Частично ответ на вопрос находится
во второй ссылке, приведённой ранее. Теперь я понимаю, откуда и кусочек схемы приведён. Если внимательно прочитать объяснение к рисунку 2, а особенно - к расчёту Cx1, то мы поймём, что рассуждения достаточно расплывчаты. Хотя формулы, за редким исключением, правильны.
Теперь попытаюсь ответить сам. Скажу также, что несмотря на теоретические основы, напрямую электромагнитной совместимостью я не занимался, поэтому прошу рассматривать мои мысли лишь как моё личное персональное понимание вопроса.
Как-то давно мы с Евгением начали обсуждать работу различных схем стабилизаторов (серийных и шунт), и по-моему, первый рисунок был - обычный резистивный делитель. Я его немного перерисовал, добавив источник "сигнала" с его внутренним сопротивлением (входным импедансом) и нагрузку:
![2017-08-26_12-28-36.png (12.26 КБ) 29266 просмотров 2017-08-26_12-28-36.png](./download/file.php?id=10792&t=1&sid=f2c8618ce6fb2407347c1e65bad5659f)
- Принцип работы большого количества цепей
На этой основе работает большинство типов цепей, как пассивных, так и активных. В активных цепях один из RT, RB изменяется по некоторому закону, но расчёт делается именно по обычному резистивному делителю. Как примеры:
расчёт ламповый цепей, принцип работы серийного регулятора (RT изменяется в соответствии с RL для получения стабильного Uoutput), принцип работы шунт-регулятора (RB изменяется в соответствии с RL для получения стабильного Uoutput), принцип работы источника тока (RT изменяется в соответствии с RL для получения стабильного Ioutput) и т.д.
(Я расставлю по тексту ссылки на аналогию шунт и серийного регулятора)
К фильтрам, как к пассивным цепям, это относится в той же степени. Приведу лишь одну формулу работы резистивного делителя:
Uoutput=Uinput*(RB/(RT+RB))
Она известна всем. Фактически, она не учитывает выходного сопротивления источника RS и сопротивления нагрузки RL. Вспоминается сразу
вот это, где эта "неточность" вылезла во всей красе.
Теперь если посмотреть на рассуждения по второй ссылке и проанализировать схему 2б (раз уж мы анализируем отсутствие дифференциальных конденсаторов). Хорошо, что она, в отличие от 2в, не содержит неточностей.
Сначала - с точки зрения помех из сети. Что нам даёт конденсатор Сx1? Он является RB в нашей схеме резистивного делителя. RT - это выходной импеданс сети. На DC - это значение не должно превышать 0,5 Ом по нашим ГОСТам. Я не думаю, что это значение сильно увеличится на частоте 9кГц, на которой должен работать наш дифференциальный фильтр (как минимум обеспечивая 10-16дБ подавления). Cx1 также стоит параллельно нашей нагрузке. Т.о., помеховый ток из сети сначала "поглощается" RS (смехотворно мал для него), а потом распределяется в соответствии с сопротивлениями соответствующих ветвей RB и RL. Чтоб получить подавление в 10дБ (примерно 3 раза), RB должен быть во столько же раз меньше RL на нужной частоте. Исходя, допустим, из 400Вт нагрузки при 220В, RL будет в районе 120Ом, т.о., для обеспечения эффективности, Cx1 должен быть около 0,5мкФ. В принципе - не такая большая ёмкость. Но теперь посмотрите, что стоит в большинстве фильтров на входе? В лучшем случае - 0,1мкФ. Т.е., этот конденсатор предназначен не для того, на что мы его "подрядили". Рассмотрим это позже.
