我曾经在工作中遇到过仪器产生异常且不可复制结果的情况。对仪器信号的分析结果表明其受到接地环路所导致的60Hz噪音的影响。这个回路产生于曲折的接地路线——经所在建筑物的电力线路从仪器接到我的数据采集计算机。
　　幸运的是我可以隔离该仪器的供电以切断该接地回路。但是不是所有的工程师都这么好运。他们的信号源可能来自直接附着于金属框或结构的应力仪，热电偶，或压力传感器。另外每个仪器的基线与数据采集系统的基线间的势差也可以影响测量的准确性或损坏敏感设备。
　　由于这些信号出现在传感器的两个引线，所以他们成为共模电压，并可以DC或AC两种形式存在。DC共模信号可来自于补偿电压。而电机，电磁场，拱形接头等可以在传感器和测量设备连接中诱发AC共模信号。
　　工程师常规采用嵌入式系统测量传感器信号，因此他们需要懂得共模信号对模数转换器(ADC)的影响。此外，他们还应当懂得如何克服这些影响并保护系统的ADC。但是，对微控制器(MCU)缺乏了解的工程师常常直接将传感器信号直接与MCU的ADC输入端连接。这种作法对小型独立的仪器可行，比如个人胰岛素测量单元；但是在办公室和轻工业的环境下，这种作法就行不通了，对嵌入式系统的ADC输入需要信号调节。
　　通常差分输入前端线路可以减少同相等幅共模信号的影响，如放大器或滤波器。这些线路简单地从共模信号加简正信号和中减去共模信号。简正信号(NMS)代表相应物理量的传感器信号。
　　但是差分输入滤波器或放大器通常只能在较窄电压范围内处理共模电压问题。比如，热电偶输入线路仅在共模电压为几伏时可以正常工作，仅可容忍信号输入和接地间小幅压差。因此，如果你要用嵌入式系统测量信号时，简单差分放大器所能提供的保护可能不够，你需要更多的防护。
　　Dataforth和Intelligent Instrumentation等公司提供的模块产品，可以在其输入侧连接传感器，并在其输出侧为ADC和数据采集设备产生隔离的与传感器等效的信号。这些模块产品采用光学，磁场，及电容耦合技术来隔离输入与输出信号。
　　为共模信号提供隔离防护可超过1000V，模块可以保护他们的输入信号，抵御产生于工业环境中传感器线路的高压。(如传感器导线可能短接供电线路)。
　　你可以按照你的要求选择模块来过滤信号，提供激发或激励信号。另外，模块也可提供容纳多个模块的底盘中通道一通道间的隔离。这种能力保证每个传感器不会受到来自其他受共模信号影响的传感器的干扰。
　　如果你没有足够的预算购买信号隔离模块，但是你又必须将传感器与嵌入式系统隔离，你可以设计自己的隔离线路。可以从Texas Instruments。Analog Devices等公司零售商处购买隔离放大器IC。也可以考虑将ADC移至传感器处。我曾经用压频转换器(VFC)来驱动光耦合器，该光耦合器将传感器—VFC线路与计算机隔离。例如Analog Devices AD7742 VFC可提供两个多路差分输入通路和单频输出。以外部时钟信号频率来设置VFC输出频率范围。许多MCU提供可驱动16—bit计数器的输入，且软件可读取和设置该计数器。或者，该MCU可读取外部添加的计数器。
　　如果你采取这种方法，请记住VFC执行模数转换。核对规格如增益误差，通道—通道隔离和补偿误差以保证VFC提供所需性能。请记住对VFC输入你仍需要面对一小范围共模输入范围，所以将转换器靠近传感器不会完全消除共模信号问题，但是可以有所帮助。