
發布
注冊
/
登錄差模的案例
干貨 | 什么是差模(常模)噪聲與共模噪聲?
一種是“差模噪聲”,也稱為“常模噪聲”。這兩種稱呼有時可根據條件區分使用,不過在本文中作為相同的名詞處理。另一種是“共模噪聲”。來看下圖。本文是圍繞電源展開介紹的,因此圖例是將帶有電路的印刷電路板(PCB)裝在殼體中,并由外部給電的示例圖。
差模噪聲產生在電源線之間,是噪聲源對于電源線串聯進入,噪聲電流與電源電流方向相同。由于往返方向相反而被稱為“差模(Differential mode)”。
共模噪聲是經雜散電容等泄漏的噪聲電流經由大地返回電源線線的噪聲。因電源的(+)端和(-)端流過的噪聲電流方向相同而被稱為“共模(Common mode)”。在電源線間不產生噪聲電壓。
如前所述,這些噪聲即為傳導噪聲。不過,由于電源線中流動著噪聲電流,因此會發出噪聲。
由差模噪聲引起的輻射的電場強度Ed可通過左下方的公式來表示。Id為差模中的噪聲電流,r為到觀測點的距離,f為噪聲頻率。差模噪聲會產生噪聲電流環,因此環路面積S是非常重要的因素。如圖和公式所示,假設其他因素固定,環路面積越大則電場強度越高。
由共模噪聲引起的輻射的電場強度Ec可通過右下方的公式來表示。如圖和公式所示,線纜長度L是非常重要的因素。
為了更好地認識每種噪聲引發的輻射特點,接下來代入實際數值來計算一下電場強度*1。條件完全相同。電場強度的觀測點用藍色圓點來表示。
展開 一文看雷擊浪涌的防護解析
3、共模浪涌抑制電路
防浪涌設計時,假定共模與差模這兩部分是彼此獨立的。
然而,這兩部分并非真正獨立,因為共模扼流圈可以提供相當大的差模電感。
這部分差模電感可由分立的差模電感來模擬。
為了利用差模電感,在設計過程中,共模與差模不應同時進行,而應該按照一定的順序來做。
首先,應該測量共模噪聲并將其濾除掉。
采用差模抑制網絡(Differential Mode Rejection Network),可以將差模成分消除,因此就可以直接測量共模噪聲了。
如果設計的共模濾波器要同時使差模噪聲不超過允許范圍,那么就應測量共模與差模的混合噪聲。
因為已知共模成分在噪聲容限以下,因此超標的僅是差模成分,可用共模濾波器的差模漏感來衰減。
對于低功率電源系統,共模扼流圈的差模電感足以解決差模輻射問題,因為差模輻射的源阻抗較小,因此只有極少量的電感是有效的。
對4000Vp以下的浪涌電壓進行抑制,一般只需采用LC電路進行限流和平滑濾波,把脈沖信號盡量壓低到2~3倍脈沖信號平均值的水平即可。
由于L1、L2有50周電網電流流過,電感很容易飽和,因此,L1、L2一般都采用一種漏感很大的共模電感。
用在交流,直流的都有,通常我們在電源EMI濾波器,開關電源中常見到,而直流側少見,在汽車電子中能夠看到用在直流側。
加入共模電感是為了消除并行線路上的共模干擾(有兩線的,也有多線的)。
由于電路上兩線阻抗的不平衡,共模干擾最終體現在差模上。
用差模濾波方法很難濾除。
共模電感到底需要用在哪。
共模干擾通常是電磁輻射,空間耦合過來的,那么無論是交流還是直流,你有長線傳輸,就涉及到共 模濾波就得加共模電感。
展開 修模中最常見的修斷差和夾口的問題
夾口、斷差,設計師叫做分型線,形成原因有兩種,一種是由于產品結構的的原因引起,如下圖,是車仔的底殼,圖示處的斷差是由于分型面的高低不平所引起,產品到設計師手里的時候,面本身是直身而且完整的面,由于分型面不平,需要同一個面一部分出前模,一部分出后模,所以這種斷差是由于拔模斜度引起的,一般在做產品檢討的時候最好能把分型線做出來,給客戶確認,如果客戶要求嚴格的話,是不允許這樣做的,只能做行位。
另外一種情況是由于在模具加工的各個環節中,都存在著加工誤差,特別是對于非精密模具來說,多道工序累積下來,累積公差就比較大,最終產品出來的時候,夾口就比較明顯,需要修模師傅修夾口,這種情況最特別的就是手機模中殼和車仔外殼,四面包行位,不管如何精確飛模,但夾口仍然都是存在的,可以說這也是手機模面試的時候必考的問題之一,解決方案就是4面行位鑲件做凸臺鎖死在前模仁上,然后一并省模。
下面就說說鉗工師傅是如何修夾口的!
