【導(dǎo)讀】文中將詳細(xì)地為大家分析如下看點(diǎn)：幾個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例測(cè)驗(yàn)與分析，共模電感“Z”字形符號(hào)解釋，共模電感是否會(huì)飽和，共模和差模的概念，共模電感設(shè)計(jì)的幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)以及一些重要的基本概念。
看點(diǎn)1 幾個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例測(cè)驗(yàn)與分析！
01 這是一個(gè)共模電感，如下測(cè)量，你覺(jué)得測(cè)得的電感量是多少？
可能有一部分會(huì)答錯(cuò)。
下面來(lái)說(shuō)明一下
我們知道共模電感的繞法有兩種，1 雙線并繞，2 兩組線圈分開(kāi)繞。
1 雙線并繞
2 兩組線圈分開(kāi)繞
正確的答案應(yīng)該是10mH，下圖所示。一樓所示的測(cè)量和如下測(cè)量一致。如仍有懷疑，可找個(gè)電感測(cè)量一下便知。
可以理解成兩個(gè)電感并聯(lián)，事實(shí)上就是兩個(gè)電感并聯(lián)，計(jì)算結(jié)果和測(cè)量結(jié)果是一樣的。
兩種繞法有何特點(diǎn)？
1 雙線并繞
有較小的差模電感
有較高的耦合電容
有較小的漏感
2 兩組線圈分開(kāi)繞
有較小的耦合電容
有較高的漏感
因此要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況選擇繞法。
02 再看看這樣測(cè)量出來(lái)的電感量是多少？為什么？
有的人可能會(huì)回答0mH，有的人可能會(huì)回答20mH，有的人可能會(huì)回答10mH。
不過(guò)很遺憾都不是，正確的答案L=40mH。如下圖，按右手法則已標(biāo)上電流方向和磁通方向，從圖中可以看出兩個(gè)線圈的磁通的方向是相同的，也就是說(shuō)磁通是增加的不是相互抵消。
根據(jù)磁環(huán)電感量計(jì)算公式
式中：N = 圈數(shù)， Ac = 截面積， 分母 Mpl = 磁路長(zhǎng)度。
注意 N 有平方的，一組線圈的圈數(shù)是N， 則兩組線圈的圈數(shù)是 2N，將2N代入到公式中分子有 4N²， 也就是說(shuō)電感量為 4 倍。本例則為 40 mH。
03 再看看這樣測(cè)量得到的電感量應(yīng)該是多少？這樣測(cè)得的是什么電感量？
這個(gè)估計(jì)很多人都知道是0mH，沒(méi)錯(cuò)，理想狀態(tài)下就是 0mH。
實(shí)際共模電感總有漏感、或差模電感成份，因此按此連接測(cè)量得到的數(shù)值就是漏感或者叫差模電感。
共模電感中漏感和差模電感是一回事，可以稱漏感也可稱差模電感。一般做得好點(diǎn)的漏感在1-2%左右。
但有時(shí)候會(huì)特意將差模電感和共模電感做在一起，這時(shí)候的差模電感量就按實(shí)際需要做了。
看點(diǎn)2 共模電感“Z”字形符號(hào)是代表什么？
共模電感的這個(gè)符號(hào)應(yīng)該很常見(jiàn)吧，但是符號(hào)中的的 “Z” 一樣的符號(hào)該怎么讀？估計(jì)很少有人知道。
Z= Zorro （佐羅），很厲害的一個(gè)人物。共模電感也叫 Zorro 電感。英文中共模電感的叫法比較長(zhǎng) Common Mode Choke，或 Common Mode Inductor，也稱 Zerro Inductor，有時(shí)簡(jiǎn)稱為 Zerro。
舉例： Fairchild 的 關(guān)于濾波器的文章中也是這么用的，如圖：
看點(diǎn)3 共模電感會(huì)飽和嗎？
共模電感會(huì)飽和嗎？答案是非常難飽和，通常情況下無(wú)需擔(dān)心飽和問(wèn)題，為什么呢？我們先來(lái)看看差模電流流過(guò)共模電感的情況。如圖，差模電流電流電感時(shí)其磁通是相互抵消的，也就是說(shuō)，在磁路里基本沒(méi)有磁通產(chǎn)生，差模電流流過(guò)時(shí)沒(méi)有阻力，沒(méi)有損耗，簡(jiǎn)單說(shuō)，一個(gè)額定電流5A的共模電感流過(guò)100A的差模電流也不會(huì)飽和，當(dāng)然前提是導(dǎo)線夠粗。
