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共模電感|共模信号|差分信号共模幹擾,差模幹擾 差分信号 共模電感抑制共模幹擾: 差分信号的回路

共模扼流圈 (Common Mode Choke),也叫共模電感,是在一個閉合磁環上對稱繞制方向相反、匝數相同的線圈。常用于過濾共模的電磁幹擾,抑制高速信号線産生的電磁波向外輻射發射,提高系統的EMC,在實際應用中一般是在差分的信号線上加共模電感。

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共模幹擾,差模幹擾

要明白共模電感的應用就得先明白什麼是共模幹擾,差模幹擾。

共模和差模都是一個相對量,共模是指兩個信号A,B相對于參考點(GND)的電勢,差模是指A,B之間的相對值。

共模幹擾是指兩個信号線對地的幹擾,如果環境對兩個信号線對地之間産生對地的同向等幅的幹擾(疊加相同的電壓),那麼就叫共模幹擾,之是以說差分信号有很好的共模抑制,是因為差分放大器隻對兩個信号的內插補點放大,如果是大小相等的共模幹擾完全可以消除掉,(Udiff=Ua-Ub)

差模幹擾又指串模,是指兩個信号線之間的內插補點,差模幹擾相當于兩個信号間加上了一個幹擾電壓,Unoise=Ua-Ub。如下圖所示:

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差分信号

等幅相位相反的兩個信号,以一個共模電壓為基準做擺動,就叫差分信号。如果一端接地的話就變成單端信号了。如果A,B兩個信号的共模電壓是1.2V的話(LVDS),那麼A,B是在1.2V上做350mV的差模,高低電平是由他們的內插補點決定的,是以能很好的抑制共模幹擾,隻要控制兩個信号的零點就可以控制信号的邏輯狀态了,相比單端的相對于地的閥值電平,具有抗共模幹擾能力強,适合電壓傳輸,EMI少的優點。對于差分信号為什麼需要共模扼流圈,是因為差分放大器都有一個共模抑制比,超過這個 CMRR,就會失真。下圖是差分的具體實作圖(LVDS):

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從圖中也可以看到,由于差分信号互相之間的耦合左右,是以對外的EMI也比較小。

共模電感抑制共模幹擾:

根據右手螺旋定則,在同一磁環繞上方向相反的兩個線圈通過極性相同,幅值相等的兩個電壓時,産生的磁通互相疊加,感抗為:Xl=wL,感抗很大。差分信号産生的磁通就互相抵消。

差分信号的回路

當地參考面不連續的時候,兩根信号能提供回路,但是還是和地的耦合強度大一般是以地為回路