摘要：共模噪聲的電流在兩個(gè)輸電線上以相同的方向流動(dòng)并通過(guò)地線返回。共模噪聲可以通過(guò)在電磁干擾濾波器中放置與每條輸電線串聯(lián)的電感，并在兩個(gè)輸電線和地之間使用Y電容進(jìn)行連接，來(lái)予以抑制。文章發(fā)表在《中國(guó)新通信》上，是電子學(xué)術(shù)論文發(fā)表范文，供同行參考。

　　關(guān)鍵詞：共模噪聲,汽車工業(yè)環(huán)境,視頻共模噪聲

　　共模噪聲又稱為非對(duì)稱噪聲或線路對(duì)地的噪聲，在使用交流電源的電氣設(shè)備的輸入端(輸電線和中線)都存在這種噪聲，兩者對(duì)地的相位保持同相。

　　這種特殊的設(shè)計(jì)可消除超過(guò)1000倍的共模噪聲， 比起其它基于運(yùn)算放大器的拓?fù)浜?jiǎn)單得多。 該設(shè)計(jì)采用一個(gè)高CMRR差分放大器，只需兩個(gè)電阻器就可設(shè)置差分增益(此例中的增益為2)。對(duì)于實(shí)現(xiàn)單位增益，無(wú)需另外添加元器件。單電源操作通常需要輸出偏移控制，以使信號(hào)不被削波。U1(LT6552)的雙輸入結(jié)構(gòu)可以輕松做到這一點(diǎn)(參見(jiàn)圖1中的VDCADJ)。

　　這種電路的一個(gè)專門用途是通過(guò)雙絞線電纜傳遞閉路電視(CCTV)信號(hào)，這替代了較傳統(tǒng)的屏蔽同軸電纜。雙絞線不僅很容易得到這明顯好處，與同軸電纜解決方案相比，它還可通過(guò)每根電纜提供多得多的信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)更低的終端成本。 當(dāng)然，雙絞線會(huì)加入共模噪聲，而同軸電纜則不會(huì)。

　　當(dāng)變頻調(diào)速系統(tǒng)供電變壓器副邊中點(diǎn)x0不接地時(shí)，共模電流的返回通路被切斷，系統(tǒng)中共模噪聲達(dá)到最小。但是，系統(tǒng)的安全性大大降低，供電變壓器原邊的對(duì)地電壓瞬變會(huì)直接影響到變頻器的安全運(yùn)行。

　　顯示了一個(gè)雙絞線線路接收器、電纜均衡器和同軸驅(qū)動(dòng)器的組合。 輸入線對(duì)的差分終接電阻為110W，而輸出后端終接電阻則是75W。電路接受1VP-P差分輸入，并對(duì)一個(gè)75W 的顯示器或視頻捕獲系統(tǒng)輸入端提供單端1VP-P電壓。

　　標(biāo)稱增益為2.0，通過(guò)1kW 反饋電阻器設(shè)置，并只適用于短距離電纜(至多300')。額外的RC網(wǎng)絡(luò)提供三種可選擇的損耗均衡(EQ)方法以供不同的CAT5行程長(zhǎng)度使用。稍不足的均衡在顯示器上表現(xiàn)并不明顯，而過(guò)均衡的表現(xiàn)卻十分鮮明。四個(gè)選擇的其中一種可供高達(dá)約1300' 距離的不同電纜采用。采用連續(xù)可調(diào)的EQ電路可以替代所示固定網(wǎng)絡(luò)。

　　給出了對(duì)一個(gè)多脈沖視頻測(cè)試圓形的響應(yīng)，上方的軌跡是1000' 電纜之后的 TP+ 輸入 ，而下方的軌跡是負(fù)載上的恢復(fù)輸出，以上兩者均以本機(jī)(接收器)地電位為基準(zhǔn)。LT6552在整個(gè)視頻帶寬(DC至4MHz)≥75dB的CMRR完全消除了在上方軌跡中清晰可見(jiàn)的雜散撿拾，其中包括AM 射頻信號(hào)(≈1MHz)。1000' 均衡網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確地校正了電纜衰減，從而產(chǎn)生一個(gè)近乎完美的視頻響應(yīng)。

　　電路運(yùn)行的電源電壓低至2.5V/~1.7V(假定有一個(gè)AC耦合視頻源)，但給出 ±5V是為了使現(xiàn)有的共模輸入范圍最大化。輸入通過(guò)10kW 電阻器返回至地，以確保在輸入斷接時(shí)有適當(dāng)?shù)碾娐菲谩?/p>

