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EMC 啟航:差模信號(hào)與共模信號(hào)

02/29 14:47
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我想大多數(shù)電子行業(yè)從業(yè)人員第一次聽到差模和公模,都是源自于放大器部分的學(xué)習(xí)過程,這里有一種電路差分放大電路,他可以抑制共模信號(hào)。

其實(shí)很多中文的概念本身就迷惑人,不如直接講述原理,一個(gè)概念是怎么被發(fā)現(xiàn)然后被定義的,這段歷史講清楚,叫什么??赡芤簿筒恢匾恕?/p>

工作中也經(jīng)常遇到這樣的人,喜歡用專業(yè)名詞加強(qiáng)溝通的障礙,你身邊肯定有這樣的人。

定義一個(gè)名詞或者縮語,本質(zhì)是為了雙方都懂的人提供溝通的便利,然而總是有那么一部分人喜歡利用這個(gè)信息差,你越是不懂,他越是整這樣的縮語進(jìn)行強(qiáng)奸式表達(dá),也不獨(dú)怪他,就有那么一些領(lǐng)導(dǎo)不認(rèn)為是被強(qiáng)迫,反而誠意相迎。

好了,扯遠(yuǎn)了,我們把淡撤回來,說說什么是差模信號(hào)和共模信號(hào)吧,我用個(gè)人的理解來說明,不是定義,不保證絕對(duì)正確。

首先,我認(rèn)為之所以分為共模和差模信號(hào),一定是針對(duì) 2條以上的傳輸線來說的。

如果是一條傳輸線的話,我不知道跟誰差,也不知道跟誰共。

其次,我感覺這個(gè)共模信號(hào)并沒有什么卵用,我實(shí)在想不出我們的電路系統(tǒng)中需要一個(gè)共模信號(hào),如果有,我用一條線傳輸就好了。

基于上面的兩點(diǎn),我們先看看對(duì)我們有用的差模信號(hào)。

任何電信號(hào)的傳遞都是電流閉環(huán)的傳遞,請(qǐng)記住這句話!

我們假設(shè)我要用我的 IO 口給你的 IO 傳輸一個(gè)高電平,通知你該學(xué)習(xí)了,那么整個(gè)回路應(yīng)該如下圖所示,是一個(gè)電流的閉環(huán),而不是傳遞一個(gè)電壓過去就結(jié)束了。

如上圖中的電流 I1 和電流 I2,他們一定是同一個(gè)電流,不管 Connect 怎么連接,繞多遠(yuǎn),電流從我的IO口出來,必須得再從我的 GND 上回來,因此,我們說任何信號(hào)的傳遞,都是一個(gè)電流的閉環(huán)傳遞。

我們把一來一去的兩根線叫做一對(duì)傳輸線,那么上面的電流從我們的視角看來是大小相同,方向相反的,因此它就是所謂的差模信號(hào)。

共模信號(hào)是怎么來的呢?

人類生活在地球上面,那就不能看人類自己,不能忽略地球的存在,我把上面的IO 通信模型再畫完整一些。

看到了沒,我在電路的下面增加了一個(gè)大地,人都站在地面上,更何況電路呢?是吧?

那么這個(gè)時(shí)候,如果天空閃過一道閃電,正好擊中在我的 Vcc 部位,勢(shì)必會(huì)讓我的 IO 以及我的 VSS上面都拉高一下,雖然拉的很高,但是只是一瞬。不過這個(gè)脈沖信號(hào)就會(huì)通過那一對(duì)傳輸線傳輸給你一部分,然后從你的腳上進(jìn)入大地。

這個(gè)信號(hào)就是我們要聊的共模信號(hào)。

為什么這個(gè)共模信號(hào)要這樣傳輸呢?跟大地有什么關(guān)系呢?

我們得從“任何電信號(hào)的傳遞都是電流閉環(huán)的傳遞”這句話來突破,先在電路模型中找到這個(gè)閉環(huán)電流吧。

雷電的本質(zhì)是云朵和大地中間形成了一個(gè) big 電容,這個(gè) big-C 電壓太高了,于是擊穿了空氣,找到了一條阻抗最小的路徑跑了下來。

好巧不巧,咱倆握手的時(shí)候,正好在這條路徑上,那么就會(huì)有一部分電流從咱倆的頭部穿過身體,從鞋底和大地的寄生電容上流出去,回流到那個(gè) big-C 的負(fù)極。

其實(shí),這也是一個(gè)放電回路而已,只不過在我們這個(gè)局部的電路板上看來,只是一個(gè)沒頭沒尾的電流,那必然對(duì)于我們的局部電路來說是干擾無疑了。

那研究電路設(shè)計(jì)的人不能每次都把外面這個(gè)環(huán)路講一遍,在討論局部如何處理這個(gè)脈沖電流吧,于是咱們給他起個(gè)名字吧:流在咱自己田里的都叫差模,別人流到我們的田里的都叫差模。

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