大家好，我是硬件微講堂。這是在電子星球的第12篇原創(chuàng)文章。
上周發(fā)的關(guān)于“共模電感作用”的文章，閱讀量比平時(shí)多了不少，說明大家對(duì)這個(gè)比較感興趣。有朋友看完文章說可惜沒有提到共模信號(hào)的能量最終去了哪里。那今天就圍繞這個(gè)問題來展開。
1、一個(gè)面試題
“共模電感上的共模信號(hào)能量最終去哪里了？怎么去的？”，對(duì)EMC工程師和硬件工程師崗位來說，這當(dāng)做一道面試題，一點(diǎn)也不為過。
2、什么是共模信號(hào)？
要搞清楚這個(gè)問題，首先要理解什么是共模信號(hào)。關(guān)于這個(gè)，網(wǎng)上介紹很多，這里不展開介紹，只說下自己的理解：(個(gè)人理解，不甚嚴(yán)謹(jǐn))
1）差模信號(hào)，是相對(duì)傳輸線回路負(fù)極的信號(hào)，信號(hào)回流都是通過負(fù)極回流；
2）共模信號(hào)，是相對(duì)Earth的信號(hào)，信號(hào)回流都是通過大地回流；
下圖為筆者手工畫的，請(qǐng)忽略線條的不規(guī)整。通過下圖，可以看出共模信號(hào)最終的回流是到大地。
3、50分的答案是這樣…
共模電感上的共模信號(hào)能量最終流向的大地(Earth)。
二火點(diǎn)評(píng)：雖然說出了共模信號(hào)的能量流向，但是沒有講出來共模能量如何流向大地。所以這個(gè)答案判定為不及格。
4、60分的答案是這樣…
共模電感上的共模信號(hào)能量是通過LC低通濾波器，最終流向的大地(Earth)。
二火點(diǎn)評(píng)：這個(gè)答案講出了共模電感上共模能量流向大地的方式。但是沒有做必要的展開和說明（如怎樣形成的LC低通濾波器），所以這個(gè)只能勉強(qiáng)及格。
5、80分的答案是這樣…
共模電感與電路中的電容（如Y電容）組成LC低通濾波器，給共模信號(hào)低通路徑，最終流向大地。以開關(guān)電源的共模電感為例，如下圖所示，CMC、Cx、Cy共同構(gòu)成輸入端口的濾波電路。Cx是差模電容，Cy是共模電容。
CMC可以等效為Lcm和Ldm。Lcm為共模電感，Ldm為共模電感的差模漏感(上篇文章中有具體說明)。
對(duì)共模信號(hào)而言，在上圖中，將L和N以大地(Earth)為中軸線對(duì)折，Lcm與Cy構(gòu)成L或N對(duì)大地(Earth)的LC低通濾波器，如下圖所示。該濾波器給共模干擾提供低通路徑，最終把能量泄放到大地。
對(duì)差模信號(hào)來說，忽略共模的Lcm和Cy，如下圖所示，只保留Ldm和2個(gè)Cx，那么Ldm和Cx構(gòu)成L對(duì)N的LC低通濾波器。
二火點(diǎn)評(píng)：這個(gè)答案講出了共模電感上共模能量的流向以及方式。同時(shí)還以開關(guān)電源輸入端口濾波電路為例，闡述了共模低通濾波和差模低通濾波的形成過程。這說明說明答題者對(duì)共模電感以及EMI方面有一定的了解。
6、90分的答案是這樣…
共模電感與電路中的電容（如Y電容、寄生電容、分布電容）組成LC低通濾波器，給共模信號(hào)提供低通路徑，最終回流向大地。
以開關(guān)電源的共模電感為例……這部分和上面80分的答案一致，不贅述。
還有像USB、CAN、100Base-T1等網(wǎng)絡(luò)上只有共模電感，沒有電容。電路明面上沒有電容，好像不能組成LC低通濾波器，無法提供低通回流路徑。但實(shí)際上，電子器件焊接在PCB板之后，都會(huì)存在一定的寄生電容和寄生電感，PCB layout走線也會(huì)存在分布電容，這些在無形中都是共模干擾的回流路徑。這一點(diǎn)在EMC的抗干擾測(cè)試中表現(xiàn)的尤為重要。
二火點(diǎn)評(píng)：這個(gè)答案講出了共模電感上共模能量的流向以及方式，闡述了開關(guān)電源輸入端口濾波電路的濾波原理，更出乎意料的提到了寄生電容、分布電容給共模干擾提供回流路徑等EMS相關(guān)內(nèi)容。這說明對(duì)共模電感以及EMS方面有比較深入的了解。
怎么樣？一個(gè)簡短的問題，給出的回答可淺可深，就看你對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解達(dá)到怎樣的程度。你學(xué)廢了么？
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