什么是差模電壓、共模電壓,?
我們需要的是整個有意義的“輸入信號”,要把兩個輸入端看作“整體”。
就像初中時平面坐標(biāo)需要用x,y兩個數(shù)表示,而到了高中或大學(xué)就只要用一個“數(shù)”v,,但這個v是由x,y兩個數(shù)構(gòu)成的“向量”……
而共模、差模正是“輸入信號”整體的屬性,,差分輸入可以表示為
vi=(vi+,vi-)
也可以表示為
vi=(vic,vid)
c表示共模,d表示差模,。兩種描述是完全等價的,。只不過換了一個認(rèn)識角度,就像幾何學(xué)里的坐標(biāo)變換,,同一個點在不同坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值不同,,但始終是同一個點。
運放的共模輸入范圍:器件(運放,、儀放……)保持正常放大功能(保持一定共模抑制比CMRR)條件下允許的共模信號的范圍,。
顯然,不存在“某一端”上的共模電壓的問題,。但“某一端”也一樣存在輸入電壓范圍問題,。而且這個范圍等于共模輸入電壓范圍。
道理很簡單:運放正常工作時兩輸入端是虛短的,,單端輸入電壓范圍與共模輸入電壓范圍幾乎是一回事,。
對其它放大器,共模輸入電壓跟單端輸入電壓范圍就有區(qū)別了,。例如對于儀放,,差分輸入不是0,實際工作時的共模輸入電壓范圍就要小于單端輸入電壓范圍了,。
可以通俗的理解為:
兩只船靜止在水面上,,分別站著兩個人,A和B,。A和B相互拉著手,。當(dāng)船上下波動時,A才能感覺到B變化的拉力,。這兩個船之間的高度差就是差模信號,。
當(dāng)水位上升或者下降時,A并不能感覺到這個拉力,。這兩個船離水底的絕對高度就是共模信號,。
于是,我們說A和B只對差模信號響應(yīng),,而對共模信號不響應(yīng),。當(dāng)然,,也有一定的共模范圍了,太低會沉到水底,,這樣船都無法再波動了,。太高,會使會水溢出而形成水流導(dǎo)致船沒法在水面上停留,。
理論上,,A和B應(yīng)該只是對差模有響應(yīng)。
但實際上,,由于船上下顛簸,,A和B都暈了,明明只有共模,,卻產(chǎn)生了幻覺:似乎對方相對自己在動,。這就說明,A和B內(nèi)力較弱,,共模抑制比不行啊,。說笑了啊,不過大致也就是這個意思,。
當(dāng)然,差模電壓也不可以太大,,否則會導(dǎo)致把A和B拉開。
主選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 要是這句“共模是兩輸入端的算術(shù)平均值,差模是直接的同相端與反相端的差值”,。
共模電壓應(yīng)當(dāng)是從源端看進來時,,加到放大電路輸入端的共同值,差模則是加到放大電路兩個輸入端的差值,。
共模電壓有直流的,,也有交流的。直流的稱為直流共模抑制(比),,交流的稱為交流共模抑制(比),,統(tǒng)稱共模抑制(比)。一般的放大器特別是儀表放大器,,有較好的直流共模抑制,,但對交流共模抑制,頻率一高往往就不行了----急劇下降,,即頻率響應(yīng)不行,。
一般的信號均有源阻抗,此阻抗可以不同程度破壞電路的對稱性,,因此,,用差分放大器時要小心它引起的誤差。參考相關(guān)數(shù)據(jù)數(shù)冊,。
不僅僅是在運放電路中,。只要是電信號傳輸,,都可以分為共模和差模。
差模是兩根信號線之間的共模是信號對地的,。
所以只要有信號傳輸就有共模干擾,。
準(zhǔn)確說是:一根線共模和差模疊加在一起,無法區(qū)分,,只有雙線傳輸才能區(qū)分共模和差模,。
先看共模和差模的由來,也就是這種區(qū)分的價值,。
1.傳導(dǎo)干擾下:
