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  • 差模信号和共模信号

    2013-04-26 21:19:33
    差模信号是指在差动放大电路两个输入端分别加入幅度相等而极性相反的信号。 共模信号则是在差动放大电路的输入端接入幅度相等、极性相同的信号。

    差模信号是指在差动放大电路两个输入端分别加入幅度相等而极性相反的信号。

    共模信号则是在差动放大电路的输入端接入幅度相等、极性相同的信号。


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  • 电路基础之:差模信号共模信号

    万次阅读 多人点赞 2018-08-04 23:54:17
    差模信号分量是VDIFF,共模信号分量是VCOM,电缆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 ...

    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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  • 差模信号共模信号

    千次阅读 2019-03-26 14:59:25
      我们需要的是整个有意义的“输入信号”,要把两个输入端...  而共模差模正是“输入信号”整体的属性,差分输入可以表示为vi = (vi+, vi-) 也可以表示为 vi = (vic, vid) 。c 表示共模,d 表示差模。两种描述...

    一、
      我们需要的是整个有意义的“输入信号”,要把两个输入端vi+和 vi-看作“整体”。就像初中时平面坐标需要用 x,y 两个数表示,而到了高中或大学就只要用一个“数”v,但这个 v 是由 x,y 两个数构成的“向量”……
      而共模、差模正是“输入信号”整体的属性,差分输入可以表示为vi = (vi+, vi-) 也可以表示为 vi = (vic, vid) 。c 表示共模,d 表示差模。两种描述是完全等价的。只不过换了一个认识角度,就像几何学里的坐标变换,同一个点在不同坐标系中的坐标值不同,但始终是同一个点。

    二、
      差模又称串模,指的是两根线之间的信号差值;而共模噪声又称对地噪声,指的是两根线分别对地的噪声。
      差模信号:幅度相等,相位相反的信号,共模信号:幅度相等,相位相同的信号。
      设有两个信号v1、v2,他们的共模信号为Vcom,差模信号为VDiff。
      共模信号:就是这两个信号共同拥有的那部分:(v1+v2)/2;
      差模信号:就是这两个信号各自拥有的那部分:对于v1,(v1-v2)/2;
    对于v2,-(v1-v2)/2;所以v1、v2分别表示为共模信号和差模信号之和。
      注:因为差模信号是相位相反的,所以(V1+V2)能将差模信号抵消掉,剩下的是共模信号的两倍,因此共模信号Vcom=(V1+V2)/2。每一个信号是共模信号与差模信号的和,所以对V1而言差模信号为V1-(V1+V2)/2 = (v1-v2)/2; 对V2而言差模信号为V2- (v1+v2)/2 = -(v1-v2)/2。

    三、
      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。
      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0°;V3=0。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。

    四、
      对于一对信号线A、B,差模干扰相当于在A与B之间加上一个干扰电压,共模干扰相当于分别在A与地、B与地之间加上一个干扰电压;像平常看到的用双绞线传输差分信号就是为了消除共模噪声,原理很简单,两线拧在一起,受到的共模干扰电压很接近, Ua - Ub依然没什么变化,当然这是理想情况。比如说,RS422/485总线就是利用差分传输信号的一种具体应用。
      实际应用中,温度的变化各种环境噪声的影响都可以视作为共模干扰,但如果在传输过程中,两根线的对地噪声衰减的不一样大,使得两根线之间存在了电压差,这时共模噪声就转变成了差模噪声。差分信号不是一定要相对地来说的,如果一根线是接地的,那他们的差值就是相对地的值了,这就是模拟电路中讲过的差分电路的单端输入情况。

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  • 差模信号共模信号的理解

    千次阅读 2018-04-19 12:20:00
    1)差模信号:我们可以用STM32异步串口通信来讲解。 UART异步全双工串口通信原理图 ①MCU-1MCU-2 两个单片机通信,识别A总线B总线上的数据(0或1)是通过...

    1)差模信号:我们可以用STM32异步串口通信来讲解。

        

                                                    UART异步全双工串口通信原理图

    ①    MCU-1和MCU-2 两个单片机通信,识别A总线和B总线上的数据(0或1)是通过C总线(接地)作对比实现的,但A总线和B总线是没有任何关系。以下为识别A、B总线上的数据的方法 :

            当A总线上的数据电压大于C总线(地线)电压时,表示A总线上的传输的数据是1;

            当A总线上的数据电压等于C总线(地线)电压时,表示A总线上的传输的数据是0;

             依此类推,B总线识别线上数据也与A总线识别数据的原理一致。

             当B总线上的数据电压大于C总线(地线)电压时,表示B总线上的传输的数据是1;

             当B总线上的数据电压等于C总线(地线)电压时,表示B总线上的传输的数据是0;

    ②    因为MCU-1和MCU-2有公共端(C总线),即A、B总线有一个共同的对比参照点,所以他们的传输方式叫共模,参照点即称为共模信号。典型例子有:

            CMOS电平:逻辑0   0V  ;逻辑1   VDD

            TLL电平:     逻辑0   0V  ;逻辑1   5V

            RS232电平:逻辑0    3~12V  ;逻辑1   -12~-3V

    ③    弊端:传输总线要转输的数据本来是0电平,但总线容易受外界干扰而不再是0值电压而是别的电压值,接收方最后接收到的数据不是0而是1导致出现误码。

    2)差模信号:我们用USB通信原理来解释:

                                                        USB异步半双工通信图

    ①    UBUS端口(A总线)连接电源线。USB通讯双方两端真正通信的总线是B、C两条配合的总线。

    B、C两个总线的压差决定了发送方发送给对方的数据是0还是1,或是决定了接收方接收到的数据是1还是0.

    通过压差方式识别传输数据称作差模,差模信号自然是他们的压差范围所代表的含义。典型例子有RS485。

    ②    USB通讯原理:x端口在自己的脉冲驱动下发送数据给Y端口,但是同一时间内,Y端口也在自己的脉冲驱动下给X端口发送数据是不可行的,必须在不同的时间进行操作。所以,USB属于半双工异步通信类型。

     

     

     

     

    转载于:https://my.oschina.net/u/2454816/blog/1797760

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  • 本文主要介绍了差模信号和共模信号的定义
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  • 何谓差模信号?何谓共模信号

    千次阅读 2012-11-04 17:30:01
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  • 共模信号_共模和差模的区别

    千次阅读 2019-11-13 13:40:35
    什么叫共模信号 ...对于理想的分放大器,可以完全消除共模信号输出,这是由于分输入(同相反相)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。  共模信号产生的原因...
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     首先是共模信号和差模信号的定义,差模又称串模,指的是两根线之间的信号差值;而共模信号又称对地信号,指的是两根线分别对地的信号。  差模信号:大小相等,方向相反的信号,共模信号:大小相等,方向相同的...
  • 【通俗理解】差模电压和共模电压

    千次阅读 2017-11-15 15:02:55
    我们需要的是整个有意义的“输入信号”,要把两个输入端看作“整体”。   就像初中时平面坐标需要用 x,y 两个数表示,而到了高中或大学就只要用一个“数”v,但这个 v 是由 x,y... 而共模差模正是“输入信号
  • 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。
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    差模干扰 差模干扰消除: ...当干扰信号频率越高时候ZC越小,效果越明显,而低频时电路不受任何影响 ...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
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空空如也

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差模信号和共模信号