差模電流與共模電流
差模電流:在一對差分信號線上,大小相同,,方向相反的一對信號,一般是電路中的工作電流,對于信號線就是信號線與信號地線之間流動的電流。
共模電流:在一對差分信號線上,大小相同,,方向相同的一對信號(或噪音),。在電路中,,一般對地噪音一般都是以共模電流的方式傳輸?shù)?,所以又稱為共模噪聲,。
差模電流與共模電流
抑制共模噪聲的方法多種多樣,除了從源頭去減少共模噪聲外,,通常我們抑制的方法就是使用共模電感來濾除共模噪聲,,也就是將共模噪聲阻擋在目標(biāo)電路外面,。即在線路中串聯(lián)共模扼流器件,。
這樣做的目的是增大共?;芈返淖杩梗沟霉材k娏鞅欢罅髌魉暮妥钃?反射),,從而抑制線路中的共模噪聲,。
共模扼流器或電感的原理
若在以某種磁性材料的磁環(huán)上繞上同向的一對線圈,,當(dāng)交變電流通過時(shí),,因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)而在線圈中產(chǎn)生磁通量,。
對于差模信號,,產(chǎn)生的磁通量大小相同,、方向相反,兩者相互抵消,,因而磁環(huán)產(chǎn)生的差模阻抗非常?。?/span>
而對于共模信號,,產(chǎn)生的磁通量大小和方向均相同,,兩者相互疊加從而使磁環(huán)產(chǎn)生了較大的共模阻抗。
這一特性使得共模電感對于差模信號的影響較小,,而對共模噪聲具有很好的濾波性能,。
1) 差模電流通過共模線圈,磁力線方向相反,,感應(yīng)磁場削弱,,從如下圖磁力線方向可以看出—實(shí)線箭頭表示電流方向,虛線表示磁場方向
2) 共模電流通過共模線圈,,磁力線方向相同,,感應(yīng)磁場加強(qiáng),從如下圖磁力線方向可以看出—實(shí)線箭頭表示電流方向,,虛線表示磁場方向,。
共模線圈的電感或者稱為自感系數(shù),我們知道電感是表征產(chǎn)生磁場的能力,。
對于共模線圈或者共模電感,,當(dāng)共模電流流過線圈時(shí),由于磁力線方向相同,,在不考慮漏感的情況下,,磁通量疊加,其原理是互感,。
下圖紅色線圈產(chǎn)生的磁力線穿過藍(lán)色線圈,,同時(shí)藍(lán)色線圈產(chǎn)生的磁力線也穿過紅色線圈,彼此相互感應(yīng),。
從電感的角度來看,,電感量也是成倍增加,磁鏈代表了總磁通量。
對于共模電感,,當(dāng)磁通量是原來的2倍時(shí),,匝數(shù)沒有發(fā)生變化,電流也沒沒有發(fā)生變化,,此時(shí)電感量增加為原來的2倍,,意味著等效磁導(dǎo)率變?yōu)樵瓉淼?倍。
等效磁導(dǎo)率何以增加一倍,,從下面的電感公式來看,,由于匝數(shù)N不改變、磁路和磁芯截面積由磁芯的物理尺寸決定,,因此也沒有改變,,就是磁導(dǎo)率u增加了一倍,因而可以產(chǎn)生更多的磁通量,。
所以,,共模電感在共模電流通過時(shí),工作在互感模式下,。
在互感的作用下,,等效電感量被成倍增加,共模感抗也會成倍增加,,因而對共模信號有良好的濾波作用,,也就是將共模信號用大阻抗阻擋,不讓其通過共模電感,,即不讓此信號傳輸?shù)诫娐返南乱患?,如下是電感產(chǎn)生的感抗ZL。
認(rèn)識共模電感在共模模式下的電感量,,主要線索是認(rèn)識互感,,一切的磁性元器件。無論什么名稱只要把握磁場的變化形式,,透過現(xiàn)象看磁場變化的本質(zhì),,也會容易理解。
再者我們要始終把握磁力線,,它是我們認(rèn)識磁場的直觀形式,,試想無論同名端或異名端或者互感等概念或磁場現(xiàn)象,我們都是畫磁力線去認(rèn)識他們的——掌握之前講解的"磁棒繞線法",。
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