共模、差模信號的關鍵特性和噪音的抑制方法

差模輻射噪音是圖7電纜中的信號電流環(huán)路所產生的輻射。這種噪音產生的電場強度與電纜到觀測點的距離成反比,與頻率的平方成正比,與電流和電流環(huán)路的面積成正比。因此,減小這種輻射的方法是在信號輸入端加LC低通濾波器阻止噪音電流流進電纜;使用屏蔽電纜或扁平電纜,在相鄰的導線中傳輸回流電流和信號電流,使環(huán)路面積減小。

共模傳導噪音是在設備內噪音電壓的驅動下,經過大地與設備之間的寄生電容,在大地與電纜之間流動的噪音電流產生的,如圖9所示。減小共模傳導噪音的方法是在信號線或電源線中串聯共模扼流圈、在地與導線之間并聯電容器、組成LC濾波器進行濾波,濾去共模傳導噪聲。其電路如圖10所示。共模扼流圈是將電源線的零線和火線（或回流線和信號線）同方向繞在鐵氧體磁芯上構成的,它對線間流動的差模信號電流和電源電流阻抗很小,而對兩根導線與地之間流過的共模電流阻抗則很大。共模輻射噪音是由于電纜端口上有共模電壓,在其驅動下,從大地到電纜之間有共模電流流動而產生的。輻射的電場強度與電纜到觀測點的距離成反比,（當電纜長度比電流的波長短時）與頻率和電纜的長度成正比。減小這種輻射的方法有：通過在線路板上使用地線面來降低地線阻抗,在電纜的端口處使用LC低通濾波器或共模扼流圈。另外,盡量縮短電纜的長度和使用屏蔽電纜也能減小輻射。

在有些電路中也可接入圖11所示的抗干擾變壓器來防止差模和共模噪音。

4、變壓器與噪音傳導

理想變壓器理論上是完美的電路元件,它能用完美的磁耦合在初級和次級繞組之間傳送電能。理想變壓器只能傳送交變的差模電流。它不能傳送共模電流,因為共模電流在變壓器繞組兩端的電位差為零,不能在變壓器繞組上產生磁場。

實際變壓器初級和次級繞組之間有一個很小但不等于零的耦合電容CWW,見圖12。這個電容是繞組之間存在非電介質和物理間隙所產生的。增加繞組之間的空隙和用低介電常數的材料填滿繞組之間的空間就能減小繞組之間電容的數值。電容Cww為共模電流提供一條穿過變壓器的通道,其阻抗是由電容量的大小和信號頻率來決定的。

5、共模扼流圈

對于理想的單磁芯、雙繞組的共模扼流圈,將不考慮在實際扼流圈中或多或少存在的雜散阻抗（Cww,DCR,Cp等）的影響。這樣的假設是合理的,因為一個好的扼流圈設計,它的雜散阻抗和電路的源阻抗、負載阻抗相比是可以忽略的。

5.1 理想共模扼流圈對差模信號的效應

差模電流以相反的方向流過共模扼流圈的繞阻,建立大小相等,極性相反的磁場,它能使輸出相互抵消,見圖13。這就使共模扼流圈對差模信號的阻抗為零。差模信號能不受阻地通過共模扼流圈。

5.2 理想共模扼流圈對共模信號的效應

共模電流以相同的方向流過共模扼流圈繞組的每一邊,見圖14,它建立大小相等相位相同的相加磁場。這一結果就使共模扼流圈對共模信號呈現高阻抗,使通過共模扼流圈的共模電流大大地減弱。實際減弱量（或共模抑制量）取決于共模扼流圈阻抗和負載阻抗大小之比。

6、有中心抽頭的自耦變壓器

自耦變壓器是以定向電流傳遞方式實現能量傳輸的。對于理想的自耦變壓器[2],不考慮實際或多或少存在的雜散阻抗（Cww,DCR,Cp等）的影響。這樣的假設是合理的,因為一個好的自耦變壓器設計,它的雜散阻抗和電路的源阻抗、負載阻抗相比是可以忽略的。