Дальше идут два дросселя из состава синфазного фильтра и Cx2 (Cy рассматривать не будем - он в сотни раз меньше Сx2 и поэтому его влияние - на уровне погрешности вычислений). Внимательнее посмотрим на индуктивность этих дросселей: она является паразитной индуктивностью, вызванной погрешностью в намотке синфазного фильтра! Т.о., во-первых, для качественных дросселей она мала, во-вторых, - это величина статистическая, а, значит, малопрогнозируемая! Строить на ней более-менее стабильно повторяемый фильтр - чудовищная натяжка! Автор вольготно задался 1% точностью синфазного трансформатора и на этом строит свои вычисления. Не знаю, не знаю... Но давайте всё же посмотрим, что нам это даёт. Пройдём, так сказать, до конца. Активное сопротивление дросселей - доли ома - нам не помощники (RT снова мало). Реактивное - в сотни раз меньше номинала синфазного трансформатора (т.е., тоже мало, хотя и увеличивается с частотой). Ну, пусть мы всё же его учитываем. Тогда получаем фильтр 2хLф'Cx2. Его параметры рассчитаны в статье по ссылке и - о, Боги! - мы видим здесь уже вменяемые значения в 0,1-0,85мкФ!!! Допустим, что это всё корректно. Т.е., мы получаем реально работающий фильтр, правда, с неизвестным подавлением дифференциальных помех на 9кГц (автор лукаво увеличил эту частоту до 150кГц в расчётах, несмотря на появлявшееся ранее утверждение, что дифференциальный фильтр должен работать от 9кГц). За счёт чего работает этот фильтр? В основном за счёт 2хLф'Cx2, так как, как мы выяснили ранее, Cx1 вносит малую толику в эту фильтрацию.
Теперь рассмотрим обратную картину: со стороны нагрузки (ведь оттуда тоже должен идти вал помех, предполагается, что БП - импульсный). Фактически, видим, что за исключением замены Cx1<->Cx2 - схема полностью повторяет ту, что мы видим "из сети"! Так вот для чего нужен Cx1! Он выполняет роль части фильтра 2хLф'Cx1 при распространении помех "от нагрузки"!
(Опираясь на аналогию регуляторов - имеем шунт в виде конденсатора)
Я в шаге от объяснения "нашего" фильтра. Возвращусь к 2хLф'Cx2. Я уже говорил, что Lф' - ненадёжная основа, к тому же малоэффективная. А если мы заменим её на реальные и большие по значению дроссели? Эффективность фильтра взлетит на большую величину, так как теперь мы имеем полноценный RT (новые дроссели), в дополнение к полноценному RB (Сx2)! Посмотрим на схему Рис. 4. Не то ли мы видим? Нет, не то! Роль RB из нашего рассуждения выполняет теперь Cx3, а Cx2 сохранился! Может, он нужен (также, как Cx1 из предыдущих рассуждений) для подавления обратных помех? Но для этого у нас есть (он же остался!) Cx1, он также, как и Cx3 (Cx2 в наших рассуждениях) стоит после реальных дросселей и паразитной индуктивности синфазного дросселя, т.е., симметрично! Для чего автор тогда оставил Cx2? Об этом лучше спросить у него самого. Мне кажется это нелогичным.
(Опираясь на аналогию регуляторов - "наш" вариант - последовательно установленный серийный и шунт регуляторы)
А теперь о том, что я хотел, чтобы Вы увидели в перечне Чип и Дипа. В "нашем фильтре" мы используем 2хLдрCx2 для фильтрации. Это круто для крутизны среза получившегося фильтра (извините за тафтологию) и уровня подавления! Но такая конфигурация имеет и подводные камни. В частности, мы имеем LC контур достаточно большой добротности, который может резонировать на частоте, потенциально опасной для оборудования. На этой частоте качество фильтрации резко падает (посмотрите на графики моделирования в начале темы). Когда речь идёт о промышленных фильтрах, это недопустимо. Чтобы исключить такое поведение, производители исключают Cx2 из состава фильтра. Это позволяет:
а) при соответствующих расчётах Lдр сохранить уровень фильтрации;
б) спрогнозировать резонансную частоту (определяется теперь только Lдр);
в) оставить возможность усиления фильтрации за счёт рассчитанного под конкретные условия применения конденсатора, установленного на входе в устройство (замена Cx2).
Фактически, фильтры из первой десятки все имеют этот самый реальный дроссель. Вот почему там нет Cx2.
(Опираясь на аналогию регуляторов - имеем серийный регулятор в виде дросселя)
Фильтры, идущие далее - классические фильтры формата рис. 2 из Вашей ссылки. Там этот конденсатор обязательно нужен, так как именно он определяет фильтрацию из сети вместе с паразитной индуктивностью синфазного дросселя. Понятно, что такие фильтры проще, меньше, дешевле и, в некоторых случаях, лучше более продвинутых. Наверное, поэтому их и ставят в компьютерные блоки питания, к которым не предъявляется столь жёстких требований, как, допустим, в аудиоаппаратуре.
Я понимаю, что "покрыл" далеко не все аспекты фильтрации, да и не знаю я всех нюансов, но, надеюсь, позицию по нашему фильтру защитил!
![Улыбка :-)](./images/smilies/icon_e_biggrin.gif)