①手工的方法。這種方法在以前加工設備落后,精度不高,成本太貴的情況下,使用較多,目前的加工工藝,盡量采用精密加工代替人工修復,但這種方法仍然是無法替代的。鉗工師傅修模的時候先一面打上白漆,另一面打上紅丹,FIT模之后就觀察白漆面紅丹印上去顏色的深淺程度,憑經驗判斷什么部位需要加膠多少,然后手工打磨,當然打磨的時候手感非常重要,這種打磨技術后期的鉗工師傅可能趕不上早期的鉗工師傅了,憑經驗打磨得差不多了之后,重新裝配好模具,再上啤機打樣,產品打出來后再觀察夾口的修復程度,然后多次重復之前的工序,直到把夾口修到符合客戶要求為止。
②電極的方法。根據需要修夾口的位置,可以選擇使用舊銅公或者重新做銅公,通過二次元或其它設備測量出夾口的平均值,然后平移銅工或者碰數單邊靠,偏心加膠來修夾口。
展開 四個腿的電感是什么?有什么作用?
我們常見的電感是兩個腿的,叫做差模電感。今天和大家介紹四個腿的共模電感。
差模電流與共模電流
差模電流:在一對差分信號線上,大小相同,方向相反的一對信號,一般是電路中的工作電流,對于信號線就是信號線與信號地線之間流動的電流。
共模電流:在一對差分信號線上,大小相同,方向相同的一對信號(或噪音)。在電路中,一般對地噪音一般都是以共模電流的方式傳輸的,所以又稱為共模噪聲。
差模電流與共模電流
抑制共模噪聲的方法多種多樣,除了從源頭去減少共模噪聲外,通常我們抑制最常用的方法就是使用共模電感來濾除共模噪聲,也就是將共模噪聲阻擋在目標電路外面。即在線路中串聯共模扼流器件。
這樣做的目的是增大共模回路的阻抗,使得共模電流被扼流器所消耗和阻擋(反射),從而抑制線路中的共模噪聲。
共模扼流器或電感的原理
若在以某種磁性材料的磁環上繞上同向的一對線圈,當交變電流通過時,因為電磁感應而在線圈中產生磁通量。
對于差模信號,產生的磁通量大小相同、方向相反,兩者相互抵消,因而磁環產生的差模阻抗非常小;
而對于共模信號,產生的磁通量大小和方向均相同,兩者相互疊加從而使磁環產生了較大的共模阻抗。
這一特性使得共模電感對于差模信號的影響較小,而對共模噪聲具有很好的濾波性能。
展開 
【知識分享】四個腿的電感是什么?有什么作用?
我們常見的電感是兩個腿的,叫做差模電感。今天和大家介紹四個腿的共模電感。
差模電流與共模電流
差模電流:在一對差分信號線上,大小相同,方向相反的一對信號,一般是電路中的工作電流,對于信號線就是信號線與信號地線之間流動的電流。
共模電流:在一對差分信號線上,大小相同,方向相同的一對信號(或噪音)。在電路中,一般對地噪音一般都是以共模電流的方式傳輸的,所以又稱為共模噪聲。
差模電流與共模電流
抑制共模噪聲的方法多種多樣,除了從源頭去減少共模噪聲外,通常我們抑制最常用的方法就是使用共模電感來濾除共模噪聲,也就是將共模噪聲阻擋在目標電路外面。即在線路中串聯共模扼流器件。
這樣做的目的是增大共模回路的阻抗,使得共模電流被扼流器所消耗和阻擋(反射),從而抑制線路中的共模噪聲。
共模扼流器或電感的原理
若在以某種磁性材料的磁環上繞上同向的一對線圈,當交變電流通過時,因為電磁感應而在線圈中產生磁通量。
對于差模信號,產生的磁通量大小相同、方向相反,兩者相互抵消,因而磁環產生的差模阻抗非常小;
而對于共模信號,產生的磁通量大小和方向均相同,兩者相互疊加從而使磁環產生了較大的共模阻抗。
這一特性使得共模電感對于差模信號的影響較小,而對共模噪聲具有很好的濾波性能。
展開 EMS中的浪涌抗擾度電路分析!
