共模信號與差模信號辨析

 

差模又稱串模，指的是兩根線之間的信號差值；而共模噪聲又稱對地噪聲,指的是兩根線分別對地的噪聲。

 

對於一對信號線A、B，差模幹擾相當於在A與B之間加上一個幹擾電壓

，共模幹擾相當於分別在A與地、B與地之間加上一個幹擾電壓。

 

像平常看到的用雙絞線傳輸差分信號就是為了消除共模噪聲，原理很簡單，兩線擰在一起
，受到的共模幹擾電壓很接近， Ua - Ub依然沒什麼變化，當然這是理想情況。比如
，RS422/485總線就是利用差分傳輸信號的一種具體應用。

 

實際應用中，溫度的變化、各種環境噪聲的影響都可以視作為共模噪聲信號。但如果在傳輸過程中,兩根線的對地噪聲哀減的不一樣大,使得兩根線之間存在了電壓差,這時共模噪聲就轉變成了差模噪聲。

 

差(cha)分(fen)信(xin)號(hao)不(bu)是(shi)一(yi)定(ding)要(yao)相(xiang)對(dui)地(di)來(lai)說(shuo)的(de)，如(ru)果(guo)一(yi)根(gen)線(xian)是(shi)接(jie)地(di)的(de)
，那(na)他(ta)們(men)的(de)差(cha)值(zhi)就(jiu)是(shi)相(xiang)對(dui)地(di)的(de)值(zhi)了(le)，這(zhe)就(jiu)是(shi)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)中(zhong)講(jiang)過(guo)的(de)差(cha)分(fen)電(dian)路(lu)的(de)單(dan)端(duan)輸(shu)入(ru)情(qing)況(kuang)。

 

差分放大器，差模輸入，差模是相對共模來說的。差分是一種方式。

 

差模信號&共模信號 & 差分放大電路

 

舉例來說
，假如一個ADC有兩個模擬輸入端

，並且AD轉換結果取決於這兩個輸入端電壓之差，那麼我們說這個ADCshichafenshurude
，bingbazhelianggemonishuruduanhezaiyiqijiaozuochafenshuruduan。danshijiazaichafenshuruduanshangdedianyabingbuyidingzongshidaxiaoxiangdengfangxiangxiangfan，shenzhihenduoqingkuangxiashitongfuhaode。(注：即不一定是一正一負)我們把它們的差叫做差模輸入
，而把它們共有的量(即平均值)叫做共模輸入。

 

差分是一種電路形式的叫法....

差模是對信號的定義....(相對來說有共模..)

 

差模信號：大小相等，方向相反的交流信號。

共模信號：大小相等。方向相同。

 

在(zai)差(cha)分(fen)放(fang)大(da)電(dian)路(lu)中(zhong)，經(jing)常(chang)提(ti)到(dao)共(gong)模(mo)信(xin)號(hao)和(he)差(cha)模(mo)信(xin)號(hao)。在(zai)差(cha)分(fen)放(fang)大(da)電(dian)路(lu)中(zhong)共(gong)模(mo)信(xin)號(hao)是(shi)不(bu)會(hui)被(bei)放(fang)大(da)的(de)，可(ke)以(yi)理(li)解(jie)為(wei)三(san)極(ji)管(guan)的(de)溫(wen)漂(piao)引(yin)起(qi)的(de)電(dian)流(liu)型(xing)號(hao)，為(wei)了(le)形(xing)象(xiang)化(hua)溫(wen)漂(piao)而(er)提(ti)出(chu)了(le)共(gong)模(mo)信(xin)號(hao)
，差(cha)模(mo)信(xin)號(hao)為(wei)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)，就(jiu)是(shi)Ui,就是放大的對象。

 

在差動放大電路中
，有兩個輸入端
，當在這兩個端子上分別輸入大小相等
、相位相反的信號

，(這是有用的信號)放(fang)大(da)器(qi)能(neng)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)放(fang)大(da)倍(bei)數(shu)，我(wo)們(men)把(ba)這(zhe)種(zhong)信(xin)號(hao)叫(jiao)做(zuo)差(cha)模(mo)信(xin)號(hao)

，這(zhe)時(shi)的(de)放(fang)大(da)倍(bei)數(shu)叫(jiao)做(zuo)差(cha)模(mo)放(fang)大(da)倍(bei)數(shu)。如(ru)果(guo)在(zai)兩(liang)個(ge)輸(shu)入(ru)端(duan)分(fen)別(bie)輸(shu)入(ru)大(da)小(xiao)相(xiang)等(deng)，相(xiang)位(wei)相(xiang)同(tong)的(de)信(xin)號(hao)，(這實際是上一級由於溫度變化而產生的信號，是一種有害的東西)，我wo們men把ba這zhe種zhong信xin號hao叫jiao做zuo共gong模mo信xin號hao，這zhe時shi的de放fang大da倍bei數shu叫jiao做zuo共gong模mo放fang大da倍bei數shu。由you於yu差cha動dong放fang大da電dian路lu的de構gou成cheng特te點dian
，電dian路lu對dui共gong模mo信xin號hao有you很hen強qiang的de負fu反fan饋kui，所suo以yi共gong模mo放fang大da倍bei數shu很hen小xiao。(一般都小於1)計算公式又分為單端輸出和雙端輸出，所以有四個共模信號和差模信號是指差動放大器雙端輸入時的輸入信號。

 

共模信號：雙端輸入時，兩個信號相同。

 

差模信號：雙端輸入時

，兩個信號的相位相差180度。

 

任何兩個信號都可以分解為共模信號和差模信號。

 

設兩路的輸入信號分別為：A,B.

 

m,n分別為輸入信號A，B的共模信號成分和差模信號成分。

 

輸入信號A，B可分別表示為：A=m+n;B=m-n

 

則輸入信號A,B可以看成一個共模信號 m 和差模信號 n 的合成。

 

其中m=(A+B)/2;n=(A-B)/2。

 

差動放大器將兩個信號作差，作為輸出信號。則輸出的信號為A-B，與原先兩個信號中的共模信號和差模信號比較，可以發現：

 

共模信號m=(A+B)/2不見了，而差模信號n=(A-B)/2得到兩倍的放大。

 

這就是差模放大器的工作原理。

 

共模抑製比

 

為了說明差動放大電路抑製共模信號的能力，常用共模抑製比作為一項技術指標來衡量
，其定義為放大器對差模信號的電壓放大倍數Aud與對共模信號的電壓放大倍數Auc之比，稱為共模抑製比

，英文全稱是Common Mode Rejection Ratio
，因此一般用簡寫CMRR來表示。

 

差模信號電壓放大倍數Aud越大
，共模信號電壓放大倍數Auc越小，則CMRR越大。此時差分放大電路抑製共模信號的能力越強
，放大器的性能越好。當差動放大電路完全對稱時，共模信號電壓放大倍數Auc=0，則共模抑製比CCMR→∞，這是理想情況，實際上電路完全對稱是不存在的，共模抑製比也不可能趨於無窮大。

 

 

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