細說『共（gòng）模幹擾』和『差模幹擾』

一、共（gòng）模信（xìn）號和（hé）差模信號

通常電源線有三根線，火線L，零（líng）線N和地線PE。

電壓和電流的變化通過導線傳輸時有兩種形態（tài）, 一種是兩根導線分別做為往返線路傳輸, 我（wǒ）們稱之為"差模"；另一種是兩根導線做（zuò）去路（lù）,地線做返回傳輸, 我們稱之為"共模"。

如上圖, 藍色信號是在兩根導線內部作往（wǎng）返傳輸的，我們稱之為"差模"；黃色（sè）信號（hào）是在信（xìn）號（hào）與地線之間傳輸的，我（wǒ）們稱之（zhī）為"共模"。

二、共模幹擾與差模幹擾

任何（hé）兩（liǎng）根電（diàn）源線上所存在的幹擾，均可用共模幹擾和差模幹擾來（lái）表（biǎo）示。

共模幹擾（rǎo）在導線與（yǔ）地（dì）（機殼）之間傳輸，屬於非對稱性幹擾，它定義為任（rèn）何載流導體與參考地之間的不（bú）希望有（yǒu）的電位差；

差（chà）模幹擾在（zài）兩導線之間傳輸，屬於對稱性幹擾,它定義為任何兩個載流導體（tǐ）之間的不希（xī）望有的電位差。

在一般情況下，共模（mó）幹（gàn）擾幅度大、頻率高，還可以通過導線產生輻射，所造成（chéng）的幹擾較大。差模幹擾幅（fú）度小、頻率低、所造（zào）成的幹擾較小。

2.1共模幹（gàn）擾信（xìn）號   

共模幹擾的電流大小不一定相等，但是方向（相位）相同的。電氣設備對（duì）外的幹擾多以共模（mó）幹擾為（wéi）主（zhǔ），外來的幹擾也多（duō）以共模幹擾為主，共模幹擾本身一般不會（huì）對設備產生危害，但是如果共模（mó）幹擾轉變為差模幹擾，幹擾就嚴重了（le），因為有用信（xìn）號都是差模信號（hào）。

2.2差（chà）模幹擾信號

差模幹（gàn）擾的電流大（dà）小相等，方向（相位）相（xiàng）反。由於走線的（de）分布電容、電感、信號走線阻抗不連續（xù），以及信號回（huí）流路徑流過了意料之外的通路等（děng），差模電流會轉換成共模電流。

2.3共模幹擾產生原因

1. 電網串入共模幹擾電壓。

2. 輻（fú）射幹擾（如雷電，設備（bèi）電弧，附近電台，大功率輻（fú）射源）在信（xìn）號（hào）線上感應出共模幹擾，原因是交變的磁場（chǎng）產（chǎn）生交變的電流，地線－零線回路（lù）麵積與地線－火線回路（lù）麵積不相同，兩個回路阻抗不同等原（yuán）因造成電流大小不同。

3.接地電壓不一樣，簡單的（de）說就（jiù）電位差而造就了共模幹擾。

4.設（shè）備內部的線路對電源（yuán）線造成的共模幹擾。

2.4共模幹擾電流

共（gòng）模幹擾一（yī）般是以（yǐ）共模幹擾電流存在的（de）形式（shì）出現的，一般情況下共（gòng）模（mó）幹擾電流產生的原因有三個方麵：

1. 外界電磁場在電路（lù）走線中的所有導線上感應出來電（diàn）壓（這個電壓相對於大地是等幅和同（tóng）相的），由這個電壓產生的電流。

2. 由於電路走線兩端的器（qì）件所接的地（dì）電位不同，在（zài）這個地（dì）電位差的驅動下產生的電流。

3. 器件（jiàn）上的電路走（zǒu）線與大地之間（jiān）有電位差，這樣電路走線上會產生共模幹擾電（diàn）流。

2.5注意事項

1.器件如果在其電路走線上產生共模幹擾電流，則電路走（zǒu）線會產（chǎn）生強烈的電磁輻射，對電子、電氣產品元器件（jiàn）產（chǎn）生電磁（cí）幹擾，影響產品的（de）性能指標；

2.當電路不平衡（héng）時，共模幹擾電流（liú）會轉變為差模幹擾電流，差模幹擾電流對電路直接產生幹擾影響。對於電子、電氣產品電路（lù）中的（de）信號（hào）線及其回路而言：差模幹擾電流流過電路中的導線環路時，將引起差模幹擾輻射，這種環路相當於小環天線，能向（xiàng）空間輻（fú）射磁場，或（huò）接收磁場。

3. 共模（mó）幹擾主要集中在1MHz以上。這是由於共模幹擾是通過空間感應到電纜上的，這（zhè）種感應隻有在較高（gāo）頻率（lǜ）時才容易發生。但有一種例外，當電纜從很強的磁場輻射（shè）源（yuán）(例如，開關電源)旁邊通過時，也（yě）會感應到頻率較低的共模幹擾。

三、如（rú）何抑製共模幹擾（rǎo）

共模幹擾作為EMC幹擾（rǎo）中常見且危害較大的幹擾，我們（men）抑製它最直接的方法（fǎ）就是（shì）濾波。

在電路中串入共模（mó）電感，當有（yǒu）共模幹擾電流流經線圈時，由（yóu）於共模（mó）幹擾電流的同向性，會在線圈內產生同向的磁場而增大線圈的感抗，使線（xiàn）圈表現為高阻（zǔ）抗，產生較強的阻尼效（xiào）果，以此衰減共（gòng）模幹擾電流，達到（dào）濾波的目的；

當電路中的正常差模電流流經共模（mó）電感時，電流在同相繞製的共模電感線（xiàn）圈中產（chǎn）生（shēng）反向的磁場而相互抵消，因而（ér）對正常的差模電流基本沒有衰減作用。

案例（lì）  USB 信號上（shàng）的共模幹擾抑製（zhì）方法

USB 端口的濾波處理－使用共模電感

USB 傳輸（shū）線（xiàn）上的信號是差（chà）分信號而幹擾源是共模幹擾信號（hào），在傳輸線上串上共模電感能較好的抑製共模幹擾，而（ér）對有用（yòng）的差分信號沒有任（rèn）何（hé）衰減。

USB 高速運行會在DM/DP信號線上產生很強的共模幹擾（rǎo）

電路中加入濾波器－共模電感後共模幹擾信號得（dé）到有效抑製

如果共模幹擾源是在電（diàn）源回路，可使用共模電容來抑製幹擾信（xìn）號。

在電路中（zhōng）引入共模電容，則共模電容提供最短（duǎn）的路徑使共模幹擾信號被旁路，從而抑製共模幹擾的產生（shēng）。

如果電源回路同時還存（cún）在差模幹擾，使用差（chà）模電容來抑製幹擾。

在電路中引入差模電容（róng），則差模電容（róng）提供最短（duǎn）的路徑使差模幹擾（rǎo）信號被旁路，從而抑製差模幹擾（rǎo）的產生。

共模幹擾（rǎo）作為EMC幹擾中常見且危害（hài）很大的幹擾,抑製它的方法除了濾波外，還可以通過對信號線路（lù）進行屏蔽，在PCB 板上大麵積鋪（pù）地降低地（dì）線阻抗來減少共模信號強度等方法。