2.Y電容
在進行共模浪涌試驗時,如果考慮到成本等因素,并且在共模路徑中沒有添加壓敏電阻或其他用于夾緊電壓的設備,則應確保Y電容電壓電阻高于試驗電壓。
3.輸入整流二極管
假設最大鉗位電壓大于輸入整流二極管能夠承受的最大反向電壓,則可能損壞二極管。因此,應選擇反向電阻大于最大鉗位電壓的二極管作為輸入整流二極管。
4.共模電感
理論上,共模電感只在共模路徑中起作用,但由于共模電感的兩個繞組并不是完全耦合的,未耦合的部分將作為差模路徑中的差模電感,影響EMC特性。
實例分析
EDA365電子論壇
背景:以某型號的電源模塊為例,該模塊就是ZLG輸入85VAC~350VAC,且EMC模塊中嵌入前級電路電路。抗浪涌需要3個差動模塊電壓KV,共模電壓6KV。更換更大的保險絲后,它可以承受6KV差模電壓。前級原理圖及相應實物圖如圖2所示。
圖2.實例原理圖與
1.差模浪涌試驗
選擇壓敏電阻時,最大允許電壓應略大于350V,此電壓級壓敏電阻的最大鉗位電壓為10000V左右(50A測試電流)。其次,在差模路徑上,內阻等于2Ω.脈沖電壓為6KV如果電壓源與壓敏電阻串聯,峰值電流約為(6)KV-1KV)/2Ω=2500A。最終選擇了681KD14作為壓敏電阻。
展開 硬件特訓班問題解答【57問-8】
希望老師給個常用的推薦電路配置,謝謝
(1)其實對于電源入口或者通訊接口其防護設計都是類似的,其重點永遠都是一樣的,即EMC輔助電路設計
(2)EMC輔助電路設計和EMC設計都是類似的,即EMI濾波和EMS防護
(3)EMI濾波我們主要考慮差模濾波和共模濾波,其關鍵是根據具體產品決定幾階濾波,比如說共模濾波,我們可以通過共模電容+共模電感實現二階共模濾波,其差模也類似,大家可以參考220VAC電源入口的XY電容以及共模電感差模電感其設計
(4)EMS防護,首先其設計規則是多階防護逐級遞減,其一般是通過GDT,TVS,MOS等共同來實現;其實我們的EMS防護主要是針對于surge進行防護,當然造成surge的機制非常多,有靜電,有雷擊,有電網的電壓突然跌落等等等等;而浪涌的表現形式也有兩種:共模浪涌能量和差模浪涌能量,所以在EMS防護電路設計里面我們也要把這兩塊考慮進去,也就是紀要防護共模浪涌能量也要防護差模浪涌能量
(5)其常見的設計套路如下圖:
(6)至于說XY電容,共模電感,差模電感,EMC基礎,GDT,MOV,TVS其內部結構,工作原理,具體選型,設計等等更詳細的內容可以參考老白硬件特訓班:
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c-s.w4002-21870440440.43.c3cb1839bIEpvV&id=6315286
2.
展開 使用共模濾波器降低噪聲的對策
復制這段話到TaoBao打開即可見↓
7.0 ha:/?qz7TXUmFEH0? 凡億教育
作為使用電感的降噪對策之一,本文將介紹使用共模濾波器降噪的內容。從嚴格意義上講,共模濾波器并不是電感器,而是磁性器件,是降噪對策中的重要部件。
共模濾波器
共模濾波器的結構是兩個繞組繞在一個磁芯上,相當于兩個電感組合在一起(見下圖)。當繞組中流過電流時,磁芯產生磁通,針對急劇的電流變化,起到使電流不易流通(扼流)的作用。這與電感的自感作用相同。
共模濾波器基本上起到共模電流不流通、差模電流流通的作用。關鍵在于這2根導線沿同一方向繞在一個磁芯上。
如圖所示,差模電流是在2根導線上往復流動,因此磁芯產生的磁通方向相反,磁通抵消,因此不能起到扼流作用,而是直接通過。
相比之下,共模電流的流向相同,因此磁通量增強,電流不易流過。也就是說,共模電流=共模噪聲難以通過,被濾除。
使用共模濾波器降低噪聲的對策
由于這里提到開關電源的噪聲,因此在下面給出作為電源的輸入濾波器使用的示例。
