浅谈基于EMC的共模干扰与差模干扰以及抑制方法

电磁兼容控制技术众所周知，屏蔽、滤波、合理接地合理布局等抑制干扰的措施都是很有效的，在工程实践中被广泛采用。

但是随着用电子系统的集成化、综合化，以上措施的应用往往会与成本、质量、功能要求产生矛盾，必须权衡利弊研究出最合理的措施来满足电磁兼容性要求。

又如新的导电和屏蔽材料以及工艺方法的出现，使电磁兼容性控制技术又有了新的措施，可见电磁兼容控制技术始终是电磁兼容科学中最活跃的研究课题。

1.电磁干扰的控制策略电磁兼容学科是在早期单纯的抗干扰方法基础上发展形成的，两者的目标都是为了使设备和系统达到在共存的环境中互不发生干涉，最大限度地发挥其工作效率。

但是早期的抗干扰方法和现代的电磁兼容技术在控制电磁干扰策略思想上有着本质的差别。

单纯的抗干扰方法在抑制干扰的思想方法上比较简单，或者认识比较肤浅，主要的思路集中在怎样设法抑制干扰的传播上，因此工程技术人员处于极为被动的地位，那里有干扰就在哪里就事论事的给予解决，当然经验丰富的工程师也会采取预防措施，但这仅仅是根据经验局部的应用，解决问题的方法也是单纯的对抗式的措施。

电磁兼容技术在控制干扰的策略上采取了主动预防、整体规划和“对抗”与“疏导”相结合的方针。

人类在征服大自然各种灾难性危害中，总结出的预防和救治、对抗和疏导等一系列策略，在控制电磁危害中同样是极其有效的思维方法。

首先电磁兼容性控制是一项系统工程，应该在设备和系统设计、研制、生产、使用与维护的各阶段都充分的予以考虑和实施才可能有效。

科学而先进的电磁兼容工程管理是有效控制技术的重要组成部分。

在控制方法，除了采用众所周知的抑制干扰传播的技术，如屏蔽、接地、答接、合理布线等方法以外，还可以采取回避和疏导的技术处理，如空间方位分离、频率划分与回避、滤波、吸收和旁路等等，有时这些回避和疏导技术简单而巧妙，可以代替成本费用昂贵而质量体积较大的硬件措施，收到事半功倍的效果。

他们是精明的工程师们经常采用的控制方法。

在解决电磁干扰问题的时机上，应该由设备研制后期暴露出不兼容问题而采取挽救修补措施的被动控制方法，转变成在设备设计初始阶段就开展预测分析和设计，预先检验计算，并全面规划实施细则和步骤，做到防患于未然。

