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。以局部共通端或者接地为参考，共模信号就在双线电缆的两根线上出现，幅度和相位都相同。很明显，当双线中的一根接到地时共模信号就不会出现。技术上共模电压是平衡电路各导体对地电压的向量和的一半，这种信号可由下面一个或者多个因素引起。

简介

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。

内容

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。

共模信号主权

一种共模信号抑制电路，用来抑制在2根导线中以相同相位传输的共模信号。其特征在于：第1绕组，在规定的第1位置处插入在一根导线上；第2绕组，在与上述第1位置相对应的第2位置处插入在另一根导线上并耦合到上述第1绕组上，与上述第1绕组协同来抑制上述共模信号；第3绕组，耦合到上述第1绕组和第2绕组上，用来使上述第1 绕组和第2绕组之间产生互感；以及反相信号传送装置，连接在上述第3绕组上并在与上述第1位置不同的第3位置处连接在上述一根导线上，进而在与上述第3位置对应、与上述第2位置不同的第4位置处连接在上述另一根导线上，传送用以抑制上述共模信号的反相信号，上述共模信号的产生源，除了第1位置和第3位置之间的位置及第2位置和第4位置之间的位置之外，当位于比接近第1和第2位置更接近第3和第4位置的位置时。

上述反相信号传送装置检测共模信号，并将与检测到的共模信号反相的上述反相信号供给到上述第3绕组，上述第3绕组经由上述第1绕组和第2绕组，将上述[反相信号注入到上述2根导线，上述共模信号的产生源，除了第1位置和第3位置之间的位置及第2位置和第4位置]之间的位置之外，当位于比接近第3和第4位置更接近第1和第2位置的位置时，上述第3绕组检测共模信号，上述反相信号传送装置将与由上述第3绕组检测到的共模信号反相的上述反相信号注入到上述2根导线。

用途

差模和共模信号及其在无屏蔽对绞线中的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。

1、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。

在无屏蔽对绞线中，不含噪音的差模信号不产生射频干扰。

2、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。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。

3、电缆线上产生的共模、差模噪音及其EMC

电子设备中电缆线上的噪音有从电源电缆和信号电缆上产生的辐射噪音和传导噪音两大类。这两大类中又分为共模噪音和差模噪音两种。

差模传导噪音是电子设备内部噪音电压产生的与信号电流或电源电流相同路径的噪音电流。减小这种噪音的方法是在信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联电容或用电容和电感组成低通滤波器，来减小高频的噪音。

差模辐射噪音是电缆中的信号电流环路所产生的辐射。这种噪音产生的电场强度与电缆到观测点的距离成反比，与频率的平方成正比，与电流和电流环路的面积成正比。因此，减小这种辐射的方法是在信号输入端加LC低通滤波器阻止噪音电流流进电缆;使用屏蔽电缆或扁平电缆，在相邻的导线中传输回流电流和信号电流，使环路面积减小。

共模传导噪音是在设备内噪音电压的驱动下，经过大地与设备之间的寄生电容，在大地与电缆之间流动的噪音电流产生的。减小共模传导噪音的方法是在信号线或电源线中串联共模扼流圈、在地与导线之间并联电容器、组成LC滤波器进行滤波，滤去共模传导噪声。共模扼流圈是将电源线的零线和火线（或回流线和信号线）同方向绕在铁氧体磁芯上构成的，它对线间流动的差模信号电流和电源电流阻抗很小，而对两根导线与地之间流过的共模电流阻抗则很大。

共模辐射噪音是由于电缆端口上有共模电压，在其驱动下，从大地到电缆之间有共模电流流动而产生的。辐射的电场强度与电缆到观测点的距离成反比，（当电缆长度比电流的波长短时）与频率和电缆的长度成正比。减小这种辐射的方法有：通过在线路板上使用地线面来降低地线阻抗，在电缆的端口处使用LC低通滤波器或共模扼流圈。另外，尽量缩短电缆的长度和使用屏蔽电缆也能减小辐射。

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