EMC 啟航：差模信號(hào)與共模信號(hào)

我想大多數(shù)電子行業(yè)從業(yè)人員第一次聽(tīng)到差模和公模，都是源自于放大器部分的學(xué)習(xí)過(guò)程，這里有一種電路叫差分放大電路，他可以抑制共模信號(hào)。

其實(shí)很多中文的概念本身就迷惑人，不如直接講述原理，一個(gè)概念是怎么被發(fā)現(xiàn)然后被定義的，這段歷史講清楚，叫什么?？赡芤簿筒恢匾恕?/p>

工作中也經(jīng)常遇到這樣的人，喜歡用專業(yè)名詞加強(qiáng)溝通的障礙，你身邊肯定有這樣的人。

定義一個(gè)名詞或者縮語(yǔ)，本質(zhì)是為了雙方都懂的人提供溝通的便利，然而總是有那么一部分人喜歡利用這個(gè)信息差，你越是不懂，他越是整這樣的縮語(yǔ)進(jìn)行強(qiáng)奸式表達(dá)，也不獨(dú)怪他，就有那么一些領(lǐng)導(dǎo)不認(rèn)為是被強(qiáng)迫，反而誠(chéng)意相迎。

好了，扯遠(yuǎn)了，我們把淡撤回來(lái)，說(shuō)說(shuō)什么是差模信號(hào)和共模信號(hào)吧，我用個(gè)人的理解來(lái)說(shuō)明，不是定義，不保證絕對(duì)正確。

首先，我認(rèn)為之所以分為共模和差模信號(hào)，一定是針對(duì) 2條以上的傳輸線來(lái)說(shuō)的。

如果是一條傳輸線的話，我不知道跟誰(shuí)差，也不知道跟誰(shuí)共。

其次，我感覺(jué)這個(gè)共模信號(hào)并沒(méi)有什么卵用，我實(shí)在想不出我們的電路系統(tǒng)中需要一個(gè)共模信號(hào)，如果有，我用一條線傳輸就好了。

基于上面的兩點(diǎn)，我們先看看對(duì)我們有用的差模信號(hào)。

任何電信號(hào)的傳遞都是電流閉環(huán)的傳遞，請(qǐng)記住這句話！

我們假設(shè)我要用我的 IO 口給你的 IO 傳輸一個(gè)高電平，通知你該學(xué)習(xí)了，那么整個(gè)回路應(yīng)該如下圖所示，是一個(gè)電流的閉環(huán)，而不是傳遞一個(gè)電壓過(guò)去就結(jié)束了。

如上圖中的電流 I1 和電流 I2，他們一定是同一個(gè)電流，不管 Connect 怎么連接，繞多遠(yuǎn)，電流從我的IO口出來(lái)，必須得再?gòu)奈业?GND 上回來(lái)，因此，我們說(shuō)任何信號(hào)的傳遞，都是一個(gè)電流的閉環(huán)傳遞。

我們把一來(lái)一去的兩根線叫做一對(duì)傳輸線，那么上面的電流從我們的視角看來(lái)是大小相同，方向相反的，因此它就是所謂的差模信號(hào)。

共模信號(hào)是怎么來(lái)的呢？

人類生活在地球上面，那就不能看人類自己，不能忽略地球的存在，我把上面的IO 通信模型再畫完整一些。

看到了沒(méi)，我在電路的下面增加了一個(gè)大地，人都站在地面上，更何況電路呢？是吧？

那么這個(gè)時(shí)候，如果天空閃過(guò)一道閃電，正好擊中在我的 Vcc 部位，勢(shì)必會(huì)讓我的 IO 以及我的 VSS上面都拉高一下，雖然拉的很高，但是只是一瞬。不過(guò)這個(gè)脈沖信號(hào)就會(huì)通過(guò)那一對(duì)傳輸線傳輸給你一部分，然后從你的腳上進(jìn)入大地。

這個(gè)信號(hào)就是我們要聊的共模信號(hào)。

為什么這個(gè)共模信號(hào)要這樣傳輸呢？跟大地有什么關(guān)系呢？

我們得從“任何電信號(hào)的傳遞都是電流閉環(huán)的傳遞”這句話來(lái)突破，先在電路模型中找到這個(gè)閉環(huán)電流吧。

雷電的本質(zhì)是云朵和大地中間形成了一個(gè) big 電容，這個(gè) big-C 電壓太高了，于是擊穿了空氣，找到了一條阻抗最小的路徑跑了下來(lái)。

好巧不巧，咱倆握手的時(shí)候，正好在這條路徑上，那么就會(huì)有一部分電流從咱倆的頭部穿過(guò)身體，從鞋底和大地的寄生電容上流出去，回流到那個(gè) big-C 的負(fù)極。

其實(shí)，這也是一個(gè)放電回路而已，只不過(guò)在我們這個(gè)局部的電路板上看來(lái)，只是一個(gè)沒(méi)頭沒(méi)尾的電流，那必然對(duì)于我們的局部電路來(lái)說(shuō)是干擾無(wú)疑了。

那研究電路設(shè)計(jì)的人不能每次都把外面這個(gè)環(huán)路講一遍，在討論局部如何處理這個(gè)脈沖電流吧，于是咱們給他起個(gè)名字吧：流在咱自己田里的都叫差模，別人流到我們的田里的都叫差模。