細說『共模幹擾』和『差模（mó）幹擾』

一、共模信號（hào）和差模信號

通常電源線有三根線，火線L，零線N和地線PE。

電壓和電流的變化通過導（dǎo）線傳輸時有兩種形態, 一種是兩根導線（xiàn）分別做（zuò）為往（wǎng）返線（xiàn）路傳輸, 我們稱之（zhī）為"差模"；另一種是兩根導線做去路,地線做返回傳輸, 我們稱之為"共模"。

如上圖, 藍色信號（hào）是在兩根（gēn）導線內部作往返傳輸的，我們稱之為"差模"；黃色信號是在信號與地線之間傳輸的，我（wǒ）們稱之為"共模"。

二（èr）、共模幹擾與差模幹擾

任（rèn）何（hé）兩（liǎng）根電源線上所存在的幹擾，均可用共模幹擾和差模幹（gàn）擾來表示。

共模幹（gàn）擾在（zài）導線與地（機殼）之（zhī）間傳輸，屬於（yú）非對稱性幹擾，它定義為（wéi）任何載流導體與參考地之間的不（bú）希望有的（de）電位差；

差模幹擾在（zài）兩（liǎng）導線之（zhī）間傳（chuán）輸，屬於對稱性幹擾（rǎo）,它定義為任何（hé）兩個（gè）載流導體之間的不希望（wàng）有（yǒu）的電位差。

在（zài）一般情況下，共模幹擾幅度（dù）大、頻率高，還可以通過導線產生輻射，所造成的幹擾較大。差模幹擾幅度小（xiǎo）、頻率低、所造（zào）成的幹擾較小。

2.1共模幹擾信號   

共模幹擾的（de）電流大小不一定相等（děng），但是方向（相位）相同的。電氣設備（bèi）對（duì）外的幹擾多以共模（mó）幹擾為主，外來的幹擾也（yě）多（duō）以共模幹擾為主，共模幹擾本身一般不會對設備產生危害，但是如果共模幹擾轉變為差模幹（gàn）擾，幹（gàn）擾（rǎo）就嚴重了，因為有用信號都是差模信號。

2.2差模幹擾信號

差模幹擾的電流大小相等，方向（相位）相反（fǎn）。由於走（zǒu）線的分布電（diàn）容、電感、信號走線阻抗（kàng）不連（lián）續，以及信號回（huí）流（liú）路徑流過了意料之外的通路等，差模電流會轉換成共（gòng）模電流。

2.3共模幹擾產（chǎn）生原因

1. 電網串入共（gòng）模（mó）幹擾電壓。

2. 輻射幹擾（如雷電，設備電弧，附近電台，大功率輻射源）在（zài）信號線上感應出共模（mó）幹擾，原因是（shì）交變的磁場產生交變的電流，地線－零線回路麵積與地線－火線回路麵積不相同，兩個回路阻抗（kàng）不同等原因造成電流大小不同。

3.接地電壓（yā）不一樣，簡單的說就電（diàn）位差而（ér）造就了共模幹擾（rǎo）。

4.設備內部的線路對電源線造成的共模幹擾。

2.4共模幹擾電流

共模幹擾一般是以共模幹擾電流存在的形（xíng）式出現的，一般（bān）情況下共（gòng）模幹擾電流產生的原因有三個方麵：

1. 外界電磁場在電路走線中的所（suǒ）有導線上感應出來電壓（yā）（這個電壓相對於大地是等幅和同相的），由（yóu）這個電壓產生的電（diàn）流。

2. 由於電路走線（xiàn）兩端的器件所接的地電位不同，在這個（gè）地電位差的（de）驅動下產生的電流。

3. 器件上的電路走線與大地之間有電位（wèi）差，這樣電路走線上會產生共模幹擾（rǎo）電流。

2.5注意事項

1.器（qì）件如果在其電（diàn）路走線上產生共模幹擾電流，則電路走線會產生強烈的電磁輻射，對電子、電（diàn）氣產品元器件產生電（diàn）磁幹擾，影響（xiǎng）產品的性能指標；

2.當電路不平（píng）衡時，共模幹擾電流會轉（zhuǎn）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、電氣產品電路中的信號線及其回路而言：差模幹擾電流（liú）流過電（diàn）路中的導線環路時，將引起差模幹（gàn）擾輻射，這種環路相當於小環天線，能向空間輻射磁場，或接收磁（cí）場。

3. 共模幹擾（rǎo）主要集中在1MHz以上。這是由於共模幹擾（rǎo）是通過空間感應到電纜上（shàng）的，這種感應隻（zhī）有（yǒu）在較高（gāo）頻率時才容易發生。但有一種例外，當電纜從很強的（de）磁場輻射源（yuán）(例如，開關電源)旁邊（biān）通過時，也（yě）會感應到頻率較低的共模幹擾。

三、如何抑製共模幹（gàn）擾（rǎo）

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

在電（diàn）路中串入共模電感，當有共模幹擾電流流（liú）經線圈時，由於共（gòng）模幹擾電流的同向性（xìng），會在線圈內產生同（tóng）向的磁場而增大線圈（quān）的（de）感抗，使線圈表現（xiàn）為高（gāo）阻抗，產生較強的阻尼效果，以此（cǐ）衰減共（gòng）模幹擾電流，達到濾波的目的；

當電路中的正常（cháng）差模電流流經共模（mó）電感時，電流（liú）在（zài）同（tóng）相繞製的共模電感線圈中產生反向（xiàng）的磁場而相互抵消，因而對正常的差模電流基（jī）本沒有衰減作用。

案例  USB 信號（hào）上的共模幹擾（rǎo）抑製方法

USB 端口的濾波處理－使用共模電感（gǎn）

USB 傳輸線上的信號是差分信號而幹擾源是共模幹擾信號，在傳輸線上串上共模電感能較好的抑製共模幹擾，而對有用的差分信號沒有任何衰（shuāi）減。

USB 高速運行會在DM/DP信號線上產生很強的共模幹擾

電路中加入濾波器－共模電感後共（gòng）模（mó）幹擾信號得到有（yǒu）效抑製

如果（guǒ）共模幹擾（rǎo）源是在（zài）電源回路，可使用共模電容（róng）來抑製幹擾信號。

在（zài）電（diàn）路中引入共（gòng）模電容，則共模電容提供最短的路徑使共模幹擾信號被旁路，從而抑製共模幹擾的產生。

如果電源回路（lù）同時還存在差模幹擾（rǎo），使用差模電容（róng）來抑製（zhì）幹擾（rǎo）。

在電路中（zhōng）引（yǐn）入差模電容，則差模電（diàn）容提供最短的路徑使差模幹擾信號被旁路，從（cóng）而抑製差模幹擾的產生。

共模幹（gàn）擾作為EMC幹擾中常見且危害很大的幹擾,抑製它的方法（fǎ）除了濾波外，還可以通過對信號線（xiàn）路進行屏蔽，在PCB 板上大（dà）麵積鋪地降低地線阻抗來減少共模信號強度等方法。