共模電流的情況相對(duì)復(fù)雜一點(diǎn)，百度了一下發(fā)覺(jué)都是抄來(lái)抄去，都是籠統(tǒng)的說(shuō)阻抗增加，但并沒(méi)有說(shuō)明為何阻抗增加，基本沒(méi)什么參考價(jià)值。
我們按如下方法分析一下：
假設(shè)一對(duì)共模電流流向如下圖所示，兩個(gè)濾波電感各自獨(dú)立，沒(méi)有磁通上的聯(lián)系，這樣能不能濾波共模電流呢？當(dāng)然也能，相當(dāng)于差模電感，各自為戰(zhàn)，效果差一點(diǎn)。
于是我們講兩個(gè)電感合二為一，如圖，這樣會(huì)發(fā)生什么情況呢？
顯然，流過(guò)L1的共模電流和流過(guò)L2的共模電流產(chǎn)生磁通相互疊加，總磁通增加。L1和L2除了自感以外還有互感，L1的電感量除了本身的電感外還要加上L2的互感，反之L2也一樣。
這樣情況又要分幾種：
1）L1的磁通會(huì)使L2產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)，互感電動(dòng)勢(shì)的方向總是要阻礙磁通的增加，于是在L2中產(chǎn)生和共模電流方向相反的電流，L2的共模電流被抵消，反之，L1對(duì)L2的互感電流也是與L1的共模電流方向相反，也就是說(shuō)L1的共模電流被抵消。如下圖所示，L2中的互感電流與L2的共模電流方向相反的：
2）電感量計(jì)算，如圖：
根據(jù)自感公式：
則L1的有效電感為：
設(shè)：
于是有：
即共模電感量為繞組的兩倍。
對(duì)于差模電流有：
于是，差模電感
即：
也就是說(shuō)差模電感量為0。
看點(diǎn)4 共模和差模的概念
共模和差模的概念：這個(gè)很好理解，看一下圖便知。
共模干擾來(lái)之何處？共模干擾的頻率如何？1MHz以上還是5MHz以上？如圖：
共模干擾由MOS管的高di/dt引起，經(jīng)過(guò)變壓器間的電容Cp或雜散電容C2傳到副邊，以Cp為主，C2基本可忽略。我們知道Cp很小，因此能傳到副邊的干擾頻率一定很高，低頻干擾信號(hào)過(guò)不去，因此EMI測(cè)試中的高頻部分基本就是共模干擾。究竟多少M(fèi)Hz與變壓器的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，層間電容大了則可能1MHz的共模能過(guò)去，層間電容小了，則只能是更高的頻率能過(guò)去，比如5MHz以上。
由此可見(jiàn)，變壓器的繞制對(duì)EMI有不可忽略的作用，并且需要在漏感和繞組電容中折中考慮，漏感小了則初次級(jí)的電容一定大了，初次級(jí)的電容小了則漏感大了，初次級(jí)電容小則有利于抑制共模干擾，但漏感大了會(huì)在給原邊的MOS管帶來(lái)壓力。
如何既能減小原付邊電容又保持漏感小呢，目前看來(lái)=只有一個(gè)辦法，在原付邊件加屏蔽。簡(jiǎn)單說(shuō)，在原邊和付邊之間一圈不到的銅箔，銅箔不可繞滿，不可重疊，留1mm左后的空隙。實(shí)測(cè)效果不錯(cuò)的，但變壓器繞制就復(fù)雜了。
我們來(lái)認(rèn)識(shí)一種新的電容，其實(shí)也不是新的只不過(guò)估計(jì)很少有人知道，很少有人用。
如圖，稱為 Feedthrough 電容，專門(mén)用于EMI抑制電路，其抑制高頻干擾效果相當(dāng)好。
其內(nèi)部等效結(jié)構(gòu)如圖
其在電路中的符號(hào)為：
其特點(diǎn)為，低ESR，低ESL，高諧振頻率，因此專用于EMI抑制。
其參數(shù)等詳細(xì)資料可網(wǎng)上搜索廠家的說(shuō)明書(shū)。
以下的圖應(yīng)足夠能說(shuō)說(shuō)明這個(gè)電容。
從上面的做圖可以看出這種電容的內(nèi)部其實(shí)是導(dǎo)線（實(shí)際有電感），導(dǎo)線外面通過(guò)做成電容形式，并把電容一端接地，因此低頻或直流信號(hào)完全不受阻，但高頻則會(huì)通過(guò)電容接地。由于該電容沒(méi)有引腳，因此ESL（等效串聯(lián)電感）很小，這個(gè)至關(guān)重要。
有必要說(shuō)明一下為什么電容的諧振頻率要高。