电磁干扰差模共模干扰抑制措施电磁干扰(EMI)是指在电磁环境中，由于电磁波的辐射、传导或耦合而引起的潜在问题。

在电子设备中，差模共模干扰是最常见和容易发生的电磁干扰形式之一、差模干扰是指在信号的正负两根导线上引入的干扰信号。

共模干扰是指在信号和地线之间或信号和屏蔽之间引入的干扰信号。

为了保证电子设备的正常工作，需要采取一系列抑制措施来抑制差模共模干扰。

1.使用差分信号传输：差模干扰是指在信号的正负两根导线上引入的干扰信号，而差分信号传输采用了两根互补的信号线，其中一根是信号线，另一根是信号线的反相线。

这样设计可以使得差模信号在两根导线上被平衡地引入，从而减小差模干扰的影响。

2.使用屏蔽线缆：差分信号传输可以减小差模干扰，但无法完全消除。

将信号线包裹在屏蔽层中可以进一步减小差模干扰的影响。

屏蔽线缆使用了金属屏蔽层，可以有效地吸收和屏蔽外部的电磁干扰，从而减小差模干扰。

3.采用均衡电路：在接收信号的端口，使用均衡电路可以进一步减小差模干扰的影响。

均衡电路可以将差模信号进行抵消，从而降低差模干扰对信号的影响。

4.使用差模输入输出接口：差模输入输出接口可以限制差模干扰信号的传播路径。

通过选择合适的差模输入输出接口，可以减小差模干扰信号的传播，从而减小对设备的影响。

1.接地：良好的接地可以减小共模干扰的影响。

在设计电子设备时，需要合理设置接地点，确保设备的各个部分都能够得到正确的接地。

2.屏蔽：在信号传输过程中，可以采用屏蔽层将信号线和地线之间隔离，从而减小共模干扰的影响。

屏蔽层采用金属材料制成，可以有效地吸收和屏蔽外部的电磁干扰。

3.使用滤波器：在信号线上安装共模滤波器可以减小共模干扰的影响。

共模滤波器可以选择合适的频率范围，将共模干扰信号滤除，从而保证信号的质量。

4.绕线方式：在布线时，可以通过适当的绕线方式来减小共模干扰的影响。

例如，采用环形绕线、交叉绕线等方法，可以使得信号线和地线之间的耦合减小，从而减小共模干扰。

单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术单片机硬件设计中的电磁兼容性（EMC）与干扰抑制技术引言在现代电子设备中，单片机（Microcontroller Unit，MCU）起到了至关重要的作用。

单片机的硬件设计必须考虑电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）和抑制干扰的技术。

本文将介绍单片机硬件设计中的EMC兼容性和干扰抑制技术，包括电磁干扰的来源、EMC设计要求、常用的干扰抑制技术以及正确的布线和接地技巧。

一、电磁干扰的来源电磁干扰可以由各种外部和内部因素引起。

以下是一些常见的电磁干扰来源：1. 射频辐射：包括无线通信、雷达或其他射频电源等设备产生的电磁波。

2. 电源线干扰：来自交流电源线的噪声，如谐波和干扰信号。

3. 开关电源：开关电源高频噪声会通过电源线和地线传播到其他电子设备中。

4. 过电压和静电放电：电气设备的开关、电磁阀等在操作时可能产生过电压和静电放电。

5. 瞬态电压：包括闪电击中电力线、开关电源的瞬态电压等。

二、EMC设计要求为了满足EMC设计要求，单片机硬件设计应考虑以下方面：1. 辐射和传导：抑制电磁辐射和传导干扰，以确保设备不会对其他设备产生干扰。

2. 抗干扰：增强设备的抗干扰能力，使其能够正常工作并受到外部干扰的影响较小。

3. 地址线、数据线和控制线的布局：合理的布局可以减少交叉耦合和串扰，降低电磁干扰。

4. 接地：良好的接地设计可以降低共模噪声和差模噪声，提高设备的抗干扰能力。

5. 输入输出端口的保护：通过使用适当的保护电路来保护单片机的输入输出端口，防止它们受到外部电磁干扰的损坏。

三、干扰抑制技术1. 滤波器：采用适当的滤波器可以抑制进入单片机的高频噪声。

常见的滤波器包括RC滤波器和LC滤波器。

2. 屏蔽：通过在关键部件周围添加屏蔽罩或屏蔽层，可以有效地防止电磁波的干扰。

3. 地线设计：良好的接地设计可以减少回路的回流电流，降低共模噪声，并提高设备的抗干扰能力。

共模干扰与差模干扰一、共模干扰(1)什么是共模干扰共模干扰是两个幅度相同，相位相同的信号。

在两个设备之间传输电源或者信号的传输线至少有两根，如图1所示：图1在上图模型中，电源或者信号在传输过程中一般有三种可能会产生共模干扰。

第一种：外界电磁场在传输线1和传输线2上同时感应出电压，由此感应电压产生感应电流并在传输线上传播，如图2所示：图2第二种：设备1和设备2的接地点GND1和GND2电位不相同，导致实际的两个设备之间存在压差，从而产生感应电流在两根传输线上传播，如图3所示：图3第三种：传输线1和传输线2与图1中GND也就是大地存在电位差，也就是两个导线做去路，地线做来路，这样电缆上同样也会存在共模电流，如图4所示：图4(2)如何抑制共模干扰知道了什么是共模干扰以及其产生的缘由，那么抑制共模干扰就有了头绪。

