EMC電磁兼容的共模干擾與差模干 擾是什么，又該如何抑制呢？

 什么是共模與差模
電器設備的電源線(xiàn)，電話(huà)等的通信線(xiàn)，與其它設備或外圍設備相互交換的通訊線(xiàn)路，至少有兩根導線(xiàn)，這兩根導線(xiàn)作為往返線(xiàn)路輸送電力或信號，在這兩根導線(xiàn)之外通常還有第三導體,這就是"地線(xiàn)"。
電壓和電流的變化通過(guò)導線(xiàn)傳輸時(shí)有兩種形態(tài)，一種是兩根導線(xiàn)分別做為往返線(xiàn)路傳輸，我們稱(chēng)之為"差模"；另一種是兩根導線(xiàn)做去路，地線(xiàn)做返回傳輸，我們稱(chēng)之為"共模"。

如上圖，藍色信號是在兩根導線(xiàn)內部作往返傳輸的，我們稱(chēng)之為"差模"；而黃信號是在信號與地線(xiàn)之間傳輸的，我們稱(chēng)之為"共模"。
任何兩根電源線(xiàn)或通信線(xiàn)上所存在的干擾，均可用共模干擾和差模干擾來(lái)表示：
1共模干擾
共模干擾在導線(xiàn)與地（機殼）之間傳輸，屬于非對稱(chēng)性干擾，它定義為任何載流導體與參考地之間的不希望有的電位差；

共模干擾的電流大小不一定相等，但是方向（相位）相同的。電氣設備對外的干擾多以共模干擾為主，外來(lái)的干擾也多以共模干擾為主，共模干擾本身一般不會(huì )對設備產(chǎn)生危害，但是如果共模干擾轉變?yōu)椴钅８蓴_，干擾就嚴重了，因為有用信號都是差模信號。
2差模干擾
差模干擾在兩導線(xiàn)之間傳輸，屬于對稱(chēng)性干擾,它定義為任何兩個(gè)載流導體之間的不希望有的電位差。
在一般情況下，共模干擾幅度大、頻率高，還可以通過(guò)導線(xiàn)產(chǎn)生輻射，所造成的干擾較大。差模干擾幅度小、頻率低、所造成的干擾較小。

差模干擾的電流大小相等，方向（相位）相反。由于走線(xiàn)的分布電容、電感、信號走線(xiàn)阻抗不連續，以及信號回流路徑流過(guò)了意料之外的通路等，差模電流會(huì )轉換成共模電流。

二
 共模干擾產(chǎn)生原因
1、電網(wǎng)串入共模干擾電壓。
2、輻射干擾（如雷電，設備電弧，附近電臺，大功率輻射源）在信號線(xiàn)上感應出共模干擾，原因是交變的磁場(chǎng)產(chǎn)生交變 的電流，地線(xiàn)－零線(xiàn)回路面積與地線(xiàn)－火線(xiàn)回路面積不相同，兩個(gè)回路阻抗不同等原因造成電流大小不同。
3、接地電壓不一樣，簡(jiǎn)單的說(shuō)就電位差而造就了共模干擾。
4、設備內部的線(xiàn)路對電源線(xiàn)造成的共模干擾。

三
 共模干擾電流
共模干擾一般是以共模干擾電流存在的形式出現的，一般情況下共模干擾電流產(chǎn)生的原因有三個(gè)方面:
1、外界電磁場(chǎng)在電路走線(xiàn)中的所有導線(xiàn)上感應出來(lái)電壓（這個(gè)電壓相對于大地是等幅和同相的），由這個(gè)電壓產(chǎn)生的電流；
2、由于電路走線(xiàn)兩端的器件所接的地電位不同，在這個(gè)地電位差的驅動(dòng)下產(chǎn)生的電流；
3、器件上的電路走線(xiàn)與大地之間有電位差，這樣電路走線(xiàn)上會(huì )產(chǎn)生共模干擾電流。

器件如果在其電路走線(xiàn)上產(chǎn)生共模干擾電流，則電路走線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生強烈的電磁輻射，對電子、電氣產(chǎn)品元器件產(chǎn)生電磁干擾，影響產(chǎn)品的性能指標；另外，當電路不平衡時(shí)，共模干擾電流會(huì )轉變?yōu)椴钅８蓴_電流，差模干擾電流對電路直接產(chǎn)生干擾影響。
對于電子、電氣產(chǎn)品電路中的信號線(xiàn)及其回路而言：差模干擾電流流過(guò)電路中的導線(xiàn)環(huán)路時(shí)，將引起差模干擾輻射，這種環(huán)路相當于小環(huán)天線(xiàn)，能向空間輻射磁場(chǎng)，或接收磁場(chǎng)。