如圖，所有電容的ESR和阻抗曲線都有相似形狀，只是ESR或諧振點(diǎn)的位置不一樣，圖中諧振點(diǎn)左面電容呈容性，即具有電容的特性。但是工作頻率高了以后，電容的容性越來(lái)越小，過(guò)了諧振點(diǎn)后，電容的容性便消失，于是電容變成了電感?？上攵?，本來(lái)在電路里放了一個(gè)電容，結(jié)果變成了電感，那是什么后果？
認(rèn)識(shí)一下典型的濾波電路，如圖所示：
共模濾波器和差模濾波器對(duì)差模信號(hào)濾波效果對(duì)比，差模濾波器在濾出疊加在信號(hào)上的噪聲后導(dǎo)致波形失真。
但使用共模濾波器濾出信號(hào)上的噪聲后波形沒(méi)有失真。
因此，對(duì)于數(shù)字信號(hào)如有噪聲需濾除采用共模濾波器比較合適。
說(shuō)濾波器就不能不說(shuō)濾波器的階數(shù)，談到濾波器我們可能會(huì)聽(tīng)到或看到濾波器的階數(shù)，那么什么是濾波器的階數(shù)呢？我們看以下最簡(jiǎn)單的RC濾波器，那是幾階？
答案是：一階，英文叫 First Order
那這種呢？
還有這種濾波器是幾階的呢？
答案都是二階，英文叫 Second Order
這樣說(shuō)應(yīng)該明白什么是濾波器的階數(shù)了吧？ 簡(jiǎn)單講，有多少個(gè)儲(chǔ)能元件就是幾階，RC濾波器只有一個(gè)電容則是一階，LC濾波器有兩個(gè)儲(chǔ)能元件則是二階，與前后關(guān)系無(wú)關(guān)。
如下最常見(jiàn)的PI濾波器就是三階的了
那么一階、二階、三階濾波器性能上有何區(qū)別？
可以濾什么頻段是電感電容取值問(wèn)題，但不同階數(shù)的濾波器還有更重要的特性，就是衰減信號(hào)的斜率問(wèn)題。
我們先弄清十倍頻這個(gè)概念：
十倍頻，這個(gè)應(yīng)該不難理解，從數(shù)軸上看，十倍頻就是頻率增加10倍，比如 2 到 20Hz 就是一個(gè)十倍頻，那么 50 到 5000Hz 是幾個(gè)十倍頻呢？
我們以一階和二階濾波器的衰減曲線為例，見(jiàn)圖
圖中橫坐標(biāo)是頻率，用對(duì)數(shù)表示，縱坐標(biāo)表示增益，單位為dB，注意圖中的圓點(diǎn)處，右面一條是一階濾波器的衰減曲線，圓點(diǎn)從1 到 2 頻率增加了十倍，從縱坐標(biāo)中可以看到增益下降了20dB，通常稱為10倍頻程衰減20dB，左面一條曲線是二階濾波器，不難看出10倍頻程衰減40dB。
由此可知，濾波器每增加一階，十倍頻程衰減增加20dB，如下圖所示。
看點(diǎn)5 幾個(gè)疑問(wèn)
小測(cè)驗(yàn)：兩個(gè)電感，圈數(shù)一樣，直徑一樣，但繞制的長(zhǎng)度不一樣，哪個(gè)電感量大？
小測(cè)驗(yàn)：如圖，兩個(gè)電感圈數(shù)一樣，線圈高度一樣，直徑不一樣，哪個(gè)線圈電感量大？
線圈不同直徑 或 不同長(zhǎng)度的形成的電感量參考以下截圖，式中 A 是線圈面積，l 是線圈高度，（注意不是磁芯的長(zhǎng)度），按公式可以看出，面積越大電感量越大，線圈高度越小電感量越大。
需要注意的是，這個(gè)公式僅僅表示表示幾個(gè)量的相互關(guān)系，不能算出準(zhǔn)確的電感量的。
如圖，一棒形電感（或工字形電感），在一端截去一部分磁芯，其電感量是增加了還是減小了？為什么？
問(wèn)題：你買了一批工字磁芯（或磁棒）要加工成1mH的電感，需要繞多少圈如何計(jì)算？
工字磁芯或磁棒做電感算是算不準(zhǔn)的，通常的做法就是試?yán)@一定的圈數(shù)（比如繞一層）然后測(cè)量一下電感量，算出每圈的電感量然后再按此算出總的圈數(shù)，由于內(nèi)圈和外圈的直徑不一樣每圈電感量也就不一樣，因此繞好后還得測(cè)量進(jìn)行修正，有時(shí)廠家會(huì)給出有效磁導(dǎo)率，可參考，線圈在磁棒上的位置不一樣（靠近磁棒中心還是靠近兩端），疏密程度不一樣電感量均不一樣。
棒形電感有氣隙嗎？當(dāng)然也有，棒形電感的氣隙就是端點(diǎn)到端點(diǎn)的距離，如圖所示棒形電感的氣隙是非常大的。
棒形電感的氣隙性質(zhì)與磁環(huán)的氣隙性質(zhì)有明顯不同，如圖，磁環(huán)開(kāi)氣隙后其等效磁導(dǎo)率與沒(méi)有氣隙的磁環(huán)的磁導(dǎo)率相比小很多，氣隙越大等效磁導(dǎo)率越小，反過(guò)來(lái)說(shuō)氣隙越小等效磁導(dǎo)率越大。