通常采用以下方法减小共模干扰的影响：1．屏蔽和绝缘：使用屏蔽电缆或屏蔽盒，以阻止外部干扰信号进入信号线或电路。

2．差分信号：使用差分信号传输，其中信号由两个相对的信号线组成，共模干扰信号会在两个线上产生相同的影响，从而在接收端可以被抵消。

3．地线设计：优化地线和接地系统，以减小地线噪声和共模干扰。

4．滤波器：使用共模电感来去除共模干扰信号，通常是在接收端或信号处理器中使用。

二、差模干扰(1)什么是差模干扰差模干扰是两个幅度相同，方向相反的信号。

差模干扰就是线与线之间的干扰，指电源与设备之间的传导线构成的回路中存在的电压尖峰、跳动等。

模型如图5所示图5(2)如何抑制差模干扰1．使用差模电感：差模电感是通过将两个同向匝数相同的线圈按照特定规则绕制而成的。

它的理论特性是在差模电流下表现出高阻抗，而在共模电流下则表现为零阻抗。

在电路中，差模电感的主要功能是消除电路中的差模信号。

2．使用差模电容：电容的阻抗随频率变化特性是Z=1/(2πfC)，可见差模干扰的频率越高，电容对其的阻抗越低。

我们可以利用这个特性将差模干扰旁路掉。

共模干扰与差模干扰共模干扰（Common-mode）：两导线上的干扰电流振幅相等，而方向相同者称为共模干扰。

共模电流一般情况下，电缆上产生共模电流的原因有三个方面: 一个是外界电磁场在电缆中所有导线上感应出来的电压（这个电压相对于大地是等幅同相的），这个电压产生电流；另一个原因是电缆两端的设备所接的地电位不同，在这个地电位的驱动下产生电流; 第三个原因是设备上的电缆与大地之间的电位差，这样电缆上会有共模电流。

如果设备在其电缆上产生共模电流，电缆会产生强烈的电磁辐射，对电子、电气产品元器件产生电磁干扰，影响产品的性能指标。

另外，当电路不平衡时，共模电流会转变为差模电流，差模电流对电路直接产生干扰影响。

对于电子、电气产品电路中的信号线及其回路而言:差模电流流过电路中的导线环路时，将引起差模辐射，这种环路相当于小环天线，能向空间辐射磁场，或接收磁场。

因此，必须限制环路的大小和面积。

如何识别共模干扰1）从干扰源判断：雷电、附近发生的电弧、附近的电台或其它大功率辐射装置在电缆上产生的干扰是共模干扰。

2）从频率上判断：共模干扰主要集中在1MHz以上。

这是由于共模干扰是通过空间感应到电缆上的，这种感应只有在较高频率时才容易发生。

但有一种例外，当电缆从很强的磁场辐射源（例如，开关电源）旁边通过时，也会感应上频率较低的共模干扰。

3）用仪器测量：只要有一台频谱分析仪和一只电流卡钳就可以进行测量、判断了，判断的步骤如下：将卡钳卡在信号线或地线（火线或零线）上，记录下某个感兴趣频率（f1）的干扰强度；/将卡钳同时卡住信号线和地线，若能观察到（f1）处的干扰，则（f1）干扰中包含共模干扰成份，要判断是否仅含共模成份，进行步骤三的判别；将卡钳分别卡住信号线和地线，若两根线上测得的（f1）干扰的幅度相同，则（f1）干扰中仅含共模成份；若不相同，则（f1）干扰中还包含差模成份。

消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）不要和电控锁等易产生干扰的设备共用同一个电源（5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV) （6）使用差分式电路差模干扰（Differential-mode）：两导线上的干扰电流，振幅相等，方向相反称为差模干扰。

共模干扰与差模干扰1，第一章共模干扰：一般指在两根信号线上产生的幅度相等，相位相同的噪声。

差模干扰：则是幅度想等，相位相反的的噪声。

常用的差分线对共模干扰的抗干扰能力就非常强。

干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。

其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。

共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。

共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。

共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。

共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。

差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。

消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线；共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。

消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)在一般情况下，差模信号就是两个信号之差，共模信号是两个信号的算术平均值。

共模抑制比：差模信号电压增益与共模信号电压增益的比值，说明差分放大电路对共模信号的抑制能力，因此共模抑制比越大越好，说明电路的性能优良传输线的共模状态：当两条耦合传输线上驱动信号的幅度与相位都相同时，称为共模传输模式。

