一文了解共模与差模噪声
2021-07-28 15:33
硬件大熊
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噪声传导有两种模式,一种为差模传导,一种为共模传导。
线路中的噪声电流进入和流出,相同大小的电流以相反方向流动,总和始终为零,这种称之为差模传导。
线路中的噪声电流以相同的方向流动,线路承受着相同的电压,这种称之为共模传导。共模传导经由地线所保持负载的浮动静电容量泄露的电流所导致,然后经过地线回到噪声源(也可能是负载和噪声源之间的直接连接所导致而不经过地线)。
开关电源是发射噪声到电源线的典型噪声源之一,常见的噪声趋势中,差模在较低频率范围内更强,而共模在较高频率范围内更强。
对于接地产品,可将电缆上传导过来的共模干扰通过电容或瞬态抑制器件导向大地或机壳。对于浮地产品,主要通过串联磁环(或增大共模阻抗),防止共模电压转化为差模电压。
典型的用于消除共模和差模的滤波器结构如下:
其中,Y电容用于滤除共模干扰,X电容用于滤除差模干扰,而共模扼流圈除了在抑制共模有明显作用的同时,对于抑制差模也有一定的效果(因为共模扼流圈本身就是一个小电感,可扼制一定比例的差模噪声)。
另外,注意PCB布线,尽量使PCB板的各个电路对其参考地(数字地GND而非接地产品的机壳地PG)保持零电位。可通过PCB建立屏蔽罩,将噪声源和浮动静电容围住,这是共模电流的回流路径经过屏蔽而不是大地,使整个线路(包括屏蔽)总电流变为0。
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