那么問(wèn)題來(lái)了，磁棒截去一段后端與端的距離變短了，也就是氣隙變小了，但實(shí)際電感量也變小了，一種解釋是等效磁導(dǎo)率變小了，如圖所示。
這個(gè)圖是被各種資料千萬(wàn)遍引用的，屬于最經(jīng)典的。這個(gè)曲線無(wú)非是實(shí)測(cè)以后得出的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并未道出問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，而我們希望知道為何總得磁路短了電感量反而變小。
圖中橫坐標(biāo)是磁棒的長(zhǎng)度與直徑之比，隨長(zhǎng)度變短氣隙變小等效磁導(dǎo)率也變小，這好像不合理，我們看磁環(huán)的電感計(jì)算公式：
MPL表示磁路。
我們知道磁環(huán)的氣隙變小電感量會(huì)變大有效磁導(dǎo)率也變大。因此磁棒的氣隙變短了其等效磁導(dǎo)率應(yīng)該變大并且電感量也應(yīng)該變大才對(duì)啊，但事實(shí)相反，一定是哪里有問(wèn)題了。
原因其實(shí)很簡(jiǎn)單。真正的磁力線的密度其實(shí)是很高的，不像我們平時(shí)那么畫(huà)幾條意思意思的幾條。
可能這樣：
真正的原因是因?yàn)榇判就獠康拇艌?chǎng)會(huì)在磁芯上產(chǎn)生感生電流，此電流方向與線圈電流反向相反，感生電流同樣會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的方向與磁芯內(nèi)原來(lái)的磁場(chǎng)方向相反，彼此互相抵消一部分，當(dāng)磁棒被截短后，外部磁場(chǎng)增強(qiáng)，磁芯上的感應(yīng)電流加大從而反向磁場(chǎng)增強(qiáng)，于是削弱了線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)，最終導(dǎo)致電感量減小。
看點(diǎn)6 共模電感設(shè)計(jì)的幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)
共模電感的設(shè)計(jì)：共模電感設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，掌握以下步驟即可：
1) 盡可能選用磁導(dǎo)率高的磁芯以獲得最大的阻抗（對(duì)付30MHz以下的干擾MnZn，30MHz- 1 GHz用NiZn），
2) 選擇適合飽和磁通的磁芯，確保最大共模電流時(shí)磁芯不會(huì)飽和，（通常共模飽和電流只有3-5mA）
3) 選擇功率損耗小的磁芯
4) 在選定磁芯尺寸下繞盡可能多的圈數(shù)
5) 選用尺寸小的磁芯
6) 線間距盡可能大以減小雜散電容（避免高頻信號(hào)通過(guò)雜散電容耦合過(guò)去）
7) 由于繞線有電阻會(huì)發(fā)熱因此需要合適的線徑
電感的能量?jī)?chǔ)存在哪里？
這是個(gè)頗有爭(zhēng)議性的話題，我們通過(guò)以下實(shí)例來(lái)研究一下：
如圖是一個(gè)電源、一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電阻和一個(gè)電感串聯(lián)在一起。初始狀態(tài)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，電路中沒(méi)有電流。
現(xiàn)在我們將開(kāi)關(guān)合上，會(huì)發(fā)生什么情況？這可以從兩個(gè)方面看：
1）電路理論：當(dāng)一個(gè)電感中有變化的電流流過(guò)時(shí)電感兩端會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)（V = L di/dt），這樣電感中不但有電流還有電壓則其功率為 P= IV，既然有功率毫無(wú)疑問(wèn)變化的電流帶來(lái)了能量。
2）物理學(xué)： 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，而這個(gè)電場(chǎng)力則拼命將電子推回去，在推的過(guò)程中不斷獲取電子的能量，而電源則不斷給電子增加動(dòng)能以通過(guò)電感，這樣電感電流不斷加大，電子的動(dòng)能越來(lái)越強(qiáng)于是電場(chǎng)也越來(lái)越強(qiáng)。
