CST EMC仿真 | CST告诉你为什么辐射发射问题主要由共模干扰导致
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引言
差模电流和共模电流
差模（Differential Mode）电流：
这是信号或电源在“设计好的”回路中流动的电流。例如，信号线上的电流和其回流路径（如地线）上的电流大小相等、方向相反。
差模电流会产生磁场，但由于其回路通常比较小（设计时尽量减小环路面积），且产生的磁场在远场倾向于部分抵消，因此其辐射效率相对较低。
差模辐射的强度与电流大小、环路面积和信号频率的平方成正比。在较低频率或小环路面积下，差模辐射通常不是主要问题。
共模（Common Mode）电流：
这是指在两条或多条导线（如信号线、电源线、电缆屏蔽层）上同相位、同方向流动的电流。它们通常通过“非设计”的路径（如杂散电容、机壳、参考地平面）形成回路。
共模电流的回路路径通常很长且难以控制（例如，整个电缆的长度连接到参考地），形成了巨大的有效天线（单极天线或偶极天线）。
共模电流产生的电场辐射效率非常高。即使是很小的共模电流（可能只有差模电流的几十分之一甚至几百分之一），也能产生显著的辐射发射。
共模辐射的强度与电流大小、共模路径长度（天线长度）和信号频率成正比。频率越高，辐射越强。
为什么共模是主要问题
常见来源：
高速开关器件（如数字IC、开关电源MOSFET/二极管）的dv/dt通过器件/散热器与参考地之间的寄生电容耦合到参考地，再通过电缆流出。
不平衡的差模信号（如PCB布线不对称）部分转化为共模。
地平面噪声（地弹）。
电缆屏蔽层处理不当（形成“猪尾巴”效应）。
CST仿真结果对比
本文总结
虽然差模电流是电路功能所必需的，并且也会产生辐射（尤其在环路面积大或频率很高时），但在绝大多数实际的辐射发射超标案例中（尤其是在涉及外部电缆、频率高于30MHz时），共模电流及其形成的意外天线效应是导致辐射发射超标的最主要和最普遍的原因。
差模 = 设计路径，小环路，辐射效率低。
共模 = 意外路径，大“天线”，辐射效率高，是主要麻烦制造者。
解决辐射发射问题的核心策略通常是识别、抑制和阻断共模电流的路径，例如：
使用共模扼流圈（磁环）。
优化PCB布局布线（减小高速环路面积，保证对称性，良好接地）。
在电缆端口使用适当的滤波（X电容抑制差模，Y电容抑制共模）。
确保电缆屏蔽层360度良好端接。
减小产生共模噪声的源头（如减缓开关边沿速率、使用缓冲电路）。
