|LTspice电磁兼容滤波器的设计与仿真( 二 )
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为了模拟保护接地(PE)或底盘连接 ， 我们使用通过非常小的电容耦合到规则接地或负电位上 。
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为了模拟差分噪声 ， 我们可以在信号发生器上叠加一个电压源 。
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对于共模噪声的情况 ， 可以通过在回流路径中添加一个电压源来模拟 。
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当对这两种类型的噪声都足够衰减时 ， 滤波器才是足够设计的 ， 所以尽量避免完全聚焦于一种噪声而忽略另一种噪声 。
理想的与现实的EMC滤波器
不幸的是 ， 现实的滤波器的行为不如理想的滤波器 。如果我们想要接近实际结果的仿真模拟 ， 我们需要考虑滤波器的寄生元件和安装它们的PCB板的影响 。
寄生元件产生共振 ， 可以改变EMC滤波器的截止频率 。因此 ， 如果我们不考虑寄生 ， 我们可能会观察到添加滤波器反而会使情况更糟 。
知道每个寄生元素的确切值可能很困难 。这些信息有时可以从数据表（Datasheet）中获得 ， 但如果有必要 ， 也可以使用估计值 。
下面的原理图显示了相同的EMC滤波器 ， 只不过在前面的设计中添加了一些寄生参数的影响 。
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理想滤波器（黑色)和真实的滤波器(红色）的频率响应比较如下所示 。
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理想滤波器的频率响应随着频率的增加而平稳下降 ， 但实际滤波器不表现出相同的行为 。从大约40kHz开始 ， 它产生的衰减比理想滤波器小 。因此 ， 当我们逼近一个真实的环境时 ， 我们可以看到性能发生了很大的变化 。
注意：下载LTspice模型时 ， 应该反复检查器件模型中包含了什么 。有时它们已经包含了所有的寄生元素 ， 这样可以节省大量的工作 。
自谐振和阻尼振荡
滤波器的自谐振可以通过几个dB放大噪声 ， 从而引起不想要的效果 。有一些方法可以避免这种情况 ， 或者至少尽可能减少负面影响 。其中一个是相当简单的 ， 包括添加一个电阻与电容器串联 ， 如下图所示 。
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电阻器的值不需要巨大 。我们只需要小心它的功率等级 。电容器通常不受欢迎的一个方面是等效串联电阻(ESR) 。然而 ， 在这种情况下 ， 我们可以选择一个高ESR的电容器 ， 从而避免使用额外的电阻器 。
下图显示了一个没有阻尼电阻（红色)的滤波器和另一个滤波器的传递函数 ， 对应于具有阻尼电阻(蓝色)的滤波器） 。
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它们之间的差异是显著的-谐振频率周围的振幅降低了9dB 。这种技术的缺点是滤波器衰减斜率不太明显 ， 因此必须对所有的频率行为进行分析 ， 以确保所有的滤波结果都是可以接受的 。
结论
LTspice是在许多应用程序中节省成本和时间的强大工具 。例如 ， 需要专门为每个应用设计的EMC滤波器 ， 因此预先模拟它们可以节省大量时间 。
LTspice执行频率分析 ， 允许工程师生成bode图 ， 这是研究滤波器器的主要工具 。LTspice还可以包括真实的参数 ， 如寄生 ， 以获得尽可能真实的仿真模拟结果 。
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