长线负载EMI模型

图4展示了Class-D的拓扑及其传导共模噪声路径。共模噪声由电路中开关频率的dv/dt节点和di/dt环路产生，通过输出滤波器到输出侧，再通过输出侧对地的阻抗到参考地上，最后从LISN流回EUT。由此也可以看出，输出线对地的寄生阻抗（Z_P）在分析传导EMI上很重要。除此之外，C_SWP为dv/dt节点对参考地的寄生电容，也为共模噪声提供了一条通路。

图 4：Class-D功放的共模噪声路径

根据我们熟悉的替代定理（Substitution Theorem），在分析EMI问题时，我们可以用电压源或者电流源对开关上的电压或者电流进行等效替代。图5为应用了替代原理之后的电路图。

图 5：应用替代定理分析Class-D功放的共模噪声

下一步，每个噪声源产生的噪声可以用叠加定理来进行分析，图6和图7分别表示电流源以及电压源的分析，可见，在这个模型中，电流源并不会独自产生噪声，但电压源可以，我们也可以依此得到图7中初步的共模模型。

图 6：应用叠加定理分析Class-D功放的共模噪声电流源

图 7：应用叠加定理分析Class-D功放的共模噪声电压源

值得一提的是，到现在我们还没有考虑近场耦合的问题。然而，在实际中，因为输出线是一个很大的导体，它和EUT之间的近场耦合往往是不能忽略的。近场耦合分为电场耦合和磁场耦合两种，下面我们将逐一讨论。

电场耦合指的是，电路中某一导体（如开关节点SWA，SWB）和另一导体（如输出线）之间有寄生电容，若该导体为高频dv/dt节点，那么会有噪声电流流向另一导体，从而产生EMI噪声，如下图左图所示。而磁场耦合指的是，电路中某个环路（如开关与输入电容之间的环路）和另一环路（如输出线和参考地之间的环路）有互感，如果该环路为高频di/dt环路，则会在另一环路上产生感应电动势，从而产生EMI噪声，如下图右图所示。

图 8：电场耦合与磁场耦合

若考虑电场耦合，图7中的模型可以用图9加以修正，其中C_Cou代表从开关节点耦合到输出线上的电容，可见，在高频时，这个电容阻抗很小，会将噪声电流旁路，并造成EMI问题。

图 9：考虑电场耦合的EMI模型

另一方面，若考虑磁场耦合，我们会发现，图6中的di/dt环路是可以产生磁场耦合的，模型可以用图10加以描述，在解耦之后，我们发现共模路径中多了一个噪声源，其大小与di/dt的强度，以及输入环路和输出线对地环路之间的互感成正比。

图 10：考虑磁场耦合的EMI模型

在以上的讨论之后，让我们来揭开最后一部分阻抗，即传输线对地阻抗的神秘面纱。