什么是差模干扰、共摸干扰？

LJH1139389397

8 F4 v6 j- h  w6 L 一、差模、共摸干扰的概念
任何两根电源线或通信线上所存在的干扰，均可用共模干扰和差模干扰来表示：共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰，它定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰,它定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。在一般情况下，共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小。
2 {, K7 |) J! [' Q, `& Z, u  r& ~
* ^% I# B2 Q6 n8 a6 w1、差模干扰（Differential-mode InteRFerence）定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。
1 G3 s: }0 q$ \! e& k' ?* l
2、共摸干扰（Common- mode Interference）定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；

0 y- R5 T" {$ P% n
如上图, 蓝色信号是在两根导线内部作往返传输的，我们称之为"差模"；而黄信号是在信号与地线之间传输的，我们称之为"共模"。
4 _, ^9 I, M- R1 v  Y1 B  W% e. {
) F2 l& L. C8 B* I. s5 D' |# D5 F5 p二、存在的方式
' R6 Y/ |: t3 q
1、存在于电源线路中
/ u& X* C: A1 K$ {) Z* [, ~
如下图所示的，当市电中L进，N出构成大小相同、方向相反的线路，就会产生差模干扰；而当L、N相对于大地，产生方向相同，大小不一的线路时，就会产生共摸干扰。

! `& r$ K) |! @, ~) D
5 ?, W2 ~- F6 q) u# ]' d
7 L7 N5 I" [6 U, U) z4 v2、存在于通信线路中
9 ^- J; g( y; B6 E8 P3 X1 G7 p
; K$ k/ Q% i2 L5 f2 R# [( k（1）、以RS485电路为例，由于485通信是以差分电压形式传输，因此是一种方向相同，大小不一的信号，主要是产生共摸干扰。
8 ^" c! B' Z: _* p
. w9 ~4 ]2 G, ~1 _* U# E" M
+ ?% e( r% U7 Y2 f# {8 v+ k& s
（2）、以RS232电路为例，232通信是采用全双工方式，通信线路上一条信号线，一条信号返回线，符合产生差模干扰的条件；由于这种通信方式，导致抗干扰能力差，外部出现共摸干扰时，很容易影响到传输信号，所以在接口保护上，既要做到差模干扰防护，又要做到共摸干扰防护；但是共摸干扰是主要影响源，即做到共摸防护，也就做到了差模防护。
/ N* ~! r! D! z8 c, e



( A- X& T, S! M; J1 b( u 三、如何消除电源线路中差模、共摸干扰？
7 U' O  \$ U) h# M& h
# c( K0 W( A) l7 z# Z' w做差模、共摸干扰防护，一方面可防止外部信号对电路本身的影响，另一面是防止电路本身对外部线路的影响；在某些电路中，主要以共摸干扰防护为主，因为大部分外部干扰为共摸干扰，做好了共摸防护，也就做好了差模防护。
% m$ i$ ]8 ^! v& x4 n; k% o
9 f) f2 o+ a: \% B1、针对电源中的差模干扰消除方式



当干扰信号频率越高时，Zc越小，效果越明显，而低频时电路不受任何影响。（电容C的容量大致是0.01-0.47uF）
  M, p$ Q" Z/ n2 z# K9 l3 }1 d
2、针对电源中的共摸干扰消除方式
; G$ b0 Q# O5 }$ m; A
5 y4 A2 D4 ~  o8 H) Q7 O

（1）、共摸电感的作用：

* Y6 Q) d4 v& z6 @
! J/ Q& b2 a0 `( @4 s
当电路中的正常电流通过时，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）；当共模电流流过线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈类产生同向的磁场而增大线圈的阻抗，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。

（2）、共摸电容的作用：
9 U6 B5 J2 W) j8 A' K% M
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性，使高频干扰电路短路，而低频时电路不受任何影响。只是差模电容是两极之间短路，而共模电容是线对地短路。
$ V3 l: W5 N7 K, l
& W+ r; p2 @# {. u7 O0 z消除共模干扰的方法包括：
' u: a2 O: U% Z6 e6 n: E       1.采用双绞线并有效接地。
       2.强电场的地方还需要采用度锌管屏蔽。
       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.不要和电控所共用同一个电源。
+ i" T8 I3 c6 m' H+ l) H8 a       5.采用线形稳压电源或高品质的开关电源（纹波干扰小于50mV）
      6.采用差分式电路
# P; a/ a$ h1 ~/ A% L7 i' n
（3）、漏感电流的计算：

7 L6 B& x3 O, P3 r9 i$ k: d" f1 D$ s, F  W

其中两条红线是火线和零线N的共模干扰电流回路，称为漏感电流回路。
L相对于N为220V，外壳如果不接地，存在110V的电压
' D- d  |$ h( |( A  L对地漏电流计算：
) c# J) h) Y, MIcd=2*pi*f*C*Uc
其中Icd为漏电流；f为电网频率；
Icd=ICYL+ICYN
7 N: o1 j8 X+ {7 O=50*110*2*3.1415926*(2200p)*2
& E* C0 {* q$ @3 s: |% e' p3 Q4 F; j9 C=0.15mA
漏电流与C成正比，这样安全性高（但是C取的太小，漏电流太小又起不到消除干扰的目的），一般为几百微安到几毫安。
接地线的电阻越高，使用者面临的风险越大，如果一个人触碰了破损接地线的设备，漏电流将流经人体到达大地。

（4）、放电电阻的选择：
$ x, V/ a4 c; M  M7 O
7 [& y  v& Q3 B8 U

! o: e5 i" D" Z& m0 `; t. V5 F上图R为放电电阻，可将C1上积累的电荷放掉，避免因电荷积累而影响滤波特性，断电后还能使电源的进电端不带电，保证使用的安全性；电阻大小可根据输入电压的范围，从而计算回路电流大小进而选择电阻的阻值和功率。
7 z3 u/ G. S& ~% U* T, N+ N, k! m
四、如何消除通信线路中差模、共摸干扰？
. X/ T0 M% x. Q) `5 {; D
1、针对通信线路中的共摸干扰消除方式
1 T/ }1 f/ u6 A4 f( W8 @
% y6 N  C! O! B6 B  V; h（1）、RS485接口电路
1 W: E# L3 E4 {) x


0 }5 x2 Y' ?, v7 h; o* G- k5 |9 u原理同电源的共摸干扰消除方式，这里只简单讲解一下各个元器件的作用，上图中的C1、C2为共摸电容，L1为共摸电感，D4（气体放电管）、PTC1、PTC2（热敏电阻）以及D1、D2、D3（瞬态抑制二极管）为防护器件，主要防护雷击、浪涌电压、浪涌电流的。
, U4 _5 R- B  H5 @
（2）、RS232接口电路

( A3 P1 j8 |! [' R& K

上图中的，C1、C2为共摸电容，L1、L2为共摸电感；D1、D2为防护静电的，R1、R2为限流电阻。

E02577

6666666666666666666666666666666

争当小能手

学习学习

zbb

66666666666666666666666666666666666666666

E02577

6666666666666666666666

E02577

66666666666666666

E02577

6666666666666666666666

wlof

学习了

dazuliuk

讲得很好很好的。

叶大人

66666666666666666