一文區別差模信號、共模信號

來源：羅姆半導體社區

從一個系統的一對輸入端看，若信號的極性相反（同樣，電流的方向相反），這樣的信號為差模信號。若信號的極性相同（同樣，電流的方向也相同），這樣的信號稱為共模信號。信號都是差模形式的。噪聲既有差模形式的，也有共模形式的。若噪聲為差模形式，它與信號相疊混，無法一般區分。

除非兩者有不同的模式，因此，所有的抗干擾措施都是針對共模噪聲的。當系統的兩個輸入端阻抗不一致時，共模電流也不再平衡，此時部分共模噪聲轉化為差模噪聲，特別是當輸入信號一端為系統地線時，共模噪聲全部轉化為差模噪聲，這對抑制噪聲影響十分不利。因此，工業儀表基本上都采用差分輸入。

差模信號又稱為常模、串模、線間感應和對稱信號等，在兩線電纜傳輸回路，每一線對地電壓用符號V1和V2來表示。差模信號分量是VDIFF。純差模信號是：V1=－V2；其大小相等，相位差180°；VDIFF=V1－V2，因為V1和V2對地是對稱的，所以地線上沒有電流流過。所有的差模電流（IDIFF）全流過負載。差模干擾侵入往返兩條信號線，方向與信號電流方向一致，其一種是由信號源產生，另一種是傳輸過程中由電磁感應產生，它和信號串在一起且同相位，這種干擾一般比較難以抑制。

共模信號又稱為對地感應信號或不對稱信號，共模信號分量是VCOM，純共模信號是：VCOM=V1=V2；大小相等，相位差為0°；V3=0。干擾信號侵入線路和接地之間，干擾電流在兩條線上各流過二分之一，以地為公共回路；原則上講，這種干擾是比較容易消除的。在實際電路中由于線路阻抗不平衡，使共模信號干擾會轉化為不易消除的串擾干擾。

對于一對信號線A、B，差模干擾相當于在A與B之間加上一個干擾電壓，共模干擾相當于分別在A與地、B與地之間加上一個干擾電壓;像平?？吹降挠秒p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，受到的共模干擾電壓很接近， Ua - Ub依然沒什么變化，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。差分信號不是一定要相對地來說的，如果一根線是接地的，那他們的差值就是相對地的值了，這就是模擬電路中講過的差分電路的單端輸入情況。

差模和共模信號及其在無屏蔽對絞線中的EMC，在對絞電纜線中的每一根導線是以雙螺旋形結構相互纏繞著。流過每根導線的電流所產生的磁場受螺旋形的制約。流過對絞線中每一根導線的電流方向，決定每對導線發射噪音的程度。在每對導線上流過差模和共模電流所引起的發射程度是不同的，差模電流引起的噪音發射是較小的，所以噪音主要是由共模電流決定。

審核編輯 黃昊宇