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共模與差模噪聲

li5236 ? 來源:硬件大熊 ? 作者:硬件大熊 ? 2022-03-30 11:11 ? 次閱讀

噪聲傳導(dǎo)有兩種模式,一種為差模傳導(dǎo),一種為共模傳導(dǎo)。

線路中的噪聲電流進(jìn)入和流出,相同大小的電流以相反方向流動(dòng),總和始終為零,這種稱之為差模傳導(dǎo)。

pYYBAGJDynGAKEZEAACIdGaFExE906.jpg

線路中的噪聲電流以相同的方向流動(dòng),線路承受著相同的電壓,這種稱之為共模傳導(dǎo)。共模傳導(dǎo)經(jīng)由地線所保持負(fù)載的浮動(dòng)靜電容量泄露的電流所導(dǎo)致,然后經(jīng)過地線回到噪聲源(也可能是負(fù)載和噪聲源之間的直接連接所導(dǎo)致而不經(jīng)過地線)。

poYBAGJDynGAPROzAAEZ6jLQljQ824.jpg

開關(guān)電源是發(fā)射噪聲到電源線的典型噪聲源之一,常見的噪聲趨勢(shì)中,差模在較低頻率范圍內(nèi)更強(qiáng),而共模在較高頻率范圍內(nèi)更強(qiáng)。

pYYBAGJDynKAGlmIAABzOY51FW0115.jpg

poYBAGJDynKADioIAACOVCpRbGM755.jpg

對(duì)于接地產(chǎn)品,可將電纜上傳導(dǎo)過來的共模干擾通過電容或瞬態(tài)抑制器件導(dǎo)向大地或機(jī)殼。對(duì)于浮地產(chǎn)品,主要通過串聯(lián)磁環(huán)(或增大共模阻抗),防止共模電壓轉(zhuǎn)化為差模電壓。

典型的用于消除共模和差模的濾波器結(jié)構(gòu)如下:

pYYBAGJDynKAJFZyAABNE1ovxlY550.jpg

其中,Y電容用于濾除共模干擾,X電容用于濾除差模干擾,而共模扼流圈除了在抑制共模有明顯作用的同時(shí),對(duì)于抑制差模也有一定的效果(因?yàn)楣材6罅魅Ρ旧砭褪且粋€(gè)小電感,可扼制一定比例的差模噪聲)。

另外,注意PCB布線,盡量使PCB板的各個(gè)電路對(duì)其參考地(數(shù)字地GND而非接地產(chǎn)品的機(jī)殼地PG)保持零電位??赏ㄟ^PCB建立屏蔽罩,將噪聲源和浮動(dòng)靜電容圍住,這是共模電流的回流路徑經(jīng)過屏蔽而不是大地,使整個(gè)線路(包括屏蔽)總電流變?yōu)?。

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