽对绞线中,不含噪音的差模信号不产生射频干扰。

    对绞线中的共模信号

    对绞线中的共模信号

    ​ 共模电流ICOM在两根导线上以相同方向流动,并经过寄生电容Cp到地返回。在这种情况下,电流产生大小相等极性相同的磁场,它们的输出不能相互抵消。如图6所示,共模电流在对绞线的表面产生一个电磁场,它的作用正如天线一样。

    ​ 在无屏蔽对绞线中,共模信号产生射频干扰。

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  • 华强盛电子导读:本文简述了网络变压器(滤波器)的差模信号,详述了网络变压器(滤波器)的差模传输特性,及影响网络变压器(滤波器)传输频率的非理想参数  网络变压器(滤波器)差模信号  网络变压器(滤波器)差模...

      华强盛电子导读:本文简述了网络变压器(滤波器)的差模信号,详述了网络变压器(滤波器)的差模传输特性,及影响网络变压器(滤波器)传输频率的非理想参数

      网络变压器(滤波器)差模信号

      网络变压器(滤波器)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。

      纯差模信号是:V1=-V2;其大小相等,相位差180°;VDIFF=V1-V2,因为V1和V2对地是对称的,所以地线上没有电流流过。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。

      ​网络变压器的差模传输特性

      1. 主要考虑差模参数。频率范围考虑从1MHz到100MHz(CAT5E)和250MHz(CAT6)

      2. 需要一些理想的假设简化初始的分析:

      假设磁导率足够大可以认为是无穷大

      磁芯的磁话足够小可以为是0

      忽略磁芯损耗

      忽略绕线电阻

      所有磁力线都在绕线内(即没有漏磁)

      忽略绕线间的电容

      3. 遵循公式

      a,法拉第定律,闭合环路的感应电动势与磁力线随时间的变华率成比例 

       B,理想变压器电压电流和变比之间的关系

      C,环形磁芯上的自感和互感

      d,变压器的线路符号

      e,阻抗的转换

      f,磁芯的磁化和饱和

      

      影响网络变压器差模传输特性的非理想参数

      1,有限的磁导率

      2,磁芯损耗

      3,绕线电阻

      4,漏磁

      5,分布电容

      6,线圈间电容

      7,变压器等效电路

      信号对两线间的差模信号:相反的电流相互抵消,电场抵消,故网络变压器的差模传输对EMI没有大的影响。

      且网络变压器的差分模式也不是EMI直接的原因

      差分模式是一些辐射的源,通过一些转换机制,可将一部分差模信号转换成共模信号。所以,保持信号线的平衡,对称,阻抗匹配以及合理端接就显得非常重要。例如,只有几PF的不平衡就会引起很明显的差模-共模转换,增加串扰和EMI问题

      网络变压器端接电阻采用75Ohm端接,此电阻提供差分线对之间的150Ohm的端接,主要用于混合模式信号的阻抗匹配。高压电容Chv将线缆终端连接到GND改善EMI.由于有了电阻,接线电感以及其它的限制,这并不是一个接地的低阻抗路径。

      ​
     

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  • 为此了解共模和差模信号之间的差别,对正确理解脉冲磁路和工作模块之间的关系是至关重要的。在抑制电磁干扰的各项技术中,采用滤波技术对局域网(LAN)、通信接口电路、电源电路中减少共模干扰起着关键作用。所以...
  • 在查阅了很多资料的基础上,自己对这些资料进行了总结,并不是直接从一个网站下载下来再传上来的,希望对大家有帮助,也希望您能尊重我的...本文档主要介绍了差模信号、共模信号、共模抑制比的概念,以及对它们的分析。
  • 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...

    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。差模信号分量是VDIFF。纯差模信号是V1=-V2,其大小相等,相位相差180o,VDIFF=V1-V2,因为V1和V2对地是对称的,所以地线上没有电流流过,差模信号的电路如图1所示。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,方向与信号电流方形一致,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,这样的干扰一般难以抑制。

        共模信号又称为对地感应信号或不对称信号,共模信号分量是Vcom,纯共模信号是:Vcom=V1=V2,大小相等,相位差为0o。V3=0。共模信号的电路如图表2所示。干扰信号侵入线路和接地之间,干扰电流在两条线上各流过二分之一,以地为公共回路,原则上讲,这种干扰是比较容易消除的。在实际电路中由于线路阻抗不平衡,使共模信号干扰会转化为不易消除的串扰干扰

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  • 了解共模和差模信号之间的差别,对正确理解脉冲磁路和工作模块之间的关系是至关重要的。共模扼流圈和自耦变压器的端接法,对在局域网(LAN)和通信接口电路中减小共模干扰起关键作用。
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  • 共模差模信号及噪音抑制,上传给大家参考,希望对大家有帮助
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  • 共模和差模信号,也就是一个基本的解释,解释简单明了,呵呵。可以看一看的。

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差模信号