电源线噪声：共模干扰、差模干扰-设计应用1、电源线噪声是电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的。

电源线噪声分为两大类：共模干扰、差模干扰。

共模干扰定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；差模干扰定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。

如上图, 蓝色信号是在两根导线内部作往返传输的，我们称之为"差模"；黄色信号是在信号与地线之间传输的，我们称之为"共模"。

2.1共模干扰信号共模干扰的电流大小不一定相等，但是方向（相位）相同的。

电气设备对外的干扰多以共模干扰为主，外来的干扰也多以共模干扰为主，共模干扰本身一般不会对设备产生危害，但是如果共模干扰转变为差模干扰，干扰就严重了，因为有用信号都是差模信号。

2.2差模干扰信号差模干扰的电流大小相等，方向（相位）相反。

由于走线的分布电容、电感、信号走线阻抗不连续，以及信号回流路径流过了意料之外的通路等，差模电流会转换成共模电流。

2.3共模干扰产生原因1. 电网串入共模干扰电压。

2. 辐射干扰（如雷电，设备电弧，附近电台，大功率辐射源）在信号线上感应出共模干扰，原因是交变的磁场产生交变的电流，地线－零线回路面积与地线－火线回路面积不相同，两个回路阻抗不同等原因造成电流大小不同。

3.接地电压不一样，简单的说就电位差而造就了共模干扰。

4.设备内部的线路对电源线造成的共模干扰。

2.4共模干扰电流共模干扰一般是以共模干扰电流存在的形式出现的，一般情况下共模干扰电流产生的原因有三个方面：1. 外界电磁场在电路走线中的所有导线上感应出来电压（这个电压相对于大地是等幅和同相的），由这个电压产生的电流。

2. 由于电路走线两端的器件所接的地电位不同，在这个地电位差的驱动下产生的电流。

3. 器件上的电路走线与大地之间有电位差，这样电路走线上会产生共模干扰电流。

2.5注意事项1.器件如果在其电路走线上产生共模干扰电流，则电路走线会产生强烈的电磁辐射，对电子、电气产品元器件产生电磁干扰，影响产品的性能指标；2.当电路不平衡时，共模干扰电流会转变为差模干扰电流，差模干扰电流对电路直接产生干扰影响。

emc滤波器原理
EMC滤波器是一种用于抑制电磁干扰的装置，它采用特定的
电路设计和元件配置来消除或减弱电磁波的干扰信号，以保证系统正常运行。

EMC滤波器原理主要包括共模滤波和差模滤
波两种方式。

共模滤波是指滤除信号源和设备之间的电磁干扰信号，其工作原理是通过使用共模电感和共模电容来形成一个共模回路，将共模干扰信号引入该回路中，从而实现滤波的效果。

共模回路的电感和电容参数是根据信号源和设备的特性来确定的，以达到最佳的滤波效果。

差模滤波是指滤除设备内部差模信号的干扰，其工作原理是通过使用差模电感和差模电容来形成一个差模回路，将差模干扰信号引入该回路中，隔离差模干扰信号影响正常信号传输。

差模回路的电感和电容参数也是根据设备的特性来确定的，以达到最佳的滤波效果。

EMC滤波器可以根据具体需求设计出不同类型的滤波器，如LC滤波器、RC滤波器、Pi型滤波器等。

这些滤波器都使用
不同的电感、电容和电阻组合来滤除特定频率范围的干扰信号。

此外，EMC滤波器还可以根据不同的工作环境和要求，选择
合适的滤波器安装位置，如在干扰源和设备之间、设备内部甚至电源线上安装滤波器，以增强滤波效果。

总之，EMC滤波器利用共模滤波和差模滤波的原理，通过特
定的电路配置和参数设计来消除电磁干扰信号，确保系统的正
常运行。

不同的滤波器类型和安装位置选择可以根据具体需求来进行定制，以满足不同的电磁兼容性要求。

共模干扰与‎差模干扰的‎成因与应对‎共模干扰：一般指在两‎根信号线上‎产生的幅度‎相等，相位相同的‎噪声。

差模干扰：则是幅度想‎等，相位相反的‎的噪声。

常用的差分‎线对共模干‎扰的抗干扰‎能力就非常‎强。

干扰类型通‎常按干扰产‎生的原因、噪声干扰模‎式和噪声的‎波形性质的‎不同划分。

其中：按噪声产生‎的原因不同‎，分为放电噪‎声、浪涌噪声、高频振荡噪‎声等；按噪声的波‎形、性质不同，分为持续噪‎声、偶发噪声等‎；按噪声干扰‎模式不同，分为共模干‎扰和差模干‎扰。

