電路基礎(chǔ)知識之什么是共模電感/共模信號/差分信號？

共模扼流圈 （Common Mode Choke），也叫共模電感，是在一個閉合磁環(huán)上對稱繞制方向相反、匝數(shù)相同的線圈。常用于過濾共模的電磁干擾，抑制高速信號線產(chǎn)生的電磁波向外輻射發(fā)射，提高系統(tǒng)的EMC，在實際應(yīng)用中一般是在差分的信號線上加共模電感。

共模干擾，差模干擾

要明白共模電感的應(yīng)用就得先明白什么是共模干擾，差模干擾。

共模和差模都是一個相對量，共模是指兩個信號A,B相對于參考點（GND）的電勢，差模是指A,B之間的相對值。

共模干擾是指兩個信號線對地的干擾，如果環(huán)境對兩個信號線對地之間產(chǎn)生對地的同向等幅的干擾（疊加相同的電壓），那么就叫共模干擾，之所以說差分信號有很好的共模抑制，是因為差分放大器只對兩個信號的差值放大，如果是大小相等的共模干擾完全可以消除掉，（Udiff=Ua-Ub）

差模干擾又指串模，是指兩個信號線之間的差值，差模干擾相當(dāng)于兩個信號間加上了一個干擾電壓，Unoise=Ua-Ub。如下圖所示：

差分信號

等幅相位相反的兩個信號，以一個共模電壓為基準(zhǔn)做擺動，就叫差分信號。如果一端接地的話就變成單端信號了。如果A，B兩個信號的共模電壓是1.2V的話（LVDS），那么A，B是在1.2V上做350mV的差模，高低電平是由他們的差值決定的，所以能很好的抑制共模干擾，只要控制兩個信號的零點就可以控制信號的邏輯狀態(tài)了，相比單端的相對于地的閥值電平，具有抗共模干擾能力強，適合電壓傳輸，EMI少的優(yōu)點。對于差分信號為什么需要共模扼流圈，是因為差分放大器都有一個共模抑制比，超過這個CMRR，就會失真。下圖是差分的具體實現(xiàn)圖（LVDS）：

從圖中也可以看到，由于差分信號相互之間的耦合左右，所以對外的EMI也比較小。

共模電感抑制共模干擾：

根據(jù)右手螺旋定則，在同一磁環(huán)繞上方向相反的兩個線圈通過極性相同，幅值相等的兩個電壓時，產(chǎn)生的磁通相互疊加，感抗為：Xl=wL,感抗很大。差分信號產(chǎn)生的磁通就相互抵消。

差分信號的回路

當(dāng)?shù)貐⒖济娌贿B續(xù)的時候，兩根信號能提供回路，但是還是和地的耦合強度大一般是以地為回路。