作者 | wang jieyu
电源端口滤波电路设计想必是emc滤波设计中最关键的环节，没有之一。在很多emc设计的书中可能都会包含类似这样一句话：共模电感下方gnd平面要挖空……。同样，这一条布线规则也是笔者在很多年前学习emc设计时的第一条规则。无奈时间太瘦，指缝太宽，若干年过去了，方才想到通过cst仿真来验证这个规则。虽然是个很简单的仿真，但一番操作下来，方知纸上得来终觉浅。
下面我们通过cst 3d仿真，验证共模电感正下方的gnd对电源端口共模滤波的影响。
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仿真模型
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这是个老生常谈的问题，共模电感正下方的gnd平面会因为近场耦合导致共模电感的滤波效果大打折扣。下图为共模滤波电路gnd布线示意图。
共模滤波电路3d模型如下图所示。为了验证共模电感和gnd平面的耦合，这个仿真里的共模电感模型采用了真正的3d模型，共模电容采用ts模型。
仿真及结果分析
下面通过三个简单的对比仿真来验证该问题：
仿真一——共模阻抗仿真：验证gnd平面对共模阻抗的影响，电路模型如下图所示。
结果分析：该仿真去掉了滤波电路中的共模电容，旨在验证gnd平面对共模阻抗的影响。通过对比可知，gnd平面对ce高频段的共模阻抗影响较大。
仿真二——滤波电路共模插损仿真：验证有共模电容的情况下，地平面对滤波电路插损的影响，电路模型如下图所示。
结果分析：共模电感正下方的gnd平面对ce高频段的滤波插损影响较大。
仿真三----共模传导噪声对比仿真：采用等效共模噪声源作为激励源，验证地平面对传导噪声的影响，电路模型如下图所示。
结果分析：如果前面两个仿真的对比结果不是很直观，那么下图能够满足emc工程师的所有想象。如下图所示，共模电感正下方gnd会减弱ce高频段的滤波效果。
（内容、图片来源：cst仿真专家之路公众号，侵删）
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