Señal de modo común

Voltaje común a ambos terminales de entrada de un dispositivo eléctrico

En ingeniería eléctrica , una señal de modo común es el componente idéntico de voltaje presente en ambos terminales de entrada de un dispositivo eléctrico. En telecomunicaciones , la señal de modo común en una línea de transmisión también se conoce como voltaje longitudinal .

La interferencia de modo común (CMI) es un tipo de señal de modo común. La interferencia de modo común es una interferencia que aparece en ambos cables de señal o una interferencia coherente que afecta a dos o más elementos de una red.

En la mayoría de los circuitos eléctricos , las señales deseadas se transfieren mediante un voltaje diferencial entre dos conductores . Si los voltajes en estos conductores son U ₁ y U ₂ , la señal en modo común es el promedio de los voltajes:

$${\displaystyle U_{\text{cm}}={\frac {U_{1}+U_{2}}{2}}}$$

Cuando se hace referencia a la toma de tierra o al punto común local , aparece una señal de modo común en ambas líneas de un cable de dos hilos, en fase y con amplitudes iguales. Técnicamente, un voltaje de modo común es la mitad de la suma vectorial de los voltajes de cada conductor de un circuito equilibrado a la toma de tierra o al punto común local. Estas señales pueden surgir de una o más de las siguientes fuentes:

• Señales radiadas acopladas por igual a ambas líneas,
• Un desplazamiento de la señal común creada en el circuito del controlador, o
• Un diferencial de tierra entre las ubicaciones de transmisión y recepción.

El ruido inducido en un cable, o transmitido desde un cable, generalmente ocurre en el modo común, ya que la misma señal tiende a ser captada por ambos conductores en un cable de dos hilos. De la misma manera, el ruido de RF transmitido desde un cable tiende a emanar de ambos conductores. La eliminación de señales de modo común en cables que entran o salen de equipos electrónicos es importante para garantizar la compatibilidad electromagnética . A menos que la intención sea transmitir o recibir señales de radio, un diseñador electrónico generalmente diseña circuitos electrónicos para minimizar o eliminar los efectos del modo común.

Métodos para eliminar señales de modo común

• Amplificadores o receptores diferenciales que responden únicamente a diferencias de voltaje, por ejemplo, las que se dan entre los cables que constituyen un par. Este método es especialmente adecuado para la instrumentación en la que las señales se transmiten mediante polarización de CC. Para sensores con una impedancia de salida muy alta que requieren una relación de rechazo de modo común muy alta , se combina un amplificador diferencial con búferes de entrada para formar un amplificador de instrumentación .
• Un inductor en el que un par de cables de señalización siguen el mismo camino a través del inductor, por ejemplo, en una configuración de bobinado bifilar como la utilizada en el magnetismo de Ethernet. ^[1] Útil para señales de CA y CC, pero filtrará solo señales de modo común de frecuencia más alta.
• Un transformador que es útil solo para señales de CA y filtra cualquier forma de ruido de modo común, pero que puede usarse en combinación con una bobina bifilar para eliminar el acoplamiento capacitivo de señales de modo común de mayor frecuencia a través del transformador. Se usa en Ethernet de par trenzado. ^[2]

El filtrado de modo común también se puede utilizar para evitar la salida de ruido con fines de compatibilidad electromagnética:

• Las señales de modo común de alta frecuencia (por ejemplo, el ruido de RF de un circuito informático) se pueden bloquear utilizando una perla de ferrita sujetada al exterior de un cable. Estas suelen observarse en las fuentes de alimentación de las computadoras portátiles cerca del conector jack, y en los cables USB y HDMI de impresoras o ratones de buena calidad . ^[3]

• Las fuentes de alimentación de modo conmutado incluyen inductores de filtrado de modo común y diferencial para bloquear el ruido de la señal de conmutación que regresa al cableado de la red eléctrica. ^[4]

La relación de rechazo de modo común es una medida de qué tan bien un circuito elimina la interferencia de modo común.

Referencias

1. "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2016. Consultado el 17 de diciembre de 2013 .{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
2. "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2016. Consultado el 17 de diciembre de 2013 .{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
3. "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 6 de julio de 2012. Consultado el 7 de mayo de 2013 .{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
4. Comprensión y control de las emisiones de modo común en la electrónica de alta potencia Archivado el 8 de noviembre de 2020 en Wayback Machine

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