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共模的意思、共模的詳細解釋

關鍵字:

共模的解釋

[common mode] 如像在微分運算放大器中那樣,在其兩個輸入端處,輸入信號的幅度和相位都是相同的

詞語分解

專業解析

"共模"是一個電子工程領域的專業術語,其核心含義指電路中兩個輸入端相對于公共參考點(通常是地)所共有的信號成分或電壓模式。以下是基于漢語詞典角度并結合專業背景的詳細解釋:


一、字義拆解與基本概念

  1. "共"

    表示共同、共有,強調兩個或多個對象共享同一屬性或狀态。

  2. "模"

    此處指模式、形态或信號形式,引申為電路中電壓或電流的表現方式。

  3. 組合釋義

    "共模"即共同存在的信號模式,特指在差分電路(如差分放大器)中,兩個輸入端子對地電位同時升高或降低的電壓分量。例如,若輸入信號 (V_1) 和 (V_2) 滿足:

    $$ V1 = V{text{cm}} + frac{V_{text{d}}}{2}, quad

    V2 = V{text{cm}} - frac{V{text{d}}}{2} $$ 其中 (V{text{cm}}) 即為共模電壓,(V_{text{d}}) 為差模電壓。


二、應用場景與重要性

共模信號常見于以下場景:

其核心指标共模抑制比(CMRR) 衡量系統抑制共模信號的能力,計算公式為:

$$ text{CMRR} = 20 log{10} left( frac{A{text{d}}}{A{text{cm}}} right) text{(dB)} $$ 其中 (A{text{d}}) 為差模增益,(A_{text{cm}}) 為共模增益。


三、權威參考來源

  1. 《現代漢語詞典》(第7版)

    雖未直接收錄"共模"詞條,但對"共"(共同)、"模"(模式)的釋義支持其專業組合含義。

  2. 《電子工程術語标準手冊》(中國電子技術标準化研究院)

    明确定義:"共模電壓(Common-mode Voltage)指差分電路兩輸入端與公共參考點之間電壓的平均值。"

  3. 清華大學《模拟電子技術基礎》教材

    強調共模信號與差模信號的分離是差分放大電路設計的理論基礎,并分析其對系統穩定性的影響。


四、與"差模"的對比

特性 共模信號 差模信號
定義 兩輸入端對地相同的信號分量 兩輸入端之間的差值信號
作用 通常為幹擾需抑制 有用信號需放大
電路響應 理想情況下輸出為零 被放大器有效放大

通過以上解析,"共模"作為專業術語,其釋義需結合電子工程語境,核心在于描述信號中共有且需抑制的成分,與"差模"共同構成差分系統的分析基礎。

網絡擴展解釋

“共模”是電子工程和信號處理領域的專業術語,主要用于描述信號傳輸或幹擾的特定模式。以下是綜合多來源的詳細解釋:

一、基本定義

共模(Common Mode)指在電路的兩個輸入端,信號的幅度和相位完全相同的狀态。例如,在差分放大器中,若兩個輸入端的信號變化完全同步,則稱為共模信號。

二、數學表達

任何兩路輸入信號(假設為A和B)均可分解為共模成分(m)和差模成分(n):

三、應用場景

  1. 信號傳輸
    在差分電路中,共模信號通常被視為需要抑制的幹擾,而差模信號是有效信號。例如,RS485通信采用差分傳輸,通過抑制共模幹擾提高抗噪能力。
  2. 噪聲抑制
    共模噪聲指電源火線(Hot)或中線(Neutral)經地線返回的幹擾,常見于電力系統中。抑制方法包括使用共模扼流圈、光耦隔離等。

四、共模與差模的對比

類型 信號特征 幹擾路徑
共模 兩輸入端信號同幅同相 兩導線分别對地産生相同幹擾電壓
差模 兩輸入端信號反相(相差180度) 兩導線之間産生電壓差

(來源:)

五、實際意義

共模抑制比(CMRR)是衡量電路抑制共模幹擾能力的關鍵指标,值越高表示抗幹擾能力越強。例如,醫療設備中的生物電信號采集需高CMRR放大器,以消除人體共模幹擾。

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