共模、差模信號(hào)的關(guān)鍵特性和噪音的抑制方法

差模輻射噪音是圖7電纜中的信號(hào)電流環(huán)路所產(chǎn)生的輻射。這種噪音產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與電纜到觀測(cè)點(diǎn)的距離成反比,與頻率的平方成正比,與電流和電流環(huán)路的面積成正比。因此,減小這種輻射的方法是在信號(hào)輸入端加LC低通濾波器阻止噪音電流流進(jìn)電纜;使用屏蔽電纜或扁平電纜,在相鄰的導(dǎo)線中傳輸回流電流和信號(hào)電流,使環(huán)路面積減小。

共模傳導(dǎo)噪音是在設(shè)備內(nèi)噪音電壓的驅(qū)動(dòng)下,經(jīng)過大地與設(shè)備之間的寄生電容,在大地與電纜之間流動(dòng)的噪音電流產(chǎn)生的,如圖9所示。減小共模傳導(dǎo)噪音的方法是在信號(hào)線或電源線中串聯(lián)共模扼流圈、在地與導(dǎo)線之間并聯(lián)電容器、組成LC濾波器進(jìn)行濾波,濾去共模傳導(dǎo)噪聲。其電路如圖10所示。共模扼流圈是將電源線的零線和火線（或回流線和信號(hào)線）同方向繞在鐵氧體磁芯上構(gòu)成的,它對(duì)線間流動(dòng)的差模信號(hào)電流和電源電流阻抗很小,而對(duì)兩根導(dǎo)線與地之間流過的共模電流阻抗則很大。共模輻射噪音是由于電纜端口上有共模電壓,在其驅(qū)動(dòng)下,從大地到電纜之間有共模電流流動(dòng)而產(chǎn)生的。輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度與電纜到觀測(cè)點(diǎn)的距離成反比,（當(dāng)電纜長度比電流的波長短時(shí)）與頻率和電纜的長度成正比。減小這種輻射的方法有：通過在線路板上使用地線面來降低地線阻抗,在電纜的端口處使用LC低通濾波器或共模扼流圈。另外,盡量縮短電纜的長度和使用屏蔽電纜也能減小輻射。

在有些電路中也可接入圖11所示的抗干擾變壓器來防止差模和共模噪音。

4、變壓器與噪音傳導(dǎo)

理想變壓器理論上是完美的電路元件,它能用完美的磁耦合在初級(jí)和次級(jí)繞組之間傳送電能。理想變壓器只能傳送交變的差模電流。它不能傳送共模電流,因?yàn)楣材ｋ娏髟谧儔浩骼@組兩端的電位差為零,不能在變壓器繞組上產(chǎn)生磁場(chǎng)。

實(shí)際變壓器初級(jí)和次級(jí)繞組之間有一個(gè)很小但不等于零的耦合電容CWW,見圖12。這個(gè)電容是繞組之間存在非電介質(zhì)和物理間隙所產(chǎn)生的。增加繞組之間的空隙和用低介電常數(shù)的材料填滿繞組之間的空間就能減小繞組之間電容的數(shù)值。電容Cww為共模電流提供一條穿過變壓器的通道,其阻抗是由電容量的大小和信號(hào)頻率來決定的。

5、共模扼流圈

對(duì)于理想的單磁芯、雙繞組的共模扼流圈,將不考慮在實(shí)際扼流圈中或多或少存在的雜散阻抗（Cww,DCR,Cp等）的影響。這樣的假設(shè)是合理的,因?yàn)橐粋€(gè)好的扼流圈設(shè)計(jì),它的雜散阻抗和電路的源阻抗、負(fù)載阻抗相比是可以忽略的。

5.1 理想共模扼流圈對(duì)差模信號(hào)的效應(yīng)

差模電流以相反的方向流過共模扼流圈的繞阻,建立大小相等,極性相反的磁場(chǎng),它能使輸出相互抵消,見圖13。這就使共模扼流圈對(duì)差模信號(hào)的阻抗為零。差模信號(hào)能不受阻地通過共模扼流圈。

5.2 理想共模扼流圈對(duì)共模信號(hào)的效應(yīng)

共模電流以相同的方向流過共模扼流圈繞組的每一邊,見圖14,它建立大小相等相位相同的相加磁場(chǎng)。這一結(jié)果就使共模扼流圈對(duì)共模信號(hào)呈現(xiàn)高阻抗,使通過共模扼流圈的共模電流大大地減弱。實(shí)際減弱量（或共模抑制量）取決于共模扼流圈阻抗和負(fù)載阻抗大小之比。

6、有中心抽頭的自耦變壓器

自耦變壓器是以定向電流傳遞方式實(shí)現(xiàn)能量傳輸?shù)?。?duì)于理想的自耦變壓器[2],不考慮實(shí)際或多或少存在的雜散阻抗（Cww,DCR,Cp等）的影響。這樣的假設(shè)是合理的,因?yàn)橐粋€(gè)好的自耦變壓器設(shè)計(jì),它的雜散阻抗和電路的源阻抗、負(fù)載阻抗相比是可以忽略的。