問： 什么是共模干擾和差模干擾?為什么有二種?

　　答： 從干擾源發(fā)出的干擾泄漏到外部的途徑、或者是干擾侵入到受干擾的設備中的途徑,有電壓、電流通過電源線或信號線的傳導傳輸和靠電磁波在空間輻射傳輸二種途徑。

　　電壓電流的變

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

　　如圖1所示,電源、信號源及其負載通過兩根導線連接。流過一邊導線的電流與另一邊導線的電流幅度相同,方向相反。但是干擾源并不一定連接在兩根導線之間。由于噪聲源有各種形態(tài),所以也有在兩根導線與地線之間的電壓。其結果是流過兩根導線的干擾電流幅度不同。

　　圖1 差模干擾

　　請看圖2,在加在兩線之間的干擾電壓的驅動下,兩根導線上有幅度相同但方向相反的電流(差模電流)。但如果同時在兩根導線與地線之間加上干擾電壓,兩根線就會流過幅度和方向都相同的電流,這些電流(共模)合在一起經地線流向相反方向。我們來考察流過兩根導線的電流。一根導線上的差模干擾電流與共模干擾同向,因此相加;另一根導線上的差模噪聲與共模噪聲反向,因此相減。因此,流經兩根導線的電流具有不同的幅度。

　　我們再來考慮一下對地線的電壓。如圖2,對于差模電壓,一根導線上是(線間電壓)/2,而另一根導線上是 -(線間電壓)/2,因而是平衡的。但共模電壓兩根導線上相同。所以當兩種模式同時存在時,兩根導線對地線的電壓也不同。

　　圖2 對地電壓/電流與差模、共模電壓/電流之間的關系

　　因此,當兩根導線對地線電壓或電流不同時,可通過下列方法求出兩種模式的成分：

　　VN =(V1-V2)/ 2 Vc=(V1+V2)/ 2

　　IN =(I1-I2)/ 2 Ic=(I1+I2)/ 2

　　通過被連接的電路,兩根導線終端與地線之間存在著阻抗。這兩條線的阻抗一旦不平衡,在終端就會出現(xiàn)模式的相互轉換。即通過導線傳遞的一種模式在終端反射時,其中一部分會變換成另一種模式。

　　另外,通常兩根導線之間的間隔較小,導線與地線導體之間距離較大。所以若考慮從導線輻射的干擾,與差模電流產生的輻射相比,共模電流輻射的強度更大。

　　與此相反,可以說因外部電磁場干擾在導線上產生的干擾電壓/電流,或附近的導線等產生的靜電感應、電磁感應等的耦合是一樣的。

　　傳導噪聲與輻射噪聲的區(qū)別是什么?

　　答：當我們開空調時,室內的熒光燈會出現(xiàn)瞬間變暗的現(xiàn)象,這是因為大量電流流向空調,電壓急速下降,利用同一電源的熒光燈受到影響。還有使用吸塵器時收音機會出現(xiàn)啪啦啪啦的雜音。原因是吸塵器的馬達產生的微弱(低強度高頻的)電壓/電流變化通過電源線傳遞進入收音機,以雜音的形式放了出來。

　　這種由一個設備中產生的電壓/電流通過電源線、信號線傳導并影響其它設備時,將這個電壓/電流的變化叫做“傳導干擾”。所以為對癥下藥,通常采用的方法是給發(fā)生源及被干擾設備的電源線等安裝濾波器,阻止傳導干擾的傳輸。另外,當當信號線上出現(xiàn)噪聲時,將信號線改為光纖,也可隔斷傳輸途徑。

　　當摩托車從附近道路通過時,電視會出現(xiàn)雪花狀干擾。這是因為摩托車點火裝置的脈沖電流產生了電磁波,傳到空間再傳給附近的電視天線、電路上,產生了干擾電壓/電流。

　　象這種通過空間傳播,并對其它設備電路產生無用電壓/電流,造成危害的干擾稱為“輻射干擾”。由于傳播途徑是空間,解決輻射干擾的方法除前面所講的濾波之外,還要對設備進行屏蔽方能有效。

　　如上所述,干擾的根源是電壓/電流產生不必要的變化,這種變化通過導線直接傳遞給其它設備,造成危害,這叫“傳導干擾”。另外,由于電壓電流變化而產生的電磁波通過空間傳播到其它設備中,在電路或導線上產生不必要的電壓/電流,并造成危害的干擾叫“輻射干擾”。但是,實際上并不能這樣簡單區(qū)分。

　　以上我們介紹了電磁干擾的一些分類，下面我們介紹如何來抑制電磁干擾

　　電磁干擾的定義，是指由外部噪聲和無用電磁波在接收中所造成的騷擾。一個系統(tǒng)或系統(tǒng)內某一線路受電磁干擾程度可以表示為如下關系式：

　　N=G×C/I

　　G：噪聲源強度;

