什么叫共模信號(hào)

　　共模信號(hào)是作用在差分放大器或儀表放大器同相、反相輸入端的相同信號(hào)。例如，平衡線對(duì)中引入到兩個(gè)平衡端的噪聲電壓。另外一個(gè)例子是加在平衡線上的直流電壓（例如：由于信號(hào)源與接收器之間的地電位差而產(chǎn)生的直流電平）。對(duì)于理想的差分放大器，可以完全消除共模信號(hào)輸出，這是由于差分輸入（同相和反相）抵消掉了相同的輸入成分。衡量這一特性的參數(shù)稱為共模抑制比或CMRR。

　　共模信號(hào)產(chǎn)生的原因

　　共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓有時(shí)較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電室，變送器輸出信號(hào)的共模電壓音遍較高，有的可高達(dá)130V以上。通過不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測(cè)控信號(hào)，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因）。這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號(hào)上，直接影響測(cè)量與控制精度。

　　共模信號(hào)主權(quán)

　　一種共模信號(hào)抑制電路，用來抑制在2根導(dǎo)線中以相同相位傳輸?shù)墓材Ｐ盘?hào)。其特征在于：第1繞組，在規(guī)定的第1位置處插入在一根導(dǎo)線上；第2繞組，在與上述第1位置相對(duì)應(yīng)的第2位置處插入在另一根導(dǎo)線上并耦合到上述第1繞組上，與上述第1繞組協(xié)同來抑制上述共模信號(hào)；第3繞組，耦合到上述第1繞組和第2繞組上，用來使上述第1繞組和第2繞組之間產(chǎn)生互感；以及反相信號(hào)傳送裝置，連接在［上述第3繞組上并在與上述第1位置不同的第3位置處連接在上述一根導(dǎo)線上，進(jìn)而在與上述第3位置對(duì)應(yīng)、與上］述第2位置不同的第4位置處連接在上述另一根導(dǎo)線上，傳送用以抑制上述共模信號(hào)的反相信號(hào)，上述共模信號(hào)的產(chǎn)生源，除了第1位置和第3位置之間的位置及第2位置和第4位置之間的位置之外，當(dāng)位于比接近第1和第2位置更接近第3和第4位置的位置時(shí)。

　　上述反相信號(hào)傳送裝置檢測(cè)共模信號(hào)，并將與檢測(cè)到的共模信號(hào)反相的上述反相信號(hào)供給到上述第3繞組，上述第3繞組經(jīng)由上述第1繞組和第2繞組，將上述［反相信號(hào)注入到上述2根導(dǎo)線，上述共模信號(hào)的產(chǎn)生源，除了第1位置和第3位置之間的位置及第2位置和第4位置］之間的位置之外，當(dāng)位于比接近第3和第4位置更接近第1和第2位置的位置時(shí)，上述第3繞組檢測(cè)共模信號(hào)，上述反相信號(hào)傳送裝置將與由上述第3繞組檢測(cè)到的共模信號(hào)反相的上述反相信號(hào)注入到上述2根導(dǎo)線。

　　共模和差模的區(qū)別

　　1、共模干擾和差模干擾

　　電壓電流的變化通過導(dǎo)線傳輸時(shí)有二種形態(tài)，我們將此稱做“共模”和“差模”。設(shè)備的電源線，電話等的通信線，與其它設(shè)備或外圍設(shè)備相互交換的通訊線路，至少有兩根導(dǎo)線，這兩根導(dǎo)線作為往返線路輸送電力或信號(hào)。但在這兩根導(dǎo)線之外通常還有第三導(dǎo)體，這就是“地線”。干擾電壓和電流分為兩種：一種是兩根導(dǎo)線分別做為往返線路傳輸；另一種是兩根導(dǎo)線做去路，地線做返回路傳輸。前者叫“差模”，后者叫“共模”。對(duì)差分放大器，兩路輸入的干擾信號(hào)，如果是大小不相等，或方向不相同，即為差模干擾信號(hào)。

