什么是共模信号_为什么要抑制共模信号

共模信号的定义

共模信号是作用在差分放大器或仪表放大器同相、反相输入端的相同信号。

共模信号是作用在差分放大器或仪表放大器同相、反相输入端的相同信号。例如，平衡线对中引入到两个平衡端的噪声电压。另外一个例子是加在平衡线上的直流电压（例如：由于信号源与接收器之间的地电位差而产生的直流电平）。对于理想的差分放大器，可以完全消除共模信号输出，这是由于差分输入（同相和反相）抵消掉了相同的输入成分。衡量这一特性的参数称为共模抑制比或CMRR。

纯共模信号是：

V1=V2=VCOM （3）

大小相等，相位差为0°

V3=0 （4）

共模信号的特点

共模分量：大小相等，相位相同

为什么要抑制共模信号

任何两个信号都可以分解为共模信号和差模信号。共模信号是作用在差分放大器或仪表放大器两个输入端的相同信号，通常是由于线路传导和空间磁场干扰产生的，是不希望出现的信号，差模信号是两个输入端信号的相位相差180度。如果共模信号被放大很多，会影响到真正需要放大的差模信号。设两路的输入信号分别为：A，B，分别表示为：A=m+n；B=m-n，则输入信号A，B可以看成一个共模信号m和差模信号n的合成，其中m=（A+B）/2；n=（A-B）/2。

常用共模抑制比CMRR来衡量差分放大电路抑制共模信号的能力，它是放大器对差模信号的电压放大倍数与对共模信号的电压放大倍数之比，CMRR越大，放大器的性能越好。

共模信号的主权

一种共模信号抑制电路，用来抑制在2根导线中以相同相位传输的共模信号。其特征在于：第1绕组，在规定的第1位置处插入在一根导线上；第2绕组，在与上述第1位置相对应的第2位置处插入在另一根导线上并耦合到上述第1绕组上，与上述第1绕组协同来抑制上述共模信号；第3绕组，耦合到上述第1绕组和第2绕组上，用来使上述第1绕组和第2绕组之间产生互感；以及反相信号传送装置，连接在［上述第3绕组上并在与上述第1位置不同的第3位置处连接在上述一根导线上，进而在与上述第3位置对应、与上］述第2位置不同的第4位置处连接在上述另一根导线上，传送用以抑制上述共模信号的反相信号，上述共模信号的产生源，除了第1位置和第3位置之间的位置及第2位置和第4位置之间的位置之外，当位于比接近第1和第2位置更接近第3和第4位置的位置时。

上述反相信号传送装置检测共模信号，并将与检测到的共模信号反相的上述反相信号供给到上述第3绕组，上述第3绕组经由上述第1绕组和第2绕组，将上述［反相信号注入到上述2根导线，上述共模信号的产生源，除了第1位置和第3位置之间的位置及第2位置和第4位置］之间的位置之外，当位于比接近第3和第4位置更接近第1和第2位置的位置时，上述第3绕组检测共模信号，上述反相信号传送装置将与由上述第3绕组检测到的共模信号反相的上述反相信号注入到上述2根导线。

共模扼流线圈特性的见解

事实上由于共模扼流线圈，差模噪声多少会降低。此外，差模信号和共模信号由于频率不同，发生的缩减量也有所不同。用差模插入损耗Sdd21的频率特性和共模插入信号Scc21来表示这样的共模扼流线圈的特性。（Sdd21和Scc21是混合模式4端口S参数的一部分）

差模插入损耗Sdd21的频率特性如图4所示，共模插入损耗Scc21的频率特性如图5所示。图4和图5的插入损耗越深表示损耗越大。如图4所示，差模信号频率越高损耗越大。如图5所示，共模插入损耗Scc21是具有峰值的曲线，频率不同，共模噪声的除去效果也有所不同。

图4差模插入损耗（传输特性）

图5共模插入损耗（传输特性）

差动传输的信号频率由于各接口方式不同而不同，据此共模扼流线圈也会随之发生变化。

可根据传输信号波形判断共模扼流线圈是否适用。一般来说共模扼流线圈的截止频率以差动传输规格信号频率的3倍使用。所谓的截止频率是差模插入损耗变成3dB时的频率。

但是，即使在3倍以下，也以信号波形上不发生问题为多，这至多是一个参考。（因为在各接口上规定了穿孔图等信号质量的标准，所以最终是对照这个标准，判断合适与否）

一方面，问题噪声和它的频率根据终端不同而不同，据此合适的共模插入损耗的频率特性也随之发生改变。

例如，发生超过辐射规章标准规定的限定值噪声时，在那个噪声的频带内选择共模插入损耗大的更有效。