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〖专帖讨论〗差模电压和共模电压之一:概念和理解

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楼主
赤铸| | 2007-10-19 23:37 | 显示全部楼层 回帖奖励 |倒序浏览

首先,共模、差模是双端差分输入下的概念

我们需要的是整个有意义的“输入信号”,要把两个输入端看作“整体”。

就像初中时平面坐标需要用 x,y 两个数表示,而到了高中或大学就只要用一个“数”v,但这个 v 是由 x,y 两个数构成的“向量”……

而共模、差模正是“输入信号”整体的属性,差分输入可以表示为

vi = (vi+, vi-)

也可以表示为

vi = (vic, vid)

c 表示共模,d 表示差模。两种描述是完全等价的。只不过换了一个认识角度,就像几何学里的坐标变换,同一个点在不同坐标系中的坐标值不同,但始终是同一个点。

运放的共模输入范围:器件(运放、仪放……)保持正常放大功能(保持一定共模抑制比 CMRR)条件下允许的共模信号的范围。

显然,不存在“某一端”上的共模电压的问题。
但“某一端”也一样存在输入电压范围问题。而且这个范围等于共模输入电压范围。

道理很简单:运放正常工作时两输入端是虚短的,单端输入电压范围与共模输入电压范围几乎是一回事。

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沙发
赤铸| | 2007-10-19 23:45 | 显示全部楼层

但这只对运放成立

对其它放大器,共模输入电压跟单端输入电压范围就有区别了。
例如对于仪放,差分输入不是 0,实际工作时的共模输入电压范围就要小于单端输入电压范围了。

似乎跑偏了,没有具体问题,不知道究竟该讨论哪个角度的问题……

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板凳
赤铸| | 2007-10-20 11:25 | 显示全部楼层

继续00的故事

理论上,MM和GG应该只对差模有响应
但实际上,由于船上下颠簸,MM和GG都晕了,明明只有共模,却产生了幻觉:似乎对方相对自己在动。这就说明,MM和GG内力较弱,共模抑制比不行啊
换杨过和小龙女试试,人家那指标大概就不一样了

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地板
赤铸| | 2007-10-23 18:16 | 显示全部楼层

差动传输才有差模和共模

一根光棍信号线,相对地线,怎么分啊?

--------------------------------------
纠正:不是“有无”差模,是“区分”

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5
赤铸| | 2007-10-26 10:45 | 显示全部楼层

00 说得对

一根线的干扰是共模干扰

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6
赤铸| | 2007-10-26 10:53 | 显示全部楼层

我前面的表达是不对的

差模是两根信号线之间的
共模是信号对地的

所以只要有信号传输就有共模干扰

准确说是:一根线共模和差模叠加在一起,无法区分,只有双线传输才能区分共模和差模

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7
赤铸| | 2007-10-26 11:05 | 显示全部楼层

先看比较“权威”的定义吧

公开发表的学术期刊上的定义,其实也都是各个作者的理解

1. 共模干扰是指干扰电压出现在仪表输人端的一端(正端或负端)对地之间的交流信号,它可用晶体管电压表跨接于仪表输人端的一端(正端或负端)与地之间测量,一般对地干扰大多在几伏到几十伏的范围内

2. 共模干扰是指电路中两个被测量点电位相对大地同时发生同方向交化而产生的干扰,而差模jf扰则是电路中两个被测量点的电位差发生相对变化而产生的干扰

3. 共模干扰是指模数转换器两个输入端上共有的干扰电压,它可能是直流或交流电压,电压幅值可根据应用现场的环境达几伏甚至更高.共模干扰又称共态干扰,常用共模抑制比(CMRR)表示输入电路对共模干扰的抑制能力

4. 共模干扰是指由电源的相线与地线所构成回路中的干扰.差模干扰是指电源的相线和相线所构成的回路中的干扰.传导干扰主要是由电路中高速切换的电压、电流与杂散寄生参数之间相互作用而产生的高频震荡所引起

5. 实际上传导干扰又有共模和差模之分,所谓共模干扰是指地线与相线干扰信号,线间的相位相同、电位相等,而差模干扰是相线间干扰信号相位差180(电位相等)

6. 共模干扰是指在保护装置所有电路或电路的某一点与地(或外壳)之间形成的干扰(电位),如图1中的Vt所示.它是保护装置工作不正常的重要原因

7. 共模干扰”是指干扰大小和方向一致,其存在于电源任何一相对大地、或中线对大地间.共模干扰也称纵模干扰、不对称干扰或接地干扰,是载流体与大地之间的干扰

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8
赤铸| | 2007-10-26 11:24 | 显示全部楼层

我的理解

先看共模和差模的由来,也就是这种区分的价值

1. 传导干扰下:
假设系统的公共参考点(“地”)受干扰,电位发生了波动。其实电位这个概念严格说只有相对意义,一个孤立点不存在什么“电位”,所以波动一定要相对另一个参考点的,例如:大地,或与你的板子或整机相连的那个设备的参考点。这时,两个设备间的两根信号线上的干扰是近似相同的。

2. 空间耦合干扰下:
电磁波具有一定的空间连续性,在很小的空间内,可以认为电磁波是均匀的,如果两根线靠得很近,两根线所受干扰也是近似相同的。

按一般说法,任意一根信号线相对地线所受干扰,就是共模干扰。但只有双线传输时,共模和差模的区分才有价值。而且,一根线可以有“共模”,但没有差模

概念也是人为定的。要么按公认说法(事实标准),要么按权威定义,比如,IEEE标准。

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9
赤铸| | 2007-10-28 00:58 | 显示全部楼层

部分赞同楼上的说法

是人为引入的概念,但可不是只为“研究”
就像我前面说的,主要的意义在于实用:

1. 采用差动传输,把原本无法区分的干扰变为“共模”分量
2. 采用高 CMRR 放大器,把“共模”分量抑制

一根线也是“共模”,即有用信号和干扰都表现为共模。就如两瓶酒掺在一起以后就无法分开了。

为了分开,设法先把其中一瓶变成醋,掺在一起还能再分开

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10
赤铸| | 2007-11-8 00:28 | 显示全部楼层

心电放大器最重要的指标就是共模抑制比

人体的共模干扰很严重的

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11
赤铸| | 2007-11-10 02:37 | 显示全部楼层

主要是工频干扰

你把人体看作一个天线就好理解了

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赤铸| | 2007-11-12 17:22 | 显示全部楼层

那个公式是CMRR的“测试”计算公式

不是理论计算公式
AC = UOC/UIC 是测出来的
AD = RF/R1 是算出来的(没必要测)
然后根据CMRR的定义计算

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