什么是共模干扰和差模干扰？教你如何抑制这两种干扰

前言

如果你对EMC有一定的了解，你一定听过EMC测试主要测两大类干扰，一是传导，二是发射。传导噪声又可以分为两大类，一种是差模噪声，另一种是共模噪声。

共模干扰与差模干扰

什么是差模噪声和共模噪声

在下图中，表示一个线路板装在金属外壳中，我们具体来具体分析一下。在差分模式噪声中，噪声源出现在电源线两端并与电源构成串联的关系，在图中我们明显可以发现共模噪声电流的方向与电源电流的方向相同。那么我们为什么叫它差模电流呢？之所以称为“差模”，是因为输出电流和返回电流的方向相反。

差模噪声与共模噪声

那么什么是共模噪声呢？共模噪声其实就是通过杂散电容等泄漏的噪声电流通过地返回到电源线的噪声。之所以称之为“共模”噪声，是因为电源的正（+）侧和负（-）侧上的噪声电流方向相同，这样电源线的正负噪声压差为0。

如上所述，无论是共模噪声，还是差模噪声，这些类型的噪声是属于传导辐射。但是，由于噪声电流在电源线中流动，因此仍然会辐射出噪声。

共模噪声和差模噪声的差异

由差模噪声引起的辐射电场强度Ed可以使用下图中的左边的公式表示，Id是差分模式下的噪声电流，r是到观察点的距离，f是噪声频率。差模噪声会产生噪声电流环路，因此环路面积S成为影响差模噪声强度的重要因素。由公式可知，如果其他元素不变，较大的环路面积，电场强度会更高。

由共模噪声引起的辐射的电场强度Ec可以由下图中右边的公式表示。电缆长度L是一个重要的影响因素。

计算实例

下图中是一个计算实例，当然，由于实际应用中的线缆一般比较复杂，一般只能定性分析，通过这个例子我们可以得出重要的结论，对于相同的噪声电流值，共模噪声引起的辐射干扰强度要大得多在这个示例中，共模噪声干扰强度大约是差模噪声强度的100倍。所以在考虑解决辐射的措施时，应记住，应对共模噪声的措施尤为重要。当然这不是说差模干扰就不用管了，只是要有侧重点。

计算实例

总结

总结一下，为了减小差分模式噪声，我们采取的最基本措施是通过使用双绞线电缆来减小环路面积S，对于共模噪声，尽可能缩短电缆长度。联想我们在进行PCB布线时，经常看到的一句话就是走线要避免形成大的地环路，其实基于减弱差模噪声干扰的考虑。

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