為什么單端輸入有共模?
差分對(duì)管放大的前提是管子要開(kāi)啟并偏執(zhí)在放大狀態(tài),就是說(shuō)必須有一個(gè)電壓使得基極和發(fā)射極之間的pn結(jié)導(dǎo)通。那么這個(gè)電壓差就是一種共模信號(hào)。
所以單端輸入指的是在一端加上差模信號(hào),但是對(duì)管的兩端仍然需要共模信號(hào)來(lái)保證偏置。只是對(duì)管不放大共模而已。
差分放大電路單端輸入的共模信號(hào)
共模干擾: 一般指在兩根信號(hào)線上產(chǎn)生的幅度相等,相位相同的噪聲。
常用的差分線對(duì)共模干擾的抗干擾能力就非常強(qiáng)。干擾類(lèi)型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中:按噪聲產(chǎn)生的原因不同,分為放電噪聲、浪甬噪聲、高頻振蕩噪聲等;按噪聲的波形、性質(zhì)不同,分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等; 按噪聲干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類(lèi)方法。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差,主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向)電壓迭加所形成。共模電壓有時(shí)較大,特別是采用隔離性能差的配電器供電室,變送翳輸出信號(hào)的共模電壓普遍較高,有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過(guò)不對(duì)稱(chēng)電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓,直接影響則控信號(hào),造成元器件損壞(這就是一些系統(tǒng)/0模件損壞率較高的主要原因),這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓,主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓,這種讓直接雪加在信號(hào)上,直接影響則量與控制精度。
共模干擾是在信號(hào)線與地之間傳輸,屬于非對(duì)稱(chēng)性干擾。消除共模干擾的方去包括:
(1)采用屏蔽雙絞線并有效接地
(2 )強(qiáng)電場(chǎng)的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽
(3 )布線時(shí)遠(yuǎn)離高壓線,更不能將高壓電源線和信號(hào)線捆在一起走線
(4 )采用淺性和穌壓電原或高品質(zhì)的開(kāi)關(guān)電源(紋波干擾小于50mV)在一般情兄下,差模信號(hào)就是兩個(gè)信號(hào)之差,共模信號(hào)
是兩個(gè)信號(hào)的算術(shù)平均值。
共模抑制比:差模信號(hào)電壓增益與共模信號(hào)電壓增益的比值,說(shuō)明差分放大電路對(duì)攻模信號(hào)的抑制能力,因此共模抑制比越大越好,說(shuō)明電路的性能優(yōu)良傳輸線的共模狀態(tài): 當(dāng)兩條耦合傳輸線上驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度與相位都相同時(shí),稱(chēng)為共模傳輸模式。此時(shí),傳輸線的等效電容將隨著互容的減少而減少,同時(shí)等效電感卻因?yàn)榛ジ械脑黾佣黾印?/p>
傳輸線的差模狀態(tài): 當(dāng)兩根耦合的傳輸線相互之間的驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅值相同但相位相差180 度的時(shí)候,就是一個(gè)差模傳輸?shù)哪P汀4饲樾窒拢瑐鬏斁€的等效電容因?yàn)榛ト莸募颖抖黾樱堑刃щ姼幸驗(yàn)榛ジ械臏p小而變小。任何電源線上傳導(dǎo)干擾信號(hào),均可用差模和共模干擾信號(hào)來(lái)表示。差模干擾在兩導(dǎo)線之間傳輸,屬于對(duì)稱(chēng)性干擾; 共模干擾在導(dǎo)線與地(機(jī)殼)之間傳輸,屬于非對(duì)稱(chēng)性干擾。在一般情兄下,差模干擾幅度小、頻率低、所造成的干擾較小,共模干擾幅度大、頻率高,還可以通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生輻射,所造成的干擾較大。因此,欲削弱傳導(dǎo)干擾,把EMI信號(hào)控制在有關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限電平以下。除抑制干擾源以外,最有效的方去就是在開(kāi)關(guān)電原輸入和輸出電路中加裝EMI濾波器。開(kāi)關(guān)電原的工作頻率約為10~ 100 kHz。EMC很多標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的傳導(dǎo)干擾電平的極限值都是從10 kHz算起。對(duì)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻段EMI信號(hào),只要選擇相應(yīng)的去耦電路或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的EMI濾波器,就不難滿足符合EMC標(biāo)準(zhǔn)的濾波效果。差模傳導(dǎo)噪音是電子設(shè)備內(nèi)部噪音電壓產(chǎn)生的與信號(hào)電流或電源電流相同路徑的噪音電流。減小這種噪育的方去是在信號(hào)線和電源線上串聯(lián)差模扼流圈、并聯(lián)電容或用電容和電感組成低通濾波器,來(lái)減小高頻的噪音。噪音產(chǎn)生的電場(chǎng)引度與電纜到觀則點(diǎn)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,減小這種輻射的方去是在信號(hào)輸入端加LC低通濾波器阻止噪音電流流進(jìn)電纜; 使用屏 蔽電鄉(xiāng)覽或扁平電纜,在相鄰的導(dǎo)線中傳輸回流電流和信號(hào)電流,使環(huán)路面積減小。
共模傳導(dǎo)嗓音是在設(shè)備內(nèi)噪音電壓的驅(qū)動(dòng)下,經(jīng)過(guò)大地與設(shè)備之間的寄生電容,在大地與電纜之間流動(dòng)的嗓音電流產(chǎn)生的。減小共模傳導(dǎo)噪音的方去是在信號(hào)線或電源線中串聯(lián)共模扼流圈、在地與導(dǎo)線之間并聯(lián)電容器、組成LC濾波器進(jìn)行濾波,濾去共模噪聲。噪育輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度與電纜到觀則點(diǎn)的距離成反比,與頻率和電纜的長(zhǎng)度成正比。共模信號(hào)與差模信號(hào)辨析。
差模共模信號(hào),差分放大電路舉例來(lái)說(shuō),假如一個(gè)ADC有兩個(gè)模擬輸入端,并且AD轉(zhuǎn)換結(jié)果取決于這兩個(gè)輸入端電壓之差,那么我們說(shuō)這個(gè)ADC是差分輸入的,并把這兩個(gè)模擬輸入端合在一起叫做差分輸入端。但是加在差分輸入端上的電壓并不一定總是大小相等方向相反,甚至很多情兄下是同符號(hào)的。(注: 即不一定是一正一負(fù))我們把它們的差叫做差模輸入,而把它們共有的量(即平均值)叫做共模輸入。差分是一種電路形式的叫法。
評(píng)論