共模干扰和‎差模干扰是‎一种比较常‎用的分类方‎法。

共模干扰是‎信号对地的‎电位差，主要由电网‎串入、地电位差及‎空间电磁辐‎射在信号线‎上感应的共‎态（同方向）电压迭加所‎形成。

共模电压有‎时较大，特别是采用‎隔离性能差‎的配电器供‎电室，变送器输出‎信号的共模‎电压普遍较‎高，有的可高达‎130V以‎上。

共模电压通‎过不对称电‎路可转换成‎差模电压，直接影响测‎控信号，造成元器件‎损坏（这就是一些‎系统I/O模件损坏‎率较高的主‎要原因），这种共模干‎扰可为直流‎、亦可为交流‎。

差模干扰是‎指作用于信‎号两极间的‎干扰电压，主要由空间‎电磁场在信‎号间耦合感‎应及由不平‎衡电路转换‎共模干扰所‎形成的电压‎，这种让直接‎叠加在信号‎上，直接影响测‎量与控制精‎度。

差模干扰在‎两根信号线‎之间传输，属于对称性‎干扰。

消除差模干‎扰的方法是‎在电路中增‎加一个偏值‎电阻,并采用双绞‎线；共模干扰是‎在信号线与‎地之间传输‎，属于非对称‎性干扰。

消除共模干‎扰的方法包‎括：（1）采用屏蔽双‎绞线并有效‎接地（2）强电场的地‎方还要考虑‎采用镀锌管‎屏蔽（3）布线时远离‎高压线，更不能将高‎压电源线和‎信号线捆在‎一起走线（4）采用线性稳‎压电源或高‎品质的开关‎电源(纹波干扰小‎于50mV‎)在一般情况‎下，差模信号就‎是两个信号‎之差，共模信号是‎两个信号的‎算术平均值‎。

减小共模辐射和差模辐射的方法减小共模辐射和差模辐射是电磁兼容性(EMC)设计中的重要问题。

共模辐射是指信号和地线之间的电磁波辐射，差模辐射是指信号对之间的电磁波辐射。

这些辐射问题可能会导致设备之间的互相干扰和电磁波辐射对周围环境的干扰，因此需要有效地减小这些辐射。

以下是几种减小共模辐射和差模辐射的方法：1. 地线设计：通过合理设计地线布局，可以减小共模辐射。

地线应该尽可能接近信号线，并在设计中使用大面积的地面平面来提供良好的地接地。

2. 滤波器：使用滤波器可以有效地减小共模辐射和差模辐射。

共模滤波器可以用于抑制共模干扰，差模滤波器可以用于抑制差模干扰。

这些滤波器可以在信号源和接受器之间插入，以减小辐射。

3. 屏蔽设计：在电路板设计中使用屏蔽是减小共模辐射和差模辐射的有效方法。

屏蔽可以阻止电磁波通过屏蔽材料的传播，从而减小辐射。

屏蔽设计包括金属屏蔽罩、屏蔽线和屏蔽垫等。

4. 接地设计：良好的接地设计可以减小共模辐射和差模辐射。

接地系统应该是低阻抗的，且能够提供良好的地接地。

同时，应该避免共享接地回路，以减小辐射。

5. 信号布线：合理的信号布线可以减小共模辐射和差模辐射。

应该尽量减小信号线的长度，避免信号线与地线或其他信号线平行布线。

6. 电磁屏蔽材料：在敏感的电路板或设备上使用电磁屏蔽材料可以有效地减小共模辐射和差模辐射。

这些材料可以吸收和反射电磁波，从而减小辐射。

综上所述，通过合理的地线设计、滤波器、屏蔽设计、接地设计、信号布线和电磁屏蔽材料的使用，可以有效地减小共模辐射和差模辐射，提高设备的电磁兼容性。

这些方法需要在设计过程中充分考虑，并根据具体的应用需求进行调整。

在 EMC（Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性）的上下文中，共模（Common Mode）和差模（Differential Mode）是描述信号传输或电路中信号处理方式的两个重要概念。

