共模干扰的形成和滤除
1、共模就是共同对地的干扰:

如图,我们可以看到共模的原理图。UPQ就是共模电压,ICM1 ICM2 就是共模电流。
ICM1 ICM2 大小不一定相同,方向相同。
2、共模信号和差模信号的区别:
通常电源线有三根线:火线L、零线N和地线PE。
电压和电流的变化通过导线传输时有两种形态。
一种是两根导线,分别作为往返线路传输,我们称之为差模。
另一种是两根导线做去路,地线做返回传输, 我们称之为共模。

如上图,蓝色信号是在两根导线内部作往返传输,我们称之为差模。
黄色信号是在信号与地线之间传输,我们称之为共模。
3、共模信号
共模电压:电压信号中共有的对地电压分量
共模电流:大小、方向相同的电流,与回路工作电流相反

4、常见的共模电压

输入级的两点接地可能引入额外的共模输入

传感器和前置放大电路都分别接地,不同接地点之间存在电位差Ug。当这个电位差与被测量的信号相比,在幅度上不能忽略时,它就会以共模信号的形式表现出来,并耦合到前置放大电路的输入端。
解决措施:为了避免因两点接地而造成不必要的共模输入,一般只在前置放大电路处一点接地,信号源采用差分输入。
共模电压信号如何转变成差模干扰?
5、共模干扰产生原因
主要有以下几种:
1、电网串入共模干扰电压。
2、辐射干扰(如雷电,设备电弧,附近电台,大功率辐射源)在信号线上感应出共模干扰,
原因是交变的磁场产生交变的电流,地线—零线回路面积与地线—火线回路面积不相同,两个回路阻抗不同等原因造成电流大小不同。
3、接地电压不一样,简单的说就电位差而造就了共模干扰。
4、设备内部的线路对电源线造成的共模干扰。
6、如何抑制共模干扰
共模干扰作为EMC干扰中最为常见且危害较大的干扰,我们抑制它最直接的方法就是滤波。

在电路中串入共模电感,当有共模干扰电流流经线圈时,由于共模干扰电流的同向性,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,以此衰减共模干扰电流,达到滤波的目的.
当电路中的正常差模电流流经共模电感时,电流在同相绕制的共模电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,因而对正常的差模电流基本没有衰减作用。
USB信号上的共模干扰抑制方法,一般会在端口加一个共模电感。

USB传输信号是差分信号,而干扰源是共模干扰信号,在传输线上串上共模电感能较好的抑制共模干扰,而对有用的差分信号没有任何衰减。

USB高速运行DM和DP上产生很强的共模干扰

加入共模电感,共模干扰信号得到有效抑制
如果共模干扰源是在电源回路,可使用共模电容来抑制干扰信号。

在电路中引入共模电容,则共模电容提供最短的路径使共模干扰信号被旁路,从而抑制共模干扰的产生。
如果电源回路同时还存在差模干扰,使用差模电容来抑制干扰。

在电路中引入差模电容,则差模电容提供最短的路径,使差模干扰信号被旁路,从而抑制差模干扰的产生。
共模干扰作为EMC干扰中,最为常见且危害很大的干扰,抑制它的方法除了滤波外,还可以通过对信号线路进行屏蔽,在PCB 板上大面积铺地降低地线阻抗,来减少共模信号强度等。
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