　　變頻調(diào)速系統(tǒng)供電變壓器副邊中點(diǎn)x0的接地方式，通常由用戶根據(jù)自己的需要來(lái)決定，不同接地方式對(duì)系統(tǒng)中的共模噪聲會(huì)產(chǎn)生不同的影響。

　　當(dāng)采用高阻抗接地方式時(shí)，通常在供電變壓器副邊中點(diǎn)x0與地之間串聯(lián)一150～200ω的電阻，從而大大消弱了系統(tǒng)中共模電流的幅值，共模噪聲得到有效抑制。用戶通常需要權(quán)衡由此而增加的原邊對(duì)地電壓瞬變對(duì)副邊變頻器的影響。

　　最好的噪聲抑制方法在于消弱噪聲源，在變頻器輸出側(cè)加裝共模扼流圈是一種經(jīng)濟(jì)、有效的方法。共模扼流圈在不影響變頻器輸出電壓的前提下，高頻對(duì)地電流噪聲呈現(xiàn)高阻特性，大大減小了共模電流的上升時(shí)間和幅值，從而減小了系統(tǒng)PE網(wǎng)絡(luò)中共模噪聲電壓。同時(shí)，共模扼流圈具有相對(duì)于輸出電抗器更小的體積。

　　噪聲屏蔽

　　噪聲屏蔽作為共模噪聲抑制的第三種對(duì)策，其主要原理在于構(gòu)造共模噪聲的新通路，盡量減小變頻調(diào)速系統(tǒng)pe網(wǎng)絡(luò)中流過(guò)的共模電流，從而避免對(duì)接于本系統(tǒng)pe網(wǎng)絡(luò)敏感電氣設(shè)備的干擾。

　　2.3.1、三相四線電纜

　　變頻器與電機(jī)間采用三相四線電纜，并排放在電纜導(dǎo)管中。電纜導(dǎo)管的兩端分別接到變頻器外殼和電機(jī)接線盒，電纜中的中線分別接到變頻器的pe端子和電機(jī)的地接線端子。部分共模電流將通過(guò)電纜導(dǎo)管的接地點(diǎn)以及電機(jī)機(jī)殼進(jìn)入PE，大部分共模電流將在電纜導(dǎo)管及中線中流過(guò)，因此，potential #1與potential #3之間的共模噪聲電壓將有效地減小。同時(shí)，電纜導(dǎo)管也將有效抑制電機(jī)電纜的對(duì)外輻射電磁干擾。

　　系統(tǒng)中的共模電流流經(jīng)變頻器的pe端和供電變壓器副邊中點(diǎn)x0，最后返回到變頻器的輸入側(cè)，當(dāng)某些敏感電氣設(shè)備接于potential #1與te之間時(shí)，仍將受到共模噪聲電壓的干擾。因此，建議在供電變壓器與變頻器之間也采用三相四線電纜，并盡量減小供電變壓器與變頻器之間的距離。

　　2.3.2、屏蔽電力電纜

　　采用屏蔽電力電纜是一種非常有效的共模噪聲抑制方案。由于屏蔽電力電纜中的屏蔽層對(duì)高頻信號(hào)的阻抗非常小，并且其PVC外殼對(duì)地有絕緣特性，因此，幾乎所有的共模電流被有效地控制在屏蔽電力電纜中流過(guò)。同時(shí)，屏蔽層也將有效抑制電機(jī)電纜的對(duì)外輻射電磁干擾。

　　同上所述，系統(tǒng)中的共模電流流經(jīng)變頻器的PE端和供電變壓器副邊中點(diǎn)x0，最后返回到變頻器的輸入側(cè)。當(dāng)供電變壓器與變頻器之間距離較遠(yuǎn)時(shí)，接于user #1的某些敏感電氣設(shè)備仍將受到共模噪聲電壓的干擾。因此，建議在供電變壓器與變頻器之間也采用屏蔽電力電纜。

　　電子學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)投稿推薦：《中國(guó)新通信》于1999年創(chuàng)刊，曾用刊名：中國(guó)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò);中國(guó)數(shù)據(jù)通信。該刊郵發(fā)代號(hào)為2-76，國(guó)外代號(hào)：1427M。于2005年被科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)評(píng)為優(yōu)秀期刊，2006年1月改名為《中國(guó)新通信》，每月出版2期，每月5日、20日出版。