它们主要用于描述电路中信号的特性和干扰的来源。

1. 共模（Common Mode）：
- 共模信号是指在电路中两个信号引线（通常是成对的导线）同时保持相同的电压变化。

换句话说，共模信号是两个信号之间的电压差保持不变。

在传输线路或电缆中，共模信号可能是由于外部干扰（例如电磁辐射或接地问题）引起的，也可能是由于线路不平衡引起的。

- 共模信号通常被认为是对系统造成干扰的主要来源之一。

因为它们会影响整个电路或系统，导致不良的工作性能或传输错误。

2. 差模（Differential Mode）：
- 差模信号是指在电路中两个信号引线之间存在相对的电压变化。

换句话说，差模信号是两个信号之间的电压差随着时间变化。

在差模传输中，信号是通过两个相对的信号线（如一对平衡传输线）传输的，这样可以更好地抵抗外部干扰。

- 差模传输通常被认为是在电磁兼容性方面更可靠和抗干扰的。

因为它们能够在信号接收端通过比较两个相对的信号来消除共模干扰，从而获得较高的信号完整性和抗干扰性。

在实践中，电路和电缆设计通常会考虑如何减小共模干扰，例如通过使用屏蔽电缆、良好的接地设计以及差模传输等方法来提高电路的EMC 性能。

因此，理解共模和差模的概念对于设计抗干扰电路和系统具有重要意义。

共模干扰与差模干扰的成因与应对共模干扰：一般指在两根信号线上产生的幅度相等，相位相同的噪声。

差模干扰：则是幅度想等，相位相反的的噪声。

常用的差分线对共模干扰的抗干扰能力就非常强。

干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。

其中：按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。

共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法.共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。

共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。

共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。

差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。

消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻，并采用双绞线；共模干扰是在信号线与地之间传输,属于非对称性干扰。

消除共模干扰的方法包括：(1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线(4)采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)在一般情况下，差模信号就是两个信号之差，共模信号是两个信号的算术平均值.共模抑制比：差模信号电压增益与共模信号电压增益的比值，说明差分放大电路对攻模信号的抑制能力，因此共模抑制比越大越好,说明电路的性能优良传输线的共模状态：当两条耦合传输线上驱动信号的幅度与相位都相同时，称为共模传输模式。

包含共模电感的滤波电路，La和Lb就是共模电感线圈。

这两个线圈绕在同一铁芯上，匝数和相位都相同(绕制反向)。

这样，当电路中的正常电流流经共模电感时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼)；当有共模电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，达到滤波的目的。

