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  • 共模电压和差模电压-(定义及测量)
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    2019-02-25 13:18:53

    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。

     

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    运放输入的“共模输入阻抗”是输入对地(或对电源)的阻抗,“差模阻抗”则是两输入端间的阻抗。通常(VFA)运放的共模输入阻抗比差模要大很多,但由于深度负反馈的作用,差模阻抗影响减小很多。对于一楼图中的电路,基本只考虑其运放的共模输入阻抗和R1的并联。由于通常共模阻抗比R1大许多,所以其输入阻抗近似为R1

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    1、概念

    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。

    2、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。

    3、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。

    4、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。

    5、共模电感是绕在同一铁心上的圈数相等、导线直径相等、绕向相反的两组线圈。差模电感是绕在一个铁心上的一个线圈。

    6、共模电感的原理:共模电感两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。

    7、差模电感的原理:利用电感通直流阻交流的特性。

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    特性阻抗、差分阻抗含义

    特性阻抗:是根据输入阻抗计算的出的平均值。

    输入阻抗:是线缆实际量测的阻抗值。

    差分阻抗:发射信号可正负交替又称为平衡阻抗。

    共模阻抗:导体走正编织或地线走负的信号。目前用于同轴线或带地线的CABLE。又称不平衡阻抗。

    特性阻抗:

    假设一根均匀电缆无限延伸,在发射端的在某一频率下的阻抗称为“特性阻抗”。

    测量特性阻抗时,可在电缆的另一端用特性阻抗的等值电阻终接,其测量结果会跟输入信号的频率有关。
     特性阻抗的测量单位为欧姆。在高频段频率不断提高时,特性阻抗会渐近于固定值。
      例如同轴线将会是50或75欧姆;而双绞线(用于电话及网络通讯)将会是100奥姆(在高于1MHz时)。
      粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径大还是小。粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准距离长、可靠性高。由于安装时不需要切断电缆,因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆,安装难度大,所以总体造价高。相反,细缆安装则比较简单,造价低,但由于安装过程要切断电缆,两头须装上基本网络连接头(BNC),然后接在T型连接器两端,所以当接头多时容易产生接触不良的隐患,这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。
      国内标准
      计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆。(50欧)
      RG-59 用于电视系统。(75欧)
      RG-62 用于ARCnet网络和IBM3270网络。(93欧)

    差分阻抗:
    假定在某一瞬间我们将两根走线用电阻端接到地。因为i1 = -i2,所以根本没有电流流经地。也就是说,没有真正的理由把电阻接地。事实上,有人认为,为了将差分信号和地噪声隔离,一定不能将它们连接到地。因此通常的连接形式如图1©中所示,用单个电阻连接线1 与线2。电阻的值是线1和线2 差模阻抗的和,或:
    Zdiff = 2Z0(1-k) 或
    2*(Z11 - Z12)
    这就是为什么你经常看到实际上一个差分对具有大约80Ω的差分阻抗,而每个单线阻抗是50Ω。

    计算:
    知道Zdiff 是2*(Z11-Z12)不是很有用,因为Z12 的值并不直观。但是,当我们看到Z12与耦合系数k 有关,事情就变得清晰了。事实上,耦合系数与我在Brookspeak 中关于串扰的专栏I中谈到的耦合系数是相同的。国家半导体发布的计算Zdiff 的公式II已经被广泛接受:
    Zdiff = 2Z0(1-.48e-.96S/H) 微带线
    Zdiff = 2
    Z0(1-.347e-2.9S/H) 带状线
    其中的术语在图2 中定义。Z0 为其传统定义III。

    共模阻抗:
    为了讨论完整起见,共模阻抗与上面略有不同。第一个差别是i1 = i2(没有负号),这样式3 就变成:
    V1 = Z0i1(1+k) (4)
    V2 = Z0i1(1+k)
    并且正如所期望的,V1 = V2。因此单线阻抗是Z0*(1+k)。在共模情况下,两根线的端接电阻均接地,所以流经地的电流为i1+i2 且这两个电阻对器件表现为并联。也就是说,共模阻抗是这些电阻的并联组合,或:
    Zcommon = (1/2)Z0(1+k),或
    Zcommon = (1/2)*(Z11 + Z12)
    注意,这里差分对的共模阻抗大约为差模阻抗的1/4。

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  • 参考资料-共模差模电感的计算方法2.zip
  • 差模阻抗和共模阻抗

    千次阅读 2015-12-16 22:55:00
    等续 转载于:https://www.cnblogs.com/hiramlee0534/p/5052653.html
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空空如也

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共模输出电阻和差模输出电阻