該圖是在“開關電源的輸入濾波器”中使用過的圖,如圖所示在電源的輸入線插入共模濾波器。與用于信號線的共模濾波器相比,用于電源線的共模濾波器使用差模阻抗較大的分裂繞組結構的。
展開 快來看看!傳導干擾與手機常見EMC處理措施
差模共模干擾
差模干擾是兩條線直線的噪聲,這兩條線上的電流大小相等,但方向相反。
如果電流方向相同,這種模式就稱為共模干擾。
差模干擾的噪聲小,因為電流反向相反,大小相等,使得電場耦合磁場抵消,對外的噪聲就小了。而共模模式的干擾就大于差模干擾,
差分信號與共模干擾
我們經常說差分信號抗干擾能力強,這是因為,作為接收機,信息的載體是接收器兩個端口的差值,共模干擾對于兩個接受端口而言,大小相等、方向相同,因而做減后共模干擾基本就被消除了。
這樣一對差分信號,根據上文分析,基本不會產生差模干擾。
但是差分信號不對稱性容易產生共模干擾,入下圖所示,因此控制等長、保證信號傳輸環境一致很重要。
我們常使用共模扼流圈或Y電容等器件來抑制共模干擾。
手機中常見的EMC措施
手機中的EMC整改措施主要是針對于傳播路徑,阻斷干擾源傳播 。
洋白銅屏蔽罩
喜歡拆手機的朋友可以看到,手機主板基本上被大大小小的屏蔽罩覆蓋,細心的朋友會發現,罩子上有洞洞,這個洞洞主要有散熱和排氣兩個功能,這個洞洞的尺寸要小于敏感電波的波長,否則屏蔽效果會打折扣。
處理過EMC問題的同學可能比較有經驗,對于散熱金屬或者屏蔽金屬籠子,為避免不必要的耦合或者避免金屬籠子形成天線(單極子天線),也為了將噪聲旁路到更小的低阻抗環路中,散熱片或屏蔽籠子一般要進行接地處理,一定要保證非常低的接地阻抗,對于一些傳導騷擾的測試,這個接地點的位置很重要,為了有效旁路噪聲,甚至要在靠近騷擾出入端進行單點低阻抗的接地處理。
銅箔
對于開孔大的籠子,會貼一層銅箔,如下圖所示。
展開 硬件特訓班問題解答【57問-6】
A.我們首先觀察其EMI濾波,針對于EMI濾波,我們要進行差模濾波和共模濾波.不過首先針對于USB接口而言其干擾方式主要是共模噪聲信號。
干貨|圖文并茂詳解共模電感
差模電流:在一對差分信號線上,大小相同,方向相反的一對信號,一般是電路中的工作電流,對于信號線就是信號線與信號地線之間流動的電流。
共模電流:在一對差分信號線上,大小相同,方向相同的一對信號(或噪音)。在電路中,
一般對地噪音一般都是以共模電流的方式傳輸的,所以又稱為共模噪聲。
抑制共模噪聲的方法多種多樣,除了從源頭去減少共模噪聲外,通常我們抑制最常用的方法就是使用共模電感來濾除共模噪聲,也就是將共模噪聲阻擋在目標電路外面。也就是在線路中串聯共模扼流器件。這樣做的目的是增大共模回路的阻抗,使得共模電流被扼流器所消耗和阻擋(反射),從而抑制線路中的共模噪聲。
共模扼流器或電感的原理
若在以某種磁性材料的磁環上繞上同向的一對線圈,當交變電流通過時,因為電磁感應而在線圈中產生磁通量。對于差模信號,產生的磁通量大小相同、方向相反,兩者相互抵消,因而磁環產生的差模阻抗非常小;而對于共模信號,產生的磁通量大小和方向均相同,兩者相互疊加從而使磁環產生了較大的共模阻抗。這一特性使得共模電感對于差模信號的影響較小而對共模噪聲具有很好的濾波性能。
展開 
差分信號、單端信號,你知道它們的區別嗎?
差分放大電路的應用很多,簡單介紹差分信號、單端信號的概念及差分放大電路的作用,方便大家對差分放大電路相關知識有所了解。
單端信號
單端傳輸是指用一根信號線和一根地線來傳輸信號,信號線上傳輸的信號就是單端信號。
優點是簡單方便,缺點是抗干擾能力差。
差分信號
差分傳輸是指在兩根線上都傳輸信號,這兩個信號的大小相等,極性相反,這兩根線上傳輸的信號就是差分信號(差模信號)。
優點是抗干擾能力強,缺點是電路比單端傳輸的復雜。
差分放大電路有什么作用?
差分放大電路又稱為差動放大電路,當該電路的兩個輸入端的電壓有差別時,輸出電壓才有變動,因此稱為差動。
差分放大電路有差模和共模兩種基本輸入信號,那么什么是共模信號呢?