事实上，将这个滤波电路一端接干扰源，另一端接被干扰设备，则La和C1，Lb和C2就构成两组低通滤波器，可以使线路上的共模EMI信号被控制在很低的电平上。

该电路既可以抑制外部的EMI信号传入，又可以衰减线路自身工作时产生的EMI信号，能有效地降低EMI干扰强度。

小知识：漏感和差模电感对理想的电感模型而言，当线圈绕完后，所有磁通都集中在线圈的中心内。

但通常情况下环形线圈不会绕满一周，或绕制不紧密，这样会引起磁通的泄漏。

共模电感有两个绕组，其间有相当大的间隙，这样就会产生磁通泄漏，并形成差模电感。

因此，共模电感一般也具有一定的差模干扰衰减能力。

在滤波器的设计中，我们也可以利用漏感。

如在普通的滤波器中，仅安装一个共模电感，利用共模电感的漏感产生适量的差模电感，起到对差模电流的抑制作用。

有时，还要人为增加共模扼流圈的漏电感，提高差模电感量，以达到更好的滤波效果。

摘要：开关电源由于本身工作特性使得电磁干扰问题相当突出。

从开关电源电磁干扰的模型入手论述了开关电源电磁兼容问题产生的原因及种类，并给出了常用的抑制开关电源电磁干扰的措施、滤波器设计及参数选择。

<BR>关键词：开关电源；电磁干扰；分析与抑制0 引言近年来，开关电源以其效率高、体积小、输出稳定性好的优点而迅速发展起来。

但是，由于开关电源工作过程中的高频率、高di/dt和高dv/dt使得电磁干扰问题非常突出。

国内已经以新的3C认证取代了CCIB和CCEE认证，使得对开关电源在电磁兼容方面的要求更加详细和严格。

电磁兼容中差模与共模干扰及抑制技术于　虹(国家计算机外设质检中心,杭州310012)摘　要　本文分析了引起差模和共模干扰现象的原因,提出了测量和确定辐射场源特性的方法,对差模干扰和共模干扰提出了抑制方法。

关键词　电磁兼容　差模干扰　共模干扰一、引起差模与共模干扰的物理原因电磁兼容辐射干扰问题主要来自电路中的电流突变产生的磁场变化或电压突变产生的电场变化;当把距辐射源的距离与波长Κ作比较作为近场与远场区域的分界点(一般把距离νΚ的区域定义为近场区域,把距离µΚ的区域定义为远场区域),若近场范围以磁场为主时,表明它与差模电流有密切关系,而电场与共模电流有密切关系。

电流的变化会引起电压的变化,反之亦然。

但在实际电路中是其中之一占主导地位。

辐射源的阻抗决定着近场是以磁场为主还是以电场为主。

一般来讲,磁场是由仪器中某一局部回路产生的,这些回路可以分解为不同的模式。

电路中的阻抗概念是正确理解问题的一个重要概念,这里所提及的阻抗是指在特定辐射频率下的总的阻抗,这与通常所理解的阻抗概念有所不同。

比如,电路中的连结器常被认为是低阻抗,但在高频条件下由于电路中的感应现象而实际上呈高阻抗。

在一个电路中所有导线变为高阻抗的最常见方式就是线路中接地线显著的感应现象,在有些频率下,地线被感应成为高阻抗状态。

对于整个线路来讲,地线实际上是以高阻抗状态与线路中其它线相串联起来了。

在这种情形下,通过电容耦合形成回流。

低阻场或者由电流产生的场,主要是磁场,在近场处以磁场为主。

低阻场与低阻源相联系,也就是说与差模干扰有密切关系。

二、确定差模与共模干扰的诊断技术低源阻抗引起电流变化的场,这决定了在近场区域以磁场为主,反之亦然,这就是确定辐射是否为差模干扰的基础。

测量场阻的变化采用近场探头和频谱分析仪联合进行,其仪器配置及测试方法见图1所示。

设E∶E场场强; H∶H场场强;P F∶探头性能因子;Z∶场阻抗;则H=V h+P F h-52;E=V e+P F e;Z= 10(e-h) 20;若Z<3778,那么d i d t是主要的,辐射可能是差模;若Z>3778,d v d t是主要的,辐射可能是共模的。

东莞市恒永电磁科技有限公司 共模干扰与差模干扰
拟制： 雷春华
时间: 2011年10月
一． 差模干扰
1．1差模干扰：简单的说就线与线的干扰。

图1
1．2．差模干扰产生的原因
差模干扰中的干扰是起源在同一电源线路之中（直接注入）。

如同一线路中工作的电机，开关电源，可控硅等，他们在电源线上所产生的干扰就是差模干扰。

1．3如何影响设备。

差模干扰直接作用在设备两端的，直接影响设备工作，甚至破坏设备。

（表现为尖峰电压，电压跌落及中断。

）
1．4如何滤除差模干扰
主要采用差模电感和差模电容。

1．4-1差模电感的工作原理
1．4-2 差模电容工作原理。

二． 共模干扰
2．1．共模干扰：就是共同对地的干扰。

2．2共模干扰产生的原因很多。

主要有以下几点：
2．3如何影响设备。

2．4如何滤除共模干扰（共模电感 共模电容）
1．4-2共模电容工作原理。

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。