隨著電流最后達(dá)到最大值1A，電感中的磁場(chǎng)不再變化，于是電感兩端電壓為0，（di = 0，V = L*di/dt = 0），于是電場(chǎng)強(qiáng)度也變?yōu)榱悖ㄗ兓拇艌?chǎng)才會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)）。
隨后我們將電源電壓突然調(diào)為0V，結(jié)果會(huì)怎樣？
隨著電壓調(diào)到0，電子從電阻上流過(guò)能量逐漸在電阻上消耗掉，電流的變化再次建立起變化的磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)再次建立起電場(chǎng)，而此時(shí)的電場(chǎng)力給予電子能量并推動(dòng)電子加速流出，隨著能量的耗盡，電流最后為零，磁場(chǎng)也逐漸消失。
如果在電流流動(dòng)過(guò)程中我們突然打開(kāi)開(kāi)關(guān)，使電路呈開(kāi)路狀態(tài)會(huì)發(fā)生什么情況？
電子正在有序的向前流動(dòng)，此時(shí)開(kāi)關(guān)突然斷開(kāi)，于是所有電子不得不緊急停止，電流于是突然就變?yōu)榱懔?，于是磁?chǎng)瞬間崩潰，磁場(chǎng)崩潰過(guò)程中在電感兩端感應(yīng)出極高的電壓（V = L*di/dt，dt趨于0），同時(shí)瞬間變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生極強(qiáng)的電場(chǎng)，這強(qiáng)大的電場(chǎng)推動(dòng)所有電子往前跑。不難想象這時(shí)在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)處的電子的心里那個(gè)急?。簞e擠別擠，再擠掉下去了，然而后面的電子不知道啊，在電場(chǎng)力的作用下如潮水般涌來(lái)，呵呵.
突然想起一句廣告詞叫做 “真的停不下來(lái)”。于是擠成一團(tuán)的電子在強(qiáng)大的電場(chǎng)力下不得不一起沖出導(dǎo)線跑到空氣中，其電壓之高足以擊穿空氣（V = L*di/dt，dt趨于0），于是通過(guò)空氣向開(kāi)關(guān)的另一端放電產(chǎn)生火花釋放能量或者看誰(shuí)離得近不順眼的就向誰(shuí)放電以釋放能量。
如圖是螺旋線圈中磁場(chǎng)和電場(chǎng)的關(guān)系示意圖，電場(chǎng)方向是沿線圈圓周的切線方向，而磁場(chǎng)在圖中是垂直穿過(guò)。
看點(diǎn)7 一些重要的基本概念
1 電磁場(chǎng)：電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是聯(lián)系在一起的，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的混合就是電磁場(chǎng)，英文也專門(mén)創(chuàng)建了這么一個(gè)單詞（Electromagnetic Field 電磁場(chǎng)），以下圖為例，
圖中是一小段PCB銅箔的截面，大小不斷變化的電流面向正面流進(jìn)或流出，注意是變化的電流，因此產(chǎn)生了變化的磁場(chǎng)，由此也感應(yīng)出電場(chǎng)，注意磁場(chǎng)的方向是環(huán)繞銅箔的，而電場(chǎng)是從銅箔指向參考面，參考面為地平面。磁場(chǎng)和電場(chǎng)這個(gè)方向特性要記住，在進(jìn)行PCB布線線時(shí)為減小對(duì)其他電路的干擾可適當(dāng)注意與磁場(chǎng)方向其他導(dǎo)線或電路成某種角度。
2分貝（Decibel）：分貝是基于對(duì)數(shù)的單位，EMI測(cè)量中都用分貝作為基本單位的，因此對(duì)分貝需要有所了解。
分貝的基本定義：10log10[測(cè)得的功率/單位功率]
比如，測(cè)得5000mW，則10 log10[5000mW/1mW] = 37dBmW = 37dBm
注意通常 dBmW 是寫(xiě)成 dBm 的，其W是省略不寫(xiě)的。