　　通常我們使用的電器是兩線的，一根火線（L），一根零線（N），零線認(rèn)為是三相電的中線，同時(shí)還有一根接地線叫做地線，。零線與火線之間的干擾叫做差模干擾，火線與地線之間的干擾叫做共模干擾。地與零線之間認(rèn)為是沒有電壓的，或者可以認(rèn)為是零線沒有電壓，不能驅(qū)動(dòng)電器，因此認(rèn)為零線與地線之間沒有干擾。

　　2、共模殘壓和共模殘壓

　　共模電壓（commonmodevoltage）：在每一導(dǎo)體和所規(guī)定的參照點(diǎn)之間（往往是大地或機(jī)架）出現(xiàn)的相量電壓的平均值。或者說同時(shí)加在電壓表兩測(cè)量端和規(guī)定公共端之間的那部分輸入電壓。

　　差模電壓（symmetricalvoltage）：一組規(guī)定的帶電導(dǎo)體中任意兩根之間的電壓。使差模電壓又稱對(duì)稱電壓。

　　在規(guī)定波形，標(biāo)稱放電電流沖擊氧化鋅閥片，閥片兩端測(cè)到的電壓峰值，稱為殘壓。殘壓與壓敏電壓的比值，殘壓比。雷擊，閃電會(huì)在輸入/輸出電源線上產(chǎn)生瞬間高壓，大電流，影響用戶設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備損壞。避雷器按接法分可分為共模接法和差模接法兩種：避雷器接在相線之間或相線與零線之間稱為差模接法，即所謂橫向保護(hù)。避雷器接在相線與地線之間或零線與地線之間稱為共模接法，即所謂縱向保護(hù)。

　　3、共模信號(hào)和差模信號(hào)

　　共模信號(hào)是差分放大器的名詞，“放大電路中只有一個(gè)輸入端”就沒有共模信號(hào)這個(gè)概念。

　　差分放大器有兩個(gè)性能趨于一致、相位相反的信號(hào)通道，如傳感器信號(hào)從遠(yuǎn)方傳回差分放大器，兩根信號(hào)線是一起經(jīng)歷相同的干擾環(huán)境，那么，干擾信號(hào)會(huì)同時(shí)進(jìn)入兩個(gè)通道，這個(gè)同時(shí)加載在正、負(fù)兩個(gè)輸入端的信號(hào)就是共模信號(hào)，而差分放大器最重要的性質(zhì)就是不會(huì)對(duì)共模信號(hào)進(jìn)行放大，即：ui=（ui+）-（ui-），可見共模信號(hào)不會(huì)輸入放大器的。而傳感器輸出的有效信號(hào)本身是反相的，差分放大器就可以有效地進(jìn)行放大，即：ui=（ui+）-（ui-），（ui-）的信號(hào)本身就是負(fù)的，負(fù)負(fù)得正，ui=2*（ui+）=2*（ui-）。

　　4、共模干擾和差模干擾

　　電壓電流的變化通過導(dǎo)線傳輸時(shí)有二種形態(tài)，我們將此稱做“共模”和“差模”。設(shè)備的電源線，電話等的通信線，與其它設(shè)備或外圍設(shè)備相互交換的通訊線路，至少有兩根導(dǎo)線，這兩根導(dǎo)線作為往返線路輸送電力或信號(hào)。但在這兩根導(dǎo)線之外通常還有第三導(dǎo)體，這就是“地線”。干擾電壓和電流分為兩種：一種是兩根導(dǎo)線分別做為往返線路傳輸;另一種是兩根導(dǎo)線做去路，地線做返回路傳輸。前者叫“差模”，后者叫“共模”。

　　共模干擾是在信號(hào)線與地之間傳輸，屬于非對(duì)稱性干擾。消除共模干擾的方法包括：

　　（1）采用屏蔽雙絞線并有效接地

　　（2）強(qiáng)電場(chǎng)的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽

　　（3）布線時(shí)遠(yuǎn)離高壓線，更不能將高壓電源線和信號(hào)線捆在一起走線

　　（4）不要和電控鎖共用同一個(gè)電源

　　（5）采用線性穩(wěn)壓電源或高品質(zhì)的開關(guān)電源（紋波干擾小于50mV）