5-2-9 共模和普通模式的特征

(1) 普通模式噪声的产生取决于电路运行

当电路运行时,电流在普通模式下流动。因此,电路运行自然而然地产生普通模式噪声。例如,打开和关闭电源开关造成的浪涌,或者数字信号中包含的谐波成分,在产生后就会立即导致普通模式。

这可以理解为,当噪声传输路径中电流出现轻微不平衡时,成分以共模的形式出现。

(2) 屏蔽对共模噪声可能无用

若要使屏蔽(特别是静电屏蔽)发挥作用,就需要连接到接地。但是,如果产生共模噪声,噪声通常也会越过屏蔽的接地。因此,共模电流也会流经屏蔽并从作为天线的屏蔽发射噪声。

前已述及,将屏蔽连接到传导共模的接地无法屏蔽噪声。若要使屏蔽发挥作用,首先就需要搭建可靠的接地。这就是非常难以抑制共模噪声的原因。

(3) 如何屏蔽共模噪声

若要搭建使屏蔽发挥作用的可靠接地,就要建立起屏蔽罩将噪声源和浮动静电容量围住(图5-2-21),然后屏蔽罩本身作为接地。(这被称为“法拉第笼”)

这时,共模电流的回流路径经过屏蔽而不是大地。在这种状态下,可以认为共模噪声已经被消除了。这是因为观察整个电缆(包括屏蔽)时,总电流变为零。

尽管这种屏蔽结构是理想的,但一般会规模较大且价格不菲。

Example of shield structure that can eliminate common mode

图5-2-21 可以消除共模的屏蔽结构示例

(4) 共模连接到哪里?

关于图5-2-3(b)中共模噪声源或浮动静电容量的连接点,不必在电路内布置一个特定的连接点。但是,因为接地通常是电路中超大部分且会成为电压基准点,可以考虑将其连接至接地。

因此,在接地对大地有电压的状态下,可以说共模噪声被感应了。

(5) 观察共模和普通模式

通过使用能够抓牢整个电缆的电流探针,可以确定共模噪声是否在电缆中流动。普通模式电流不会造成电流探针有任何输出。

相反,共模噪声的线路电压始终为零。因此,使用差动探针测量线路电压时,探针通过排除共模测量普通模式电压。


5-2. 噪声的导体传导 - 重点

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