四
 如何識別共模干擾
1從干擾源判斷：
雷電、附近發(fā)生的電弧、附近的電臺或其它大功率輻射裝置在電纜上產(chǎn)生的干擾為共模干擾。
2從頻率上判斷：
共模干擾主要集中在1MHz以上。這是由于共模干擾是通過(guò)空間感應到電纜上的，這種感應只有在較高頻率時(shí)才容易發(fā)生。但有一種例外，當電纜從很強的磁場(chǎng)輻射源(例如，開(kāi)關(guān)電源)旁邊通過(guò)時(shí)，也會(huì )感應到頻率較低的共模干擾。
3 儀器測量：
只要有一臺頻譜分析儀和一只電流卡鉗就可以進(jìn)行測量、判斷了，判斷的步驟如下：
a. 將電流卡鉗分別卡在信號線(xiàn)或地線(xiàn)(火線(xiàn)或零線(xiàn))上，記錄下某個(gè)感應頻率(f1)的干擾強度；
b.將電流卡鉗同時(shí)卡住信號線(xiàn)和地線(xiàn)，若能觀(guān)察到(f1)處的干擾，則(f1)干擾中包含共模干擾成份，要判斷是否僅含共模 干擾成份，進(jìn)行步驟c的判別；
c.將卡鉗分別卡住信號線(xiàn)和地線(xiàn)，若兩根線(xiàn)上測得的(f1)干擾的幅度相同，則(f1)干擾中僅含共模干擾成份;若不相同，則(f1)干擾中還包含差模干擾成份。


五
 如何抑制共模干擾
共模干擾作為EMC干擾中*為常見(jiàn)且危害較大的干擾，我們抑制它*直接的方法就是濾波，這是抑制和防止共模干擾的一項重要措施。
濾波器的功能就是允許某一特定頻率的信號順利通過(guò)，而其它頻率的信號則要受到較大的抑制，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)選頻電路，它切斷了電磁干擾沿信號線(xiàn)或電源線(xiàn)傳播的路徑，另外它還是壓縮干擾頻譜的一種有效方法，當干擾頻譜不同于有用信號的頻帶時(shí)，可以用濾波器將無(wú)用的干擾信號濾除。
因此，恰當地選擇和正確地使用濾波器對抑制共模干擾是十分重要的。
如果有用信號是差模信號而干擾信號是共模信號，可使用共模電感來(lái)抑制干擾信號：


六
 共模電感的原理和抑制干擾
在電路中串入共模電感，當有共模干擾電流流經(jīng)線(xiàn)圈時(shí)，由于共模干擾電流的同向性，會(huì )在線(xiàn)圈內產(chǎn)生同向的磁場(chǎng)而增大線(xiàn)圈的感抗，使線(xiàn)圈表現為高阻抗，產(chǎn)生較強的阻尼效果，以此衰減共模干擾電流，達到濾波的目的。
當電路中的正常差模電流流經(jīng)共模電感時(shí)，電流在同相繞制的共模電感線(xiàn)圈中產(chǎn)生反向的磁場(chǎng)而相互抵消，因而對正常的差模電流基本沒(méi)有衰減作用。
1、USB 信號上的共模干擾抑制方法

USB 傳輸線(xiàn)上的信號是差分信號而干擾源是共模干擾信號，在傳輸線(xiàn)上串上共模電感能較好的抑制共模干擾，而對有用的差分信號沒(méi)有任何衰減。
電路中加入濾波器－共模電感后共模干擾信號得到有效抑制
2、共模電容抑制干擾信號方法
如果共模干擾源是在電源回路，可使用共模電容來(lái)抑制干擾信號。

在電路中引入共模電容，則共模電容提供*短的路徑使共模干擾信號被旁路，從而抑制共模干擾的產(chǎn)生 。
3、差模電容抑制干擾方法
如果電源回路同時(shí)還存在差模干擾，使用差模電容來(lái)抑制干擾。

在電路中引入差模電容，則差模電容提供*短的路徑使差模干擾信號被旁路，從而抑制差模干擾的產(chǎn)生 。

七

共模干擾作為EMC干擾中*為常見(jiàn)且危害很大的干擾，抑制它的方法除了濾波外，還可以通過(guò)對信號線(xiàn)路進(jìn)行屏蔽，在PCB 板上大面積鋪地降低地線(xiàn)阻抗來(lái)減少共模信號強度等方法。