差模干扰的产生和消除
0 2023-01-19

差模干扰指的是干扰电压存在于信号线及其回线(一般称为信号地线)之间,干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的回路中流动。

电压电流的变化通过导线传输时有二种形态,我们将此称做"共模"和"差模"。设备的电源线,电话等的通信线,与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路,至少有两根导线,这两根导线作为往返线路输送电力或信号。但在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是"地线"。干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路,地线做返回路传输。前者叫"差模",后者叫"共模"。

对差分放大器,两路输入的干扰信号,如果是大小不相等,或方向不相同,即为差模干扰信号。

通常我们使用的电器是两线的,一根火线 (L),一根零线(N),零线认为是三相电的中线,同时还有一根接地线叫做地线。零线与火线之间的干扰叫做差模干扰,火线与地线之间的干扰叫做共模干扰。地与零线之间认为是没有电压的,或者可以认为是零线没有电压,不能驱动电器,因此认为零线与地线之间没有干扰。

差模干扰就是线与线之间的干扰,如电源相线与中线之间的干扰。对三相电路而言,相线与相线之间的干扰也是差模干扰。差模干扰有时也称为常模干扰、横模干扰、或对称干扰。这是载流体之间的干扰。

通常,线路上,干扰电压的差模分量和共模分量同时存在,而且由于线路阻抗的不平衡,两种分量在传输中会互相转化。

差模干扰也是指作用于信号正端和负端之间的干扰电压,主要有空间电磁场的耦合感应及共模干扰被不平衡电路转换后形成的差模电压,这种干扰加载有用信号上,直接影响测量与控制的精度。

产生原因

差模干扰中的干扰是起源在同一电源线路之中(直接注入)。如同一线路中工作的电机,开关电源,可控硅等,他们在电源线上所产生的干扰就是差模干扰。

破坏性

差模干扰直接作用在设备两端的,直接影响设备工作,甚至破坏设备。(表现为尖峰电压,电压跌落及中断。)

如何识别

1)源判断:在同一路电力线上工作的马达、开关电源、可控硅等会在电源线上产生差模干扰。

2)从频率上判断:差模干扰一般频率较低,主要集中在1KHz以下.

3)从干扰用仪器测量:只要有一台频谱分析仪和一只电流卡钳就可以进行测量、判断了,判断的步骤如下:将卡钳卡在信号线或地线(火线或零线)上,记录下某个感兴趣频率(f1)的干扰强度;将卡钳同时卡住信号线和地线,若观察不到(f1)处的干扰,则(f1)处的干扰完全是差模干扰,其中不含共模成份;若还能观察到(f1)处的干扰,则(f1)干扰中包含共模干扰成份,要判断是否仅含共模成份,进行步骤三的判别;/将卡钳分别卡住信号线和地线,若两根线上测得的(f1)干扰的幅度相同,则(f1)干扰中仅含共模成份;若不相同,则(f1)干扰中还包含差模成份。

如何消除

抑制差模干扰的主要方法是应用差扼流圈。差模扼流圈是差模插入损耗中起主导作用的电感元件。它采用单个绕组结构绕制,而不像共模扼流圈那样在一个磁芯上采用两个相同绕组的结构.

流过差模扼流圈的电流包括差模电流Icm和Idm,或者I’cm和I’dm。根据电磁感应原理,由于差模电流Idm或I’dm的作用,在磁环中差生磁通b或d’。由于磁通Φ=L*I,故差模扼流圈的电感Ld=Φb/Idm。所以在电路中串入差模扼流圈相当于串入一个差模电流产生的电感,此电感相当于一个低通滤波元件,从而起到差模抑制作用. 。 

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