差模干扰

差模干扰 (Differential Mode)

外文名	Differential Mode Interference / Noise
电流方向	往返流动，形成闭合回路
核心危害	传导发射超标、影响有用信号
抑制手段	X电容、差模电感、π型滤波器
关联术语	共模干扰、串扰

差模干扰（Differential Mode Interference），也称为串模干扰、正态噪声，是指存在于两根信号线（或电源的火线与零线）之间的干扰信号。其电流在两根导线上的方向相反、大小相等，电流路径完全在导线构成的闭合回路内，不依赖地回路返回。

物理机制

差模电流 $I_{dm}$ 的路径与有用信号（如电源电流或差分数据信号）完全一致：

• 路径： 从干扰源出发，经由一根导线流向负载，再经由另一根导线返回源端。
• 辐射特性： 由于两根导线紧挨在一起且电流方向相反，它们产生的磁场在空间中相互抵消。因此，在相同电流强度下，差模干扰的辐射能力远弱于共模干扰。其辐射水平主要取决于环路面积。

常见来源

1. 开关电源纹波： 开关管在高频切换时产生的电流脉动，直接叠加在电源回路中。
2. 数字信号串扰： 相邻的高速信号线通过互感或互容，在受扰线中感应出反向电流。
3. 电源相位失真： 整流电路引起的非线性电流波动。

抑制策略

抑制差模干扰的核心在于“低通滤波”和“减小环路面积”。

1. 容性滤波 (X电容)

• 在火线与零线（或正负极）之间跨接 X电容。它为高频差模干扰提供了一条低阻抗的旁路，使干扰在到达外部电网前被滤除。

2. 感性滤波 (差模电感)

• 在回路中串联电感（通常是磁粉芯或硅钢片材料）。由于差模电流在电感中产生磁通，电感表现出高阻抗，从而抑制高频噪声。

3. 结构布局优化

• 紧凑布线： 尽可能减小去路与回流路径之间的间距（减小环路面积），从而减小等效电感并降低空间辐射。
• 双绞线： 通过物理结构的翻转，使每一小段产生的磁场相互抵消，有效抑制差模干扰的发射与接收。

测量与区分

在传导测试中，如果干扰主要集中在低频段（150kHz - 1MHz），通常是由差模引起的：

• 差模电压： $V_{dm}=(V_L-V_N)/2$
• 诊断技巧： 在输入端并联一个电容，若干扰大幅下降，则证明是差模干扰；若几乎无变化，则可能以共模干扰为主。

参见

• 共模干扰
• LISN
• 电磁学
• 电抗（感抗与容抗）