當兩輸入端所接信號大小相等,極性相反時,稱為差模輸入信號;
當兩輸入端所接信號大小相等、極性相同時,稱為共模信號。
實際應用中,溫度的變化各種環境噪聲的影響時共模噪聲,也稱為對地噪聲,指的是兩根線分別對地的噪聲。
差分放大電路時直接耦合放大電路的基本組成單元,對于共模信號起到很強的抑制作用,未對差模信號起到放大租用,并且電路的放大能力與輸出方式有關。
展開 詳解消滅EMC的三大利器:電容器/電感/磁珠
EDA365電子論壇
共模電感
由于EMC所面臨解決問題大多是共模干擾,因此共模電感也是我們常用的有力元件之一。
共模電感是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件,它由兩個尺寸相同,匝數相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環形磁芯上,形成一個四端器件,要對于共模信號呈現出大電感具有抑制作用,而對于差模信號呈現出很小的漏電感幾乎不起作用。
原理是流過共模電流時磁環中的磁通相互疊加,從而具有相當大的電感量,對共模電流起到抑制作用,而當兩線圈流過差模電流時,磁環中的磁通相互抵消,幾乎沒有電感量,所以差模電流可以無衰減地通過。
因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號,而對線路正常傳輸的差模信號無影響。
共模電感在制作時應滿足以下要求:
(1)繞制在線圈磁芯上的導線要相互絕緣,以保證在瞬時過電壓作用下線圈的匝間不發生擊穿短路;
(2)當線圈流過瞬時大電流時,磁芯不要出現飽和;
(3)線圈中的磁芯應與線圈絕緣,以防止在瞬時過電壓作用下兩者之間發生擊穿;
(4)線圈應盡可能繞制單層,這樣做可減小線圈的寄生電容,增強線圈對瞬時過電壓的而授能力。
通常情況下,同時注意選擇所需濾波的頻段,共模阻抗越大越好,因此我們在選擇共模電感時需要看器件資料,主要根據阻抗頻率曲線選擇。
展開 關于RS-485總線,這篇寫的不錯
電氣特性
信號采樣差模傳輸,差模是相對于共模而言的,差模也稱為差分,那么什么樣的傳輸是差模呢?一圖勝千言,看下面兩個圖就明白了:
共模傳輸
采用共模傳輸方式時,共模噪聲將會疊加在最終的輸出信號上面,污染了原始的信號。
差模傳輸
而采用差模傳輸方式,則源端發出的信號+與信號-相位是相反的,而對于共模噪聲而言在+/-兩條線上都會存在,理想情況是等幅同相的,而接收端,相當于一個減法器,有用信號由于相位相反則經過減法器仍然保留,而噪聲則會被抵消。而實際電路中,則會大幅度削弱。
由此可見,差模傳輸相對于共模傳輸方式,優勢在于差模方式可以有效抵消共模干擾。
差模方式在有的地方又稱為平衡模式,而共模模式也稱為非平衡模式。
對于這個干擾,我們來實際抓個波形看看:
在A/B信號的邊緣處,波形都略微有些變形,但是你看A-B做差(紅色的為示波器的MATH減功能,為A-B),邊沿則變得非常的干凈!這例子就可以很好地說明差模傳輸可以有效的抵抗共模干擾。
電氣參數
RS-485的電氣參數為:
共模電壓范圍為-7~+12V
可支持32個多點拓撲連接,見下面的網絡拓撲圖
使用40英尺線纜時,傳輸速率可達10Mbps,1英尺相當于30.48cm,這里Mbps是兆bit/s的意思
使用4000英尺線纜時,傳輸速率可達到100kbps
半雙工通信
最小差分電壓容限:200mV,也就是說接收端在差分電壓低于200mV時就無法正確識別0/1了。
展開 教你輕松掌握差分放大電路
共模信號:當Vi1與Vi2大小相等,極性相同的輸入信號時,共模信號的作用,對兩管的作用是同向的,將引起兩管電流同量的增加,集電極電位也同量的減小,因此兩管集電極輸出共模電壓Uo=Uo1-Uo2=0,差分放大電路對共模信號有很好的抑制作用。
差模信號:當Vi1與Vi2大小相等,極性相反的輸入信號時,由于信號的極性相反,因此T1管集電極電流增大而T2管集電極電流減小,且增大量和減小量相等。另外由于輸入差模信號,兩管輸出端電位變化時,一端上升,另一端降低,且升高量等于降低量,所以差分電路對輸入信號電壓的差值是有用的,因此電路被稱為差分放大電路。
展開