假設(shè)系統(tǒng)的公共參考點(“地”)受干擾,,電位發(fā)生了波動。其實電位這個概念嚴(yán)格說只有相對意義,,一個孤立點不存在什么“電位”,所以波動一定要相對另一個參考點的,,例如:大地,,或與你的板子或整機相連的那個設(shè)備的參考點。這時,,兩個設(shè)備間的兩根信號線上的干擾是近似相同的,。
2.空間耦合干擾下:
電磁波具有一定的空間連續(xù)性,在很小的空間內(nèi),,可以認(rèn)為電磁波是均勻的,,如果兩根線靠得很近,兩根線所受干擾也是近似相同的,。
按一般說法,,任意一根信號線相對地線所受干擾,就是共模干擾,。但只有雙線傳輸時,,共模和差模的區(qū)分才有價值。而且,,一根線可以有“共模”,,但沒有差模。
當(dāng)然,,概念也是人為定的,。要么按公認(rèn)說法(事實標(biāo)準(zhǔn)),要么按權(quán)威定義,,比如,,IEEE標(biāo)準(zhǔn)。
下面我們再來舉個例子來看看:
差分運放一端加3v一端2v
相當(dāng)于一端加
vd=0.5
vc=2.5
一端加:
vd=-0.5
vc=2.5
任何一種信號,都是共模與差模的復(fù)合,,但是是什么決定了哪些是共模哪些是差模,就是看參考的信號了,。單純的講一根線是沒有意義的,,參考地其實只不過是以地為0信號。
如果一端是VI,,那么地端相當(dāng)于共模信號為VI/2,,差模信號為-VI/2,綜合起來就為0了,。
而任意參考位為V2的話,,VI里面的共模量應(yīng)為(V1+V2)/2,差模量為(V1-V2)/2
另一端相當(dāng)于共模量(V1+V2)/2,,差模量為-(V1-V2)/2,,差模與共模只有相比較才有意義。
簡單理解:你選擇了一個地之后,,兩根線的相對高度就是差模,。而兩根線的絕對高度的平均值就是共模,當(dāng)兩根線的距離縮小到0,,變成一根線時,,就只有一個高度了,因此它的絕對值就是共模,。
此外,,這里有一些在公開發(fā)表的學(xué)術(shù)期刊上的定義,都是各個作者的理解,,供參考:
1.共模干擾是指干擾電壓出現(xiàn)在儀表輸人端的一端(正端或負(fù)端)對地之間的交流信號,它可用晶體管電壓表跨接于儀表輸人端的一端(正端或負(fù)端)與地之間測量,一般對地干擾大多在幾伏到幾十伏的范圍內(nèi),。
2.共模干擾是指電路中兩個被測量點電位相對大地同時發(fā)生同方向交化而產(chǎn)生的干擾,而差模jf擾則是電路中兩個被測量點的電位差發(fā)生相對變化而產(chǎn)生的干擾。
3.共模干擾是指模數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個輸入端上共有的干擾電壓,它可能是直流或交流電壓,電壓幅值可根據(jù)應(yīng)用現(xiàn)場的環(huán)境達(dá)幾伏甚至更高.共模干擾又稱共態(tài)干擾,常用共模抑制比(CMRR)表示輸入電路對共模干擾的抑制能力,。
4.共模干擾是指由電源的相線與地線所構(gòu)成回路中的干擾.差模干擾是指電源的相線和相線所構(gòu)成的回路中的干擾.傳導(dǎo)干擾主要是由電路中高速切換的電壓,、電流與雜散寄生參數(shù)之間相互作用而產(chǎn)生的高頻震蕩所引起。
5.實際上傳導(dǎo)干擾又有共模和差模之分,所謂共模干擾是指地線與相線干擾信號,線間的相位相同,、電位相等,而差模干擾是相線間干擾信號相位差180(電位相等),。
6.共模干擾是指在保護裝置所有電路或電路的某一點與地(或外殼)之間形成的干擾(電位),如圖1中的Vt所示.它是保護裝置工作不正常的重要原因。
7.共模干擾”是指干擾大小和方向一致,其存在于電源任何一相對大地,、或中線對大地間.共模干擾也稱縱模干擾,、不對稱干擾或接地干擾,是載流體與大地之間的干擾。