共模与差模

共模与差模

    电压、电流的变化通过导线传输时有两种形态，即“共模”和“差模”。设备的电源线、 信号线等的通信线、与其他设备或外围设备相互交换的通信线路，至少有两根导线，这两根导线作为往返线路输送电力或信号。但在这两根导线之外通常还有第三导体，这就是“地线”。

    干扰电压和电流分为两种：一种是两根导线分别作为往返线路传输；另一种是两根导线做去路，地线做返回路传输。前者叫“差模”，后者叫“共模”。“差模”电源、信号源及其负载通过两根导线连接。流过一边导线的电流与另一边导线的电流幅度相同，方向相反。

    实际上，干扰源并不一定连接在两根导线之间。由于噪声源有各种形态，因此在两根 导线与地线之间也有电压。其结果是流过两根导线的干扰电流幅度不同。在加在两线之间的干扰电压的驱动下，两根导线上有幅度相同但方向相反的电流〈差模电流但如果同时在两根导线与地线之间加上干扰电压，两根线就会流过幅度和方向都相 同的电流，这些电流（共模合在一起经地线流向相反方向。一根导线上的差模干扰电流 与共模干扰同向，因此相加；另一根导线上的差模噪声与共模噪声反向，因此相减。因此，流经两根导线的电流具有不同的幅度。

    再来考虑一下对地线的电压。对于差模电压，一根导线上是（线间 电压丨/2，而另一根导线上是(线间电压丨/2，因而是平衡的。但共模电压，两根导线上 相同。当两种模式同时存在时，两根导线对地的电压不同。

以主板上的两条PCB走线（连接主板各元件的导线）为例，所谓差模干扰，指的是两条走线之间的干扰；而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。   差模干扰电流作用于两条信号线间，其传导方向与波形和信号电流一致；共模干扰电流作用在信号线路和地线之间，干扰电流在两条信号 线上各流过二分之一且同向，并以地线为公共回路。

  
在实际的电路中，共模干扰与差模干扰是不断相互转换的，两根导线终端与地线之间 存在着阻抗〈这个阻抗应该考虑分布参数的影响〉。这两根导线的阻抗一旦不平衡，在终端就会出现模式的相互转换，即通过导线传递的一种模式在终端反射时，其中一部分会变 换成另一种模式。另外，通常两根导线之间的间隔较小，导线与地线导体之间距离较大。 若考虑由导线产生辐射的强度，与差模电流产生的辐射相比，共模电流辐射的强度更大。