如果用dBW作為單位，則37dBm = 7dBW，注意換算關(guān)系。
而實(shí)際EMC測(cè)量中都是測(cè)量的電壓或電流，通常是微伏或微安，最常見(jiàn)的就是 dBuV，這時(shí)候的坐標(biāo)就不是10log了，而是20log，需注意。
這張表需要大致知道了解一點(diǎn)的
特別是表中三個(gè)框中的關(guān)系要知道，比如信號(hào)強(qiáng)度增加一倍則功率增加3dB，電壓或電流增加了6dB。仔細(xì)體會(huì)一下，信號(hào)增加10倍功率增加多少倍，電壓或電流增加多少倍。
3 電流的返回路徑，這是非常重要的概念：
3.1，低頻電流按最小電阻路徑返回，高頻信號(hào)從最小阻抗路徑返回，這是因?yàn)槊恳欢螌?dǎo)線都包含電感和電容。通常頻率以50KHz為分界線。
3.2，差模電流返回一定有路徑，你把路徑切斷差模電流就沒(méi)有了。
3.3，共模電流你一定要給它路徑，你不給路徑它就亂竄，造成嚴(yán)重的EMI問(wèn)題。好似流氓，你給他一條生路他就比較太平，你不給他生路他就攪天下不太平。這也是為什么變壓器原邊和附件加Y電容給共模電流提供一條返回路徑。共模電流都是ｕＡ級(jí)或ｍＡ級(jí)，電流雖不大，但破壞力驚人。
3.4，差模電流返回路徑的包圍的面積一定要小，面經(jīng)越大產(chǎn)生干擾信號(hào)越大，吸收外界的干擾也大。如圖所示
4 時(shí)域和頻域
時(shí)域是真實(shí)存在域，我們用示波器觀察到的波形就是典型的時(shí)域，所謂眼見(jiàn)為實(shí)。
頻域是一種數(shù)學(xué)構(gòu)造，是假設(shè)用某種波形來(lái)構(gòu)建不同的波形，通常是用正弦波，這不是我們這里要討論的問(wèn)題。
而EMC測(cè)量都是采用頻域的方式，例如用頻譜儀或EMI接收器等。為什么要用頻域的方式測(cè)量EMC呢？我們知道，方波可有很多個(gè)（或無(wú)數(shù)個(gè)）正弦波構(gòu)成，如下圖：
但每個(gè)正弦波的頻率額幅值是多少呢？用時(shí)域的方式測(cè)量很難，于是借助于頻譜儀，我們可測(cè)得每個(gè)波形的幅值及頻率，而這些頻率正是干擾頻率，稱為諧波，其幅值反映了干擾的強(qiáng)度。如圖所示：
再次強(qiáng)調(diào)：諧波的頻率是基波的整數(shù)倍。比如100KHz的矩形波，其諧波為300KHz、500KHz等。
5 三種無(wú)源器件的高頻等效模型
5.1，電阻的高頻等效模型
5.2電容的高頻等效模型
5.3，電感的高頻等效模型
6 近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)
顧名思義，近場(chǎng)就是靠近電磁場(chǎng)，遠(yuǎn)場(chǎng)就是遠(yuǎn)離電磁場(chǎng)。
對(duì)PCB來(lái)說(shuō)，電流回路一般以磁場(chǎng)為主，而大面積的金屬面（例如鋪銅、散熱器表面）以電場(chǎng)為主，或者說(shuō)大電流的路徑上以磁場(chǎng)干擾為主而高壓部分則以電場(chǎng)干擾為主，或者說(shuō)低阻抗路徑以磁場(chǎng)為主而高阻抗路徑以電場(chǎng)為主。因此有時(shí)大面積鋪銅散熱需要考慮該散熱面上是否有高壓，有高壓則會(huì)產(chǎn)生干擾電場(chǎng)。而大電流導(dǎo)線最好離敏感電路離得遠(yuǎn)一點(diǎn)。（恒定電流不會(huì)產(chǎn)生干擾磁場(chǎng)，有干擾一定是有變化的電流引起）。至于電磁場(chǎng)強(qiáng)度則通常借助于近場(chǎng)探頭來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
7 電感的品質(zhì)因素 Q
Q 是 Quality的第一個(gè)字母，電感的品質(zhì)因素定義為：
由上式可見(jiàn)品質(zhì)因素是與頻率有關(guān)的量，在 r 不變的情況下，頻率越高則品質(zhì)因素越高，然后通常我們不太使用Q這個(gè)量，而通常更關(guān)心的是Rdc，即電感的直流電阻，與電容類似，我們通常關(guān)心的是等效串聯(lián)電阻 ESR，而不是tgδ。電感線圈的直流電阻與電容的 ESR 一樣可通過(guò)電橋測(cè)得。
8如何數(shù)電感或變壓器的圈數(shù)？