　　C：噪聲通過某種途徑傳到受干擾處的耦合因素;

　　I：受干擾電路的敏感程度。

　　G、C、I這三者構成電磁干擾三要素。電磁干擾抑制技術就是圍繞這三要素所采取的各種措施，歸納起來就是三條：一、抑制電磁干擾源;二、切斷電磁干擾耦合途徑;三、降低電磁敏感裝置的敏感性。下面就這三方面分別作出介紹。

　　一、抑制干擾源

　　要想掏干擾源，首先必須確定何處是干擾源，在越靠近干擾源的地方采取措施，抑制效果越好。一般來說，電流電壓劇變即di/dt或du/dt大的地方就是干擾源;具體來說繼電器開合、電容充電、電機運轉、集成電路開關工作等都可能成為干擾源。另外，市電電源也并非理想的50Hz正弦波，而是充滿各種頻率噪聲，是個不可忽視的干擾源。抑制方法可以采用低噪聲電路、瞬態(tài)抑制電路、旋轉裝置抑制電路、穩(wěn)壓電路等;器件的選擇則盡可能采用低噪聲、高頻特性好、穩(wěn)定性高的電子元件。要注意，抑制電路中不適當?shù)钠骷x擇可能會產生新的干擾源。

　　二、切斷電磁干擾耦合途徑

　　電磁干擾耦合途徑主要為傳導和輻射兩種。噪聲經導線直接耦合到電路中最常見的。抑制傳導干擾的主要措施是串接濾波器。濾波器分為低通(LPF)、高通(HPE)、帶通(BPF)、帶阻(BEF)四種，根據(jù)信號與噪聲頻率的差別選擇不同類型的濾波器。如果噪聲頻率遠高于信號頻率，常采用LC低通濾波器，這種濾波器結構簡單，濾除噪聲效果也較好。但是對于軍用或TEMPEST技術以及要求較高的民用產品，則必須采用穿心式濾波器。

　　穿心式濾波器(Feed-thruFilters)也稱為穿越式濾波器，電路結構有C型、T型和LC型，其特點在于高頻特性優(yōu)良，可工作在1GHz以上。這是其“同軸”性質決定的，由于它無寄生電感，提高了自諧頻率。穿心式濾波器體積小、重量輕，允許電流大大，可廣泛用于各種不同場合。

　　對于通過供電電源線傳導的噪聲可以用電源濾波器來濾除。只符合VDE0871標準的電源濾波器在30K-30MHZ范圍內插入損耗為20-100dB。電源濾波器不僅可以接在電網輸入處，也可接在噪聲源電路的輸出處，以抑制噪聲輸出，而且交直流兩用。電源濾波器端口分高阻和低阻兩端，應根據(jù)輸入及負載阻抗不同來選擇正確的接法。連接的原則是依照阻抗最失配，即高阻輸入端接濾濾器阻端，低阻負載端接濾波器高阻端;反之亦然。

　　對傳輸線路及印刷電路板的布線設計，應注意進線與出線、信號線與電源線盡量分開。對于重點線路可采用損耗線濾波器、三端子電容、磁環(huán)等器件進行干擾抑制。對于接口端，國外有帶濾波的D型、圓形、方形連接器產品，這類連接器是在普通連接器上加裝電容或電感，構成濾波電路，其特點是不占用。PCB空間，不增加體積，這對于現(xiàn)代元件高密度設計極為重要。最近，國內也有廠家生產，質量不低于國外水平，可以替代進口。

　　對于輻射干擾，主要措施是采用屏蔽技術和分層技術。屏蔽技術是一門科學，選擇適當?shù)钠帘尾牧?，在適當?shù)奈恢闷帘?，對屏蔽效果至關重要。尤其是屏蔽室的設計?？晒┻x擇的屏蔽材料種類繁多，有各種金屬板、指形鈹銅合金簧片、銅絲網、編織銅帶、導電橡膠、導電膠、導電玻璃等等。應根據(jù)需要選擇。屏蔽室的設計應充分考慮門窗、通風口、進出線口的屏蔽與搭接。除靜電屏蔽外，還需考慮磁屏蔽以及接地和接大地技術。

　　三、降低電磁敏感裝置的敏感度

　　電磁敏感裝置的敏感是一柄雙刃劍;一方面人們希望接收裝置靈敏度高，以提高對信號的接收能力;另一方面，靈敏高受噪聲影響的可能性也就越大。因此，根據(jù)具體情況采用降額設計、避設計、網絡鈍化、功能鈍化等方法是解決問題的辦法。

　　綜上所述，對于電磁干擾的抑制方法很多，可以選擇一種或多種綜合運用。但不論選擇什么方法都應從設計之初就著手系統(tǒng)電磁兼容性的考慮，而不是亡羊補牢。