1、什么是共模信号，什么是差模信号？
从大家比较熟悉的两种家用设备说起，一个叫空气断路器，一个叫漏电保护器。
空气断路器俗称"空开"，主要作用是短路保护和过载保护，简单来说就是当L、N短路或者负载太重，导致电流I过大，从而断开开关，切断电源，起到保护设备。它的主要功能是保护线路和设备，对于人体触电并不能保护，因为通常设备正常工作的电流（安培级）是远远大于人体能承受的极限电流（毫安级）。
图1-空气断路器
于是，人们又发明了一个叫做"漏电保护器"的设备，那么漏电保护器又是如何保护人体的呢？它的工作原理又是如何的呢？
设备正常工作时，火线和零线上的电流应该是一进一出，大小相等，方向相反的，但此时有人一不小心触摸到了火线，更不幸的是他的脚下直接裸脚与大地连接的，那么肯定就有一部分电流通过人体流向大地了。当漏电保护器发现I+≠I-，那么肯定知道有一部分电流通过其他途径漏到大地了，当这个漏电电流值超过某个值（毫安级），就自动断开开关，防止人体继续触电。
图2-漏电保护器
这就是两种开关基本原理，这两种开关模型中就蕴含了差模信号和共模信号的理念。
简单来说，空气开关保护的就是差模信号不要超标，漏电开关保护的就是共模信号不要超标。
2、电子产品中的共模信号与差模信号
现在，将视线从生活中的应用，拉回到电子产品的设计中来。根据安培环路定律，电流永远需要一个完整的环路，电流要经过完整环路回到源头。
图3-电流驱动与返回路径
这个环路里面，信号的传输路径有两条，一条是驱动路径，电流从驱动端到接收端。也就是大家在原理图上绘制的各种信号网络，另一条是从接收端返回电源，叫返回路径，看上面的图，信号传输路径，有驱动路径和返回路径，这两个路径上，电流大小是相等，方向是相反的。
差模电流是产品正常工作电流，它传送的有用信号，是真正需要设备需要的电流。
如下面原理图中的GND 就是公共端的意思，也可以说是"地"，但这个"地"并不是真正意义上的"地"。是出于应用而假设的一个"地"，对于电源来说，它就是一个电源的负极。
图4-电路图中的公共端
下面再说说共模信号。
电路中还有一种电流，共模电流，这个像狗皮膏药，如影随形，正如漏电保护器中的漏电流，是无用信号，是祸害。下面我们就来看共模电流，先来看看高频分布参数效应，高频分布参数效应，在任何电路中，任何两个导体之间都会形成分布电容。
图5-共模与差模回路
只要是导体，就有分布电容，所以，工作电路难免和周边导体之间形成分布电容，比如和机壳，和水平参考接地平板，和I/O 线缆，甚至和人体都会形成分布电容，分布电容任何时候都存在， 只是大小不同而已。而这些分布电容，为交流信号提供了一个通路，因此会有一部分电流从差模回路中逃逸出来，通过电容返回信号源。
如上图5所示，绿色回流路径为产品正常工作所需要的电流回路，它们可预知的，易感知的，因为它们大小相等，方向相反，称为差模电流。但另外一个由于等效分布电容的存在，而产生的回流路径，它们不可预知，不是事先设计的，难测量的，它们通过电路板上的全部路径，包括差模的驱动路径和返回路径，通过分布电容，最终流回来电源端，因为它们方向相同，所以称为共模信号。
小结：共模，是差模的附属的产物，原本不应该出现，也和我们电路的工作一毛钱关系也没有，即共模电流是产品工作时不需要的电流，是无用的干扰。它就如漏电保护器中的漏电流一样，是我们不期望有的，于是在电路设计时，我们需要考虑如何尽可能地抑制共模信号的产生。
3、三种产生共模干扰的方式
在两个设备之间传输电源或者信号的传输线至少有两根，一条去路，一条回路，如图6所示
图6-信号传输示意图
电源或者信号在传输过程中一般有三种可能会产生共模干扰。
第一种：外界电磁场在传输线1和传输线2上同时感应出电压，由此感应电压产生感应电流并在传输线上传播。这种方式是由于第三方干扰源导致的，比如设备处于强磁场环境中，这也是为什么产品要做电磁兼容设计的原因。
图7-第三方干扰源产生共模干扰
第二种：设备1和设备2的接地点GND1和GND2电位不相同，导致实际的两个设备之间存在压差，从而产生感应电流在两根传输线上传播，这种方式正如上篇文章说的PHY芯片损坏原因一样——PHY芯片为啥总是莫名其妙坏了？如图8所示：
图8-地电位差产生的共模干扰
第三种：传输线1和传输线2与大地存在电位差，也就是两个导线做去路，地线做来路，这样电缆上同样也会存在共模电流，如图9所示。这种方式并不存在第三方干扰源，而是属于设备自身的高频信号通过非设计路径传输到大地中了，这种方式也比较难排查。
图9-设备自身产品的高频信号传输到大地
4、如何减小共模干扰
通常采用以下方法减小共模干扰的影响：
1．屏蔽和绝缘：使用屏蔽电缆或屏蔽盒，以阻止外部干扰信号进入信号线或电路。
2．差分信号：使用差分信号传输，其中信号由两个相对的信号线组成，共模干扰信号会在两个线上产生相同的影响，从而在接收端可以被抵消。
3．地线设计：优化地线和接地系统，以减小地线噪声和共模干扰。
为了将共模电流旁路到地，可以在靠近连接器处，把印刷电路板的接地平面分割出一块，作为“无噪声”的输入/输出地，为了避免输入/输出地受到污染，只允许输入/输出线的去耦电容和外部电缆的屏蔽层与“无噪声”地相连，去耦环路的电感应尽可能小。这样，输入/输出线所携带的印刷电路板的共模电流就被去耦电容旁路到地，外部干扰在还未到达元器件区域时也被去耦电容旁路到地，从而保护了内部元器件的正常工作。
4、使用共模电感来增加共模阻抗，从而减小共模电流，比如下图的共模电感L。
图10-共模电感
将两根导线同方向绕制在铁氧体磁环上就构成了共模扼流圈，直流和低频时差模电流可以通过，但对于高频共模电流则呈现很大阻抗，由共模辐射模型等效电路可知，共模阻抗增大导致共模辐射电流减小，从而共模辐射场强被抑制。