問(wèn)題看似很簡(jiǎn)單，試試看如下線圈是幾圈？
9 近場(chǎng)探頭及探測(cè)原理
探測(cè)原理并不復(fù)雜，示意圖一看就明白
10 電感線圈的三種等效電路（忽略等效電阻）
電感線圈在低頻、諧振及工作頻率高于諧振頻率時(shí)會(huì)呈現(xiàn)不同的特性，特別是當(dāng)工作頻率超過(guò)諧振頻率是電感不再是電感而變成的電容。圖中的電容是線圈的匝間電容。
11 為什么MOS管腳上套個(gè)磁珠能起到抑制噪聲的作用？
雖然大家一直在這么用，但估計(jì)很少人會(huì)問(wèn)為什么？我們先看看下面這張圖，這個(gè)磁環(huán)中間穿了根導(dǎo)線，你說(shuō)這導(dǎo)線是饒了幾圈？
可能有人會(huì)說(shuō)沒(méi)有繞啊，哪來(lái)的圈數(shù)？
事實(shí)上，導(dǎo)線穿過(guò)磁環(huán)就是饒了一圈，為什么呢？道理其實(shí)很簡(jiǎn)單，這根導(dǎo)線如果沒(méi)有接入電路那確實(shí)是沒(méi)有繞，只要一接入電路就是一圈，它總要和電路構(gòu)成回路，比如我們用電橋測(cè)量，如圖，這根導(dǎo)線就和電橋構(gòu)成了回路，也就是形成了一圈。
MOS管腳上套個(gè)磁環(huán)后，MOS管的腳總是和外電路構(gòu)成閉合回路，也就相當(dāng)于MOS管腳在磁環(huán)上饒了一圈。由此可見(jiàn)，磁環(huán)的磁導(dǎo)率越高濾波效果越好。
12 插入損耗
如何評(píng)價(jià)一個(gè)濾波器的性能？通常采用插入損耗來(lái)評(píng)價(jià)。如圖示意圖表示信號(hào) V1 --> V20，V20 表示沒(méi)有濾波器時(shí)的輸出。
為了對(duì)V1進(jìn)行濾波于是插入了一個(gè)濾波器，將V1信號(hào)損耗在濾波器上，于是就有了這個(gè)名詞叫插入損耗。V2 表示插入濾波器后的輸出。
插入濾波后，會(huì)有什么結(jié)果？V2 一定小于 V20，也就是說(shuō)插入濾波器后輸出變小了，為何輸出變小？一部分變成熱量、一部分被濾波器擋住返回了，如圖：
插入損耗按下式計(jì)算：
式中：V20為未加濾波器，V2 為加了濾波器。
13 傳導(dǎo)測(cè)試方法，
下圖是實(shí)驗(yàn)室傳導(dǎo)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)方法，建議各位花一分鐘時(shí)間看一下，了解實(shí)驗(yàn)室是如何測(cè)試傳導(dǎo)干擾的，終身受用。
14 輸入端L C濾波器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：
輸入端LC濾波器的一般形式如下：
有于濾波電路中有兩個(gè)儲(chǔ)能原件因此是兩階濾波器，這濾波器有個(gè)很大的問(wèn)題，由于無(wú)阻尼，因此當(dāng)干擾信號(hào)的頻率達(dá)到濾波器的截止頻率時(shí)（Cut off），干擾信號(hào)不但沒(méi)有被抑制反而被放大了，如圖所示：
從圖中可以看到，當(dāng)阻尼系數(shù)為0.1時(shí)，干擾頻率在 f0 處明顯被放大。阻尼為0.1時(shí)尚且被放大很多，沒(méi)有阻尼那更是不得了。
f0 = 1/2Π√LC， 為諧振頻率。
這可是事與愿違啊，我們本想抑制干擾但由于設(shè)計(jì)不當(dāng)干擾非但沒(méi)有被抑制反而被放大了，這可不是我們所希望的。
當(dāng)然，阻尼為零的情況是不存在，電感電容總有內(nèi)阻，因此總有些阻尼作用的，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而且不可控。通常采用以下幾種方法解決：
1）并聯(lián)阻尼法，如圖
加阻尼后的幅頻特性
可以看出，截止頻率處的尖峰被壓平，也就是說(shuō)不再使得噪聲被放大。其中電容 Cd 對(duì)阻尼不起作用，只是為了隔離輸入電壓以避免電阻產(chǎn)生
方法2：串聯(lián)阻尼法
