在電器設(shè)備的電源線、電話通信線等線路中，信號(hào)傳輸存在兩種不同的形態(tài)，即共模和差模。它們?cè)谛盘?hào)傳輸過程中有著不同的表現(xiàn)和作用，下面就來詳細(xì)了解一下。

差模：兩根導(dǎo)線間的信號(hào)傳輸

差模（Differential Mode）是指信號(hào)在電路中通過兩個(gè)相對(duì)的導(dǎo)體傳輸或處理的方式。它由一個(gè)正向信號(hào)和一個(gè)反向信號(hào)組成，這兩個(gè)信號(hào)在導(dǎo)線上以相等但相反的幅度傳輸。

比如在音頻傳輸線中，兩根導(dǎo)線會(huì)分別傳輸幅度相等、相位相反的音頻信號(hào)，這就是典型的差模信號(hào)。這種信號(hào)承載著我們需要的有用信息，像音頻內(nèi)容、數(shù)據(jù)信息等都依靠差模信號(hào)來傳輸。差模信號(hào)的一大特點(diǎn)是幅度大于單個(gè)信號(hào)的幅度，并且由于兩個(gè)信號(hào)相反，能有效抵消外部干擾，保證信息的穩(wěn)定傳輸。從系統(tǒng)的一對(duì)輸入端看，若信號(hào)的極性相反，電流的方向也相反，這樣的信號(hào)就是差模信號(hào)。

共模：與地線相關(guān)的信號(hào)傳輸

共模（Common Mode）則是信號(hào)在電路中通過兩個(gè)導(dǎo)體以相同的方式傳輸或處理的方式。共模信號(hào)是兩個(gè)導(dǎo)體上的信號(hào)以相同的幅度同時(shí)變化。

在有兩根導(dǎo)線作為往返線路輸送電力或信號(hào)的情況下，通常還有第三導(dǎo)體即 “地線”，共模就是兩根導(dǎo)線做去路，地線做返回傳輸?shù)男问?。從系統(tǒng)的一對(duì)輸入端看，若信號(hào)的極性相同，電流的方向也相同，這樣的信號(hào)就是共模信號(hào)。實(shí)際電路中，共模信號(hào)往往來自外界干擾，比如周圍環(huán)境中的電磁干擾、電源噪聲等，這些干擾會(huì)同時(shí)影響兩條傳輸線，在兩條線上產(chǎn)生相同的干擾信號(hào)。共模信號(hào)的幅度相對(duì)較小，且容易受到外部干擾的影響。

共模信號(hào)與差模信號(hào)的明確界定

共模信號(hào)

加在兩個(gè)輸入端子上大小相等、相位相同的信號(hào)。用公式表示，假設(shè)兩個(gè)輸入信號(hào)分別為V_1和V_2，則共模信號(hào)V_{cm}=\frac{V_1 + V_2}{2}。簡單來說，共模信號(hào)就是兩個(gè)大小相等、方向相同的信號(hào)。

差模信號(hào)

指在兩個(gè)輸入端子之間存在差值的信號(hào)，即兩個(gè)大小相等、相位相反的信號(hào)。在差動(dòng)放大電路中，設(shè)輸入信號(hào)分別為V_1和V_2，差模信號(hào)V_{dm}=V_1 - V_2。通俗講，差模信號(hào)就是兩個(gè)大小相等、方向相反的信號(hào)。

共模和差模的主要區(qū)別

本質(zhì)不同

差模又稱串模，本質(zhì)是兩根線之間的信號(hào)差值；而共模噪聲又稱對(duì)地噪聲，本質(zhì)指的是兩根線分別對(duì)地的噪聲。

特點(diǎn)不同

差模信號(hào)的特點(diǎn)是幅度相等，相位相反；而共模信號(hào)的特點(diǎn)是幅度相等，相位相同。

電流流過的方向、程度不同

所有的差模電流全流過負(fù)載，差模干擾侵入往返兩條信號(hào)線，方向與信號(hào)電流方向一致。而共模信號(hào)的干擾信號(hào)侵入線路和接地之間，干擾電流在兩條線上各流過二分之一，以地為公共回路。

電流產(chǎn)生的輸出抵消作用不同

對(duì)絞線中的差模信號(hào)在每一根導(dǎo)線上的電流是以相反方向在一對(duì)導(dǎo)線上傳送，如果這一對(duì)導(dǎo)線是均勻的纏繞，這些相反的電流就會(huì)產(chǎn)生大小相等、反向極化的磁場(chǎng)，使它的輸出互相抵消。而對(duì)絞線中的共模信號(hào)的共模電流在兩根導(dǎo)線上以相同方向流動(dòng)，電流產(chǎn)生大小相等極性相同的磁場(chǎng)，它們的輸出不能相互抵消。

信號(hào)通常都是以差模形式存在的，而噪聲既有差模形式，也有共模形式。若噪聲為差模形式，它會(huì)與信號(hào)相疊混，難以區(qū)分，所以所有的抗干擾措施主要都是針對(duì)共模噪聲的。

當(dāng)系統(tǒng)的兩個(gè)輸入端阻抗不一致時(shí)，共模電流會(huì)不再平衡，此時(shí)部分共模噪聲會(huì)轉(zhuǎn)化為差模噪聲，尤其是當(dāng)輸入信號(hào)一端為系統(tǒng)地線時(shí)，共模噪聲會(huì)全部轉(zhuǎn)化為差模噪聲，這對(duì)抑制噪聲影響十分不利。因此，工業(yè)儀表基本上都采用差分輸入，以此來減少噪聲的影響，保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

了解共模和差模的區(qū)別與特性，有助于我們更好地理解電路中信號(hào)的傳輸規(guī)律，以及在實(shí)際應(yīng)用中采取有效的抗干擾措施，提升電子設(shè)備和通信系統(tǒng)的性能。