Sinais de modo Comum x Sinais de Modo Diferencial

Este post vai discutir como resolver problemas de interferência eletromagnética (EMI) com indutores de modo comum e as vantagens de usá-los em relação a outras soluções.

Compreender a diferença entre os sinais de modo comum e sinais de modo diferencial é extremamente importante, pois precisamos saber o que o circuito exige para reduzir o ruído.

Como sabemos se o ruído é diferencial ou de modo comum? Uma maneira de testar se o problema é de modo comum ou modo diferencial é anexar um ferrite de pressão, conhecido como snap ferrite de cabo da Würth Elektronik no cabo do circuito a ser testado..

Uma vez adicionado ao ferrite, se observarmos uma atenuação de ruído, podemos concluir que o problema é originado de um sinal de modo comum. Caso não haja essa melhoria, então existe um problema de diferencial. Mas tenha em mente que o este tipo de ruído se propaga apenas pela linha de fase do cabo, fechando o circuito pelo neutro ou pelo terra deste.

Problemas do modo comum

A seguir, discutiremos as questões de modo comum, concentrando-nos na nossa linha para ao processo de montagem de superfície, ou seja, os produtos para SMD/SMT (Surface Mount Tecnology). Os indutores de modo comum são, como o nome indica, usados especificamente para reduzir ruídos elétricos de modo comum.

Nossos indutores de modo comum funcionam bem em aplicações como fontes de alimentação AC / DC (linhas com grande fluxo de corrente) e linhas de sinal, em que a distorção do sinal certamente são um problema. Quando se trata de alimentação AC, o ruído de modo comum é o sinal de ruído entre o terra e o neutro / fase.

Estes tendem a ter níveis de frequência mais elevadas do que o ruído de modo diferencial devido ao fato de que estes são originários de sinais de modo diferencial que são indutivamente ou capacitivamente acoplados.

Usando este exemplo de um conversor flyback, podemos observar a formação da corrente de interferência de modo diferencial nas as linhas de alimentação. Podemos ver que a corrente de interferência está viajando em dois sentidos diferentes.

Para o sinal diferencial, podemos ver que a corrente flui para o circuito (V1) através da carga e volta (V2). As tensões sobre cada condutor têm como referência de potencial o terra. Eles não se propagam pelo terra.

Para os sistemas cabeados, buscamos esse sinal diferencial. Este é o sinal que vai conduzir os dados.

Para os sinais de modo diferencial, a tensão em V1 menos V2 é igual à tensão diferencial. Através de um indutor, este sinal irá criar campos magnéticos opostos que se anulam mutuamente. O sinal vai passar pelo indutor sem atenuação, pois a impedância, neste caso, será próxima de zero.

Nesta situação, vemos que a corrente de interferência de modo comum está viajando no mesmo sentido em ambos os caminhos do circuito. Há que se ter um caminho de retorno e este é geralmente através do terra ou de um dos condutores .

Aqui vemos que existe uma capacitância parasita, criando um caminho para a corrente de modo comum a fluir para o terra. A corrente não vai fluir através da carga, uma vez que não há nenhuma diferença de potencial entre elas.

As magnitudes dos sinais são iguais. Estes sinais se adicionarão em vez de cancelar mutuamente. O resultado será uma alta impedância para o sinal de modo comum, que passará a ser fortemente atenuada. Este potencial pode variar em relação ao terra. Conforme a variação doa potencial do terra, o ruído também irá variar.

Estes sinais são indesejáveis, uma vez que não carregam quaisquer dados. Usando aterramentos independentes também pode-se criar uma diferença de potencial, resultando em ruído de modo comum. Isso é muito comum uma vez que estes podem criar diferenças de potencial (DDP) entre os aterramentos.

Isto também ocorre em fontes sem ligação à terra, tais como as remotas. Certificar-se de que o cabo para o sinal analógico está bem aterrado e ter um sistema devidamente aterrado pode evitar muitas dores de cabeça. Estes podem agir como antenas se o projeto não for conduzido corretamente.

To read the origional blog post, Common Mode Signals vs. Differential Mode Signals, in English, click here.

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