电路基础知识之什么是共模电感/共模信号/差分信

共模扼流圈 （Common Mode Choke），也叫共模电感，是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。常用于过滤共模的电磁干扰，抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射，提高系统的EMC，在实际应用中一般是在差分的信号线上加共模电感。

共模干扰，差模干扰

要明白共模电感的应用就得先明白什么是共模干扰，差模干扰。

共模和差模都是一个相对量，共模是指两个信号A,B相对于参考点（GND）的电势，差模是指A,B之间的相对值。

共模干扰是指两个信号线对地的干扰，如果环境对两个信号线对地之间产生对地的同向等幅的干扰（叠加相同的电压），那么就叫共模干扰，之所以说差分信号有很好的共模抑制，是因为差分放大器只对两个信号的差值放大，如果是大小相等的共模干扰完全可以消除掉，（Udiff=Ua-Ub）

差模干扰又指串模，是指两个信号线之间的差值，差模干扰相当于两个信号间加上了一个干扰电压，Unoise=Ua-Ub。如下图所示：

差分信号

等幅相位相反的两个信号，以一个共模电压为基准做摆动，就叫差分信号。如果一端接地的话就变成单端信号了。如果A，B两个信号的共模电压是1.2V的话（LVDS），那么A，B是在1.2V上做350mV的差模，高低电平是由他们的差值决定的，所以能很好的抑制共模干扰，只要控制两个信号的零点就可以控制信号的逻辑状态了，相比单端的相对于地的阀值电平，具有抗共模干扰能力强，适合电压传输，EMI少的优点。对于差分信号为什么需要共模扼流圈，是因为差分放大器都有一个共模抑制比，超过这个CMRR，就会失真。下图是差分的具体实现图（LVDS）：

从图中也可以看到，由于差分信号相互之间的耦合左右，所以对外的EMI也比较小。

共模电感抑制共模干扰：

根据右手螺旋定则，在同一磁环绕上方向相反的两个线圈通过极性相同，幅值相等的两个电压时，产生的磁通相互叠加，感抗为：Xl=wL,感抗很大。差分信号产生的磁通就相互抵消。

差分信号的回路

当地参考面不连续的时候，两根信号能提供回路，但是还是和地的耦合强度大一般是以地为回路。