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共模信号的产生原因

2023年06月01日10:57 

共模信号是加到差分放大器或仪表放大器的同相和反相输入端的相同信号。例如,噪声电压被引入到一个平衡对的两个平衡端子。另一个例子是施加到平衡线路之上的DC电压。对于一个理想的差分放大器来说,由于差分输入由相同的输入分量偏移,所以可以完全消除共模信号输出。衡量这一特性的参数称为共模抑制比或共模抑制比。电压和电流的变化通过导线传递时,有两种形式,我们称之为“共模”和“差模”。但除了这两条线之外,通常还有第三条线,即“地线”。

共模信号是加到差分放大器或仪表放大器的同相和反相输入端的相同信号。例如,噪声电压被引入到一个平衡对的两个平衡端子。另一个例子是施加到平衡线路之上的直流电压(例如,由于信号源和接收器间的地电位差而产生的直流电平)。对于一个理想的差分放大器,共模信号输出可以完全消除,因为差分输入(同相和反相)由相同的输入元件偏移。衡量这一特性的参数称为共模抑制比或共模抑制比。

共模干扰是信号与地间的电位差,它主要是由电网串联感应的共态(同向)电压、信号线之上的地电位差和空间电磁辐射叠加而形成的。共模电压有时很大,特别是在隔离性差的配电室之中。发射机输出信号的共模电压有很高的范围,有的甚至可以高达130V超过。可以通过不对称电路转换成差模电压,直接影响测量和控制信号,造成元器件损坏(这是某些系统之中I/O模块损坏率高的主要原因)。这种共模干扰可以是直流或交流。差模干扰是指作用在信号两极间的干扰电压,它主要是由信号间的电磁场的耦合感应和不平衡电路向共模干扰的转换而形成的。这种干扰直接叠加在信号之上,直接影响测量和控制精度。

电压和电流的变化通过导线传递时,有两种形式,我们称之为“共模”和“差模”。设备的电源线、电话机等的通讯线以及与其他设备或外围设备交换的通讯线至少应有两根导线,作为传输电源或信号的往返线路。但除了这两条线之外,通常还有第三条线,即“地线”。干扰电压和干扰电流分为两种:两条导线分别作为往返线路。另外两根线作为输出路径,地线作为传输的返回路径。前者称为“差模”,后者称为“共模”。对于差分放大器来说,如果两个输入干扰的大小或方向不相等,那么这两个输入干扰就是差模干扰。

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