让思维跑出原理图 PCB板才能看到共模回路

差模共模定义：

1.从一个系统的一对输入端看，若信号的极性以及电流方向相同，称为共模信号。

2.从一个系统的一对输入端看，若信号的极性以及电流方向相反，称为差模信号。

如PCB中从芯片A传递一个电流信号至芯片B，并从芯片B的地管脚返回一个同样大小，相反方向的电流至芯片A的地，这是差模电流。但是由于电路在设计时导体周围存在分布电容，这些分布电容为高频的交流信号提供了一个通路。如果信号源是高频交流信号，就会有一部分电流从差模回路中逃逸出来，从空间分布电容返回信号源，这就是共模电流。

上图所示这里存在两个电流回路，差模电流回路和共模电流回路。具体多少取决于两个回路的阻抗，极端的说只有差模阻抗为0或共模阻抗为无穷大时，才不会有共模电流。

共模问题是疑难问题：

大部分情况下，差模回路旁边总会有一个金属导体（大地、参考地或金属壳体），这个导体就会成为形成共模电流返回路径的通道。这个导体通常被称为“地”。可见，大部分情况下，共模电路是通过分布电容形成的，设计师看不见也摸不到，于是成为电路分析的疑难问题。

共模问题是EMC问题的核心问题：

当一个回路处于电磁场中时，电磁场会在电回路上感应出电压，图中是一个简单的电路。在差模信号的回路中，电磁波会在此回路中感应出差模电压。这个差模电压直接叠加在信号电压上，因此会对负载产生直接影响。这个感应差模电压的大小与环路面积有直接的关系，设计者只要在电路设计时控制好环路面积（如PCB中铺设地平面），就能把差模感应电压控制在很小的范围内。

然而，电磁场还会在两根导线上同时感应出电压，由于这个电压在两根导体上幅度、相位完全相同，虽然不直接产生差模电流，但是由于空间分布电容和周围导体（地）的存在，会形成共模电流。虽然共模电压不会影响电路的工作，但是，如果负载两端对地阻抗不相同，两个导体上的共模电流也不同，就会产生差模成分，导致差模电压，影响电路的工作。

相反，产品的正常工作电路在正常差模传递时，虽然电流较大，但是由于差模回路的环路面积得到很好的控制（如铺设地平面），就不会引起较大的差模辐射。然而寄生出来的EMI共模回路，由于环路面积远远大于差模回路，就会引起较大的共模辐射，实践证明：只要微安级的共模电流就会引起EMI辐射超标；即使是数十毫安的差模电流也不会引起EMI超标。

实现差模到共模的思维转变是入门EMC学科的关键一步：

按以上共差模的定义与分析，可以看到，产品的功能电路设计实际上是一种差模思路的设计，电路设计过程中的关键交付件-原理图也是一种差模的电路信息表达，长期以往，设计者就形成了一种差模的思维定式。当碰到EMC问题时，很难从原来差模的思维定式中破茧而出，形成一种新的思维模式去完整的分析电路。这种新的思维模式就是共模的思维模式，他可以让我们看到那些被遗忘的回路，就是他们一直是困扰着我们，不断的传递者各种高频信号，在我们意想不到的路径中传递。





审核编辑：刘清