差模干擾電壓

在長電纜中，由于電纜上各點(diǎn)的外皮電流劇烈振蕩，差模干擾電壓也呈振蕩衰減波形，在100μs內(nèi)衰減到接近于零，90m長電纜兩端阻抗匹配時(shí)首端的差模干擾電壓波形。當(dāng)電纜采用兩點(diǎn)接地方式時(shí)，蔗模干擾電壓與電纜外皮電流的振蕩頻率基本相同，濾去高頻振蕩，電壓波形的包絡(luò)線反映了電纜地包圍的畫積內(nèi)穿過的磁通量隨時(shí)間的變化。

當(dāng)電纜較短時(shí)，電纜與地面的空間較小，空間內(nèi)各點(diǎn)磁場(chǎng)比較均勻，當(dāng)短電纜外皮兩點(diǎn)接地時(shí)，由于此時(shí)外皮電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度近似成正比，因此差模電壓波形與磁感應(yīng)強(qiáng)度波形相似。

外界磁場(chǎng)產(chǎn)生的感性合典型電路，當(dāng)往、返引線L1和L2的環(huán)路與外界磁場(chǎng)所交鏈的磁通變化時(shí)，環(huán)路中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，引起差模干擾。共模轉(zhuǎn)換形成的差模干擾見共模干擾。因差模干擾在電路中與源電動(dòng)勢(shì)。(有用信號(hào))相串聯(lián)，使阻抗上疊加一干擾分量。在測(cè)量或控制電路中，疊加在有用信號(hào)上的這種干擾分量可引起測(cè)量誤差或控制誤動(dòng)等不良后果。為抑制差模干擾，可采取雙絞線、屏蔽電纜、光、濾波器、浪涌抑制器等措。

根據(jù)上述方法計(jì)算了雷擊建筑物時(shí)室內(nèi)二次電纜中的差模干擾．建筑物鋼筋結(jié)構(gòu)，為兩層高的建筑．鋼筋結(jié)構(gòu)直徑取2cm接地電阻取5Ω，在建筑物的角上，這是對(duì)室內(nèi)危害最大的情況．雷電流峰值取10kA，波形為2.5/35μs計(jì)算時(shí)不考慮電暈和土壤電離。被干擾電纜選用SYV一50—3型高頻同軸電纜，轉(zhuǎn)移阻抗取為 2mΩ/m，且假設(shè)與頻率無關(guān)。 將每段鋼筋結(jié)構(gòu)用 型等效 電路來模擬，據(jù)此計(jì)算鋼筋結(jié)構(gòu)上的電流分布和建筑物內(nèi)的磁場(chǎng)分布，根據(jù)磁場(chǎng)分布計(jì)算幾種情況下電纜上感應(yīng)的外皮電流。再 由此計(jì)算電纜上的差模干擾 ，這些情況是：電纜不同長度；外皮一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地；末端芯皮間阻抗開路、短路和匹配。

a．對(duì)較長的電纜，在電纜接收端阻抗匹配一發(fā)送端通過阻抗變換器實(shí)現(xiàn)輸出阻抗接近于零時(shí)，接收端芯皮差模電壓為最?。贿@種情況在電纜兩端外皮均接地時(shí)有點(diǎn)不同，此時(shí)兩端阻抗均匹配時(shí)的差模電壓較一端短路、另一端匹配時(shí)匹配端的差模電壓略小。

b．對(duì)較短的電纜，外皮接地方式相同時(shí)，對(duì)電纜兩端芯皮間不同的阻抗選擇，兩端差模電壓之和大致相等；兩端差模電壓的大小之比與兩端芯皮阻抗之比接近。兩端匹配可使兩端差模電壓達(dá)到最小。平分了轉(zhuǎn)移阻抗產(chǎn)生的干擾電壓。

c．電纜兩端外皮接地的兩點(diǎn)接地方式一將導(dǎo)致最大的芯皮差模干擾電壓，因此不宜采用兩點(diǎn)接地方式，對(duì)一點(diǎn)接地時(shí)接地點(diǎn)的選擇的計(jì)算結(jié)果表明，從減小電纜兩端差模電壓的角度考慮，宜選擇磁場(chǎng)相對(duì)較弱的一端實(shí)現(xiàn)外皮的接地 。

1)源判斷：在同一路電力線上工作的馬達(dá)、開關(guān)電源、可控硅等會(huì)在電源線上產(chǎn)生差模干擾。

2)從頻率上判斷：差模干擾一般頻率較低，主要集中在1KHz以下.

3)從干擾用儀器測(cè)量：只要有一臺(tái)頻譜分析儀和一只電流卡鉗就可以進(jìn)行測(cè)量、判斷了，判斷的步驟如下：

將卡鉗卡在信號(hào)線或地線（火線或零線）上，記錄下某個(gè)感興趣頻率（f₁）的干擾強(qiáng)度；

將卡鉗同時(shí)卡住信號(hào)線和地線，若觀察不到（f₁）處的干擾，則（f₁）處的干擾完全是差模干擾，其中不含共模成份；若還能觀察到（f₁）處的干擾，則（f₁）干擾中包含共模干擾成份，要判斷是否僅含共模成份，進(jìn)行步驟三的判別；

/將卡鉗分別卡住信號(hào)線和地線，若兩根線上測(cè)得的（f₁）干擾的幅度相同，則（f₁）干擾中僅含共模成份；若不相同，則（f₁）干擾中還包含差模成份。

電壓電流的變化通過導(dǎo)線傳輸時(shí)有二種形態(tài),我們將此稱做"共模"和"差模".設(shè)備的電源線,電話等的通信線,與其它設(shè)備或外圍設(shè)備相互交換的通訊線路,至少有兩根導(dǎo)線,這兩根導(dǎo)線作為往返線路輸送電力或信號(hào).但在這兩根導(dǎo)線之外通常還有第三導(dǎo)體,這就是"地線".干擾電壓和電流分為兩種:一種是兩根導(dǎo)線分別做為往返線路傳輸;另一種是兩根導(dǎo)線做去路,地線做返回路傳輸.前者叫"差模",后者叫"共模".。

對(duì)差分放大器，兩路輸入的干擾信號(hào)，如果是大小不相等，或方向不相同，即為差模干擾信號(hào)。

通常我們使用的電器是兩線的，一根火線 （L），一根零線（N），零線認(rèn)為是三相電的中線，同時(shí)還有一根接地線叫做地線。零線與火線之間的干擾叫做差模干擾，火線與地線之間的干擾叫做共模干擾。地與零線之間認(rèn)為是沒有電壓的，或者可以認(rèn)為是零線沒有電壓，不能驅(qū)動(dòng)電器，因此認(rèn)為零線與地線之間沒有干擾。

差模干擾就是線與線之間的干擾，如電源相線與中線之間的干擾。對(duì)三相電路而言，相線與相線之間的干擾也是差模干擾。差模干擾有時(shí)也稱為常模干擾、橫模干擾、或?qū)ΨQ干擾。這是載流體之間的干擾。

通常，線路上，干擾電壓的差模分量和共模分量同時(shí)存在，而且由于線路阻抗的不平衡，兩種分量在傳輸中會(huì)互相轉(zhuǎn)化。

差模干擾也是指作用于信號(hào)正端和負(fù)端之間的干擾電壓，主要有空間電磁場(chǎng)的耦合感應(yīng)及共模干擾被不平衡電路轉(zhuǎn)換后形成的差模電壓，這種干擾加載有用信號(hào)上，直接影響測(cè)量與控制的精度。