如圖：在電感上并聯(lián)一個(gè)電阻與電感串聯(lián)的電路，這稱為串聯(lián)阻尼法，效果與并聯(lián)阻尼相同，不足之處是由于在原電感上并聯(lián)電阻電感后對(duì)高頻干擾信號(hào)的衰減差一點(diǎn)，這是顯而易見(jiàn)的。事實(shí)上大部分的實(shí)際應(yīng)用中Ld 都被省略了，僅僅在電感上并聯(lián)一個(gè)電阻，這個(gè)電阻稱為阻尼電阻，目的與前述一樣防止在截止頻率處把干擾信號(hào)放大，實(shí)際使用中阻尼效果還是不錯(cuò)的。
方法3：串并聯(lián)法：
這種方法用的人估計(jì)不多，了解一下即可，如圖：
方法4，Π 濾波器
這是用的最多的一種，如圖，通常都僅僅在電感上并聯(lián)一個(gè)阻尼電阻，這個(gè)阻尼電阻不可少，曾經(jīng)看到有些貼問(wèn)這個(gè)電阻干什么用，有各種說(shuō)法，但很少有說(shuō)對(duì)的，請(qǐng)記住這個(gè)是阻尼電阻，為了消除干擾信號(hào)在濾波器的截止頻率處產(chǎn)生尖峰，達(dá)到243樓的的幅頻特性的加阻尼后的效果。有人說(shuō)前面一個(gè)C1電容可以省去，這個(gè)說(shuō)法不對(duì)的，我們前面已講過(guò)，每加一個(gè)儲(chǔ)能元件 L 或 C，濾波器的階數(shù)并升高一階，對(duì)信號(hào)的衰減可以增加20dB/十倍頻程，pi 濾波器是三級(jí)濾波器，把C1拿掉后變成了二階，濾波效果會(huì)打折扣。
一個(gè)實(shí)例：
這是一個(gè)正激電源，請(qǐng)?zhí)貏e注意，輸入LC的EMI濾波器和輸出的紋波濾波器都有一個(gè)電容串聯(lián)電阻的阻尼電路，阻尼作用前面已多次提及。特別注意輸出端的阻尼電路，曾經(jīng)見(jiàn)過(guò)帖子問(wèn)為何在電解電容上串聯(lián)一個(gè)電阻，但似乎都沒(méi)有人知道為什么，請(qǐng)記住這是為了改善紋波性能加上的阻尼電路，有了這個(gè)阻尼電路課大大改善紋波性能。道理同EMI濾波器的阻尼相同。
15 共模電流會(huì)經(jīng)過(guò)負(fù)載嗎？
答案是否定的，共模噪聲電流對(duì)用戶的負(fù)載其實(shí)沒(méi)什么影響，因?yàn)楣材ｋ娏鞑⒉涣鬟^(guò)負(fù)載，如圖所示，由于共模電壓V3 = 0， 因此負(fù)載上并沒(méi)有共模電流流過(guò)，共模干擾信號(hào)只會(huì)以各種方式到 “地”。
16 濾波器的Q值
Q = Quality，Q 是取 Quality 的第一個(gè)字母，是一個(gè)無(wú)量綱的值，濾波器的 Q 值是一個(gè)相當(dāng)重要的值，理解及取適當(dāng)?shù)?Q 值 相當(dāng)重要。
濾波器的 Q 值大小表明了能量在濾波器上損耗的大小，并且對(duì)濾波器的帶寬有很大的影響。Q 值越大能量損耗越小，這與電感的 Q 值一樣道理一樣，Q 值越大則能量損耗越小于是振蕩衰減越慢，這與反激原邊RCD吸收電路一樣，能量的損耗主要依賴電阻。
有些電路我們需要高 Q 值，比如振蕩器，Q 值越高越容易起振，比如收音機(jī)機(jī)調(diào)諧回路，Q 值越高選臺(tái)時(shí)越不容易串臺(tái)，這主要是 Q 值高時(shí)-3dB帶寬變狹的緣故。如下圖所示：
Q 值定義：
Q 值定義如下：
分子為存在與濾波上的能量
分母為每周期消耗的能量
或
意義如下：
Q 值得意義：
雖然是老生常談，但還是要再提一下：
Q< 1/2,，過(guò)阻尼。系統(tǒng)損耗很大，施加階躍脈沖后，系統(tǒng)沒(méi)有過(guò)沖并很快穩(wěn)定下來(lái)。
Q > 1/2，欠阻尼。系統(tǒng)損耗很小，如果Q 率大于1/2，在階躍脈沖作用下，系統(tǒng)會(huì)有1次 到 2次的振蕩，隨 Q 值得增大，系統(tǒng)的振蕩次數(shù)會(huì)越來(lái)越多，理論上如果 Q 值無(wú)窮大，則系統(tǒng)將永遠(yuǎn)在振蕩。
Q = 1/2，臨界阻尼。系統(tǒng)沒(méi)有過(guò)沖，在階躍脈沖作用下，會(huì)很快趨于穩(wěn)定。
關(guān)鍵的問(wèn)題是 Q 取多大為好？
答案是 Q = 5-10
答案是引用以下資料（在文章的結(jié)尾），文章不錯(cuò)，對(duì)于設(shè)計(jì)LC濾波器及pi濾波器有參考價(jià)值，值得一讀。LC Resonant Circuits.
17 分清紋波和噪聲
常有人描述問(wèn)題時(shí)把紋波和噪聲混為一談。紋波是低頻的，噪聲是疊加在紋波的干擾信號(hào)。如圖：
