EMC设计工程实务PDF电子书下载

第1章 电气、电子设备的电磁兼容性 1

1.1电磁环境 1

1.1.1自然电磁噪声源 1

1.1.2人为电磁噪声源 3

1.1.3有意辐射体 4

1.2电磁骚扰的特性和耦合途径 4

1.2.1电磁骚扰的特性 4

1.2.2电磁骚扰的耦合途径 6

1.2.3共模电流和差模电流 8

1.3电磁干扰（EMI）对电气、电子设备的危害 11

1.4电气、电子设备的电磁兼容性分析 14

1.4.1电场、磁场 14

1.4.2近场和远场 17

1.4.3干扰耦合信号的频谱分析 19

1.4.4骚扰信号对敏感设备的干扰 20

1.4.5EMI建模 21

1.4.6电气、电子设备的EMC分级 22

第2章 产品EMC设计介入流程 23

2.1电气、电子产品的EMC设计 24

2.1.1EMC的设计方法 24

2.1.2EMC的设计步骤 25

2.1.3EMC设计的理论基础和EMC管理 26

2.2预测及解决EMI问题的流程 27

2.3EMC设计的基本过程 29

2.3.1EMC设计的措施 29

2.3.2产品EMC设计的技术 29

2.3.3EMC设计与产品开发关系 30

2.4系统级EMC设计 32

第3章 元器件的EMC 36

3.1电阻元件 36

3.1.1电阻元件的R、L、C频率响应特性 36

3.1.2电阻各项电性能参数特性及EMI 37

3.2电容元件 38

3.2.1实际电容器的特性 38

3.2.2实际电容对滤波特性的影响 39

3.2.3温度对电容值的影响 40

3.2.4电压对电容值的影响 41

3.2.5电容器的种类、特性及选用 42

3.2.6电容各项电性能参数及EMI 49

3.3电感元件 50

3.3.1电感的R…L…C…频率响应特性 50

3.3.2电感各项电性能参数及EMI 51

3.3.3克服电感寄生电容的方法 52

3.3.4共模扼流圈 52

3.4铁氧体EMI抑制元件 54

3.4.1铁氧体的特性 54

3.4.2铁氧体的应用 57

3.5有源器件和电磁骚扰发射的抑制 59

3.5.1有源器件的敏感度特性与发射特性 59

3.5.2△I噪声电流和瞬态负载电流是传导骚扰和辐射骚扰的初始源 60

3.5.3IC封装的影响 62

3.6逻辑器件 64

3.6.1逻辑器件的频率特性 64

3.6.2逻辑器件的电路设计 66

3.7阻抗 69

3.7.1导线的阻抗 69

3.7.2公共阻抗耦合一一阻性耦合 71

第4章 PCBEMC设计技术 73

4.1PCB的原理设计 73

4.1.1PCB设计的准备工作 74

4.1.2PCB的分区 74

4.2混合信号PCB的分区设计 76

4.3PCB分层设计 77

4.3.1PCB分层设计的必要性 77

4.3.2PCB分层设计 78

4.4多层板设计 79

4.4.1多层PCB分层共同原则 79

4.4.2多层板布线层 79

4.4.3PCB分层设计模板 83

4.4.4多层板设计中的镜像对消作用 85

4.5PCB布局设计 85

4.6PCB的高频辐射 91

4.7PCB布线设计 92

4.7.1PCB布线设计的ESD抑止准则 92

4.7.2PCB布线设计基础 93

4.7.3PCB布线设计的基本原则 95

4.7.4布局布线技术的发展 100

第5章 EMC接地设计技术 101

5.1接地的概念及功能 101

5.1.1接地的基本术语及其意义 101

5.1.2接地的目的和要求 104

5.2地回路干扰及其控制措施 104

5.2.1接地公共阻抗产生的干扰 104

5.2.2抑制地回路干扰的技术措施 105

5.3安全接地 109

5.3.1安全接地、接大地和大系统接地 109

5.3.2设备安全接地 111

5.3.3接零保护接地 112

5.3.4雷击保护接地 112

5.4信号接地 114

5.4.1单点接地 114

5.4.2多点接地 116

5.4.3混合接地 118

5.4.4悬浮接地 119

5.5电子设备的接地 119

5.5.1接地的分割 119

5.5.2接地的基本原理 120

5.5.3电子设备的单点接地 123

5.5.4多层PCB的接地 125

5.5.5电子设备的屏蔽接地 126

5.5.6电子设备的接地准则 129

5.6接地设计的思路及设计要点 130

5.6.1地线中的干扰及消除 130

5.6.2接地设计的思路 131

5.6.3接地的设计要点 132

5.7搭接 134

5.7.i搭接的概念 134

5.72搭接方法 135

5.7.3搭接面处理及材料选择 136

5.7.4良好搭接的一般原则 136

第6章 关键电路的EMC设计 139

6.1时钟电路的EMC设计 139

6.1.1高频时钟电路 139

6.1.2阻抗匹配方法 142

6.1.3减小时钟骚扰的新方法 142

6.2高速电子线路 143

6.2.1高速电子线路的信号完整性设计 143

6.2.2避免传输线效应…实现信号完整性 148

6.3单板电源部分的设计 151

6.3.1单板供电系统 151

6.3.2单板分布式供电系统电性能设计 153

6.3.3电源导致的信号非理想回路 153

6.3.4电源保护 155

6.3.5电源滤波 156

6.3.6开关电源EMI的抑制 158

6.4电磁骚扰发射的抑制方法—电源完整性 162

6.5背板设计 167

6.5.1背板设计的基础 168

6.5.2背板的分层与分区 172

6.5.3背板的布线 172

6.6关键电路的EMC设计模板 174

第7章 EMC屏蔽设计技术 182

7.1电磁屏蔽的概念 182

7.2屏蔽效能 187

7.2.1金属平板的屏蔽效能 188

7.2.2多次屏蔽体的屏蔽效能 190

7.2.3典型电子设备的屏蔽效能 190

7.3屏蔽材料的特性 191

7.3.1导磁材料 191

7.3.2导电材料 192

7.3.3薄膜材料与薄膜屏蔽 192

7.3.4导电胶与导磁胶 193

7.4屏蔽体的结构 193

7.4.1电屏蔽的结构 193

7.4.2磁屏蔽的结构 195

7.4.3电磁屏蔽的结构 195

7.5孔、缝泄露的抑制措施 196

7.5.1机箱屏效分析 197

7.5.2装配面处接缝泄露的抑制 198

7.5.3电磁密封衬垫 200

7.5.4通风冷却孔泄露的抑制 209

7.5.5显示窗口泄露的抑制 214

7.6电缆屏蔽附件及特殊屏蔽材料 217

7.6.1电缆用屏蔽附件 217

7.6.2电缆用屏蔽部件的类型 218

7.6.3特殊屏蔽材料 219

7.6.4塑胶件结构屏蔽设计 224

第8章电子设备接口设计技术 225

8.1PCB1/0电路的EMC设计 225

8.1.1PCB1/0电路设计 225

8.1.2PCBI/0连接的结构设计 227

8.2背板I/0电路的EMC设计 229

8.2.1背板I/O电路的连接设计 229

8.2.2背板I/O电路的结构设计 230

8.2.3背板连接的设计经验 230

8.3单板上的连接器设计 231

8.3.1连接器的互感 231

8.3.2连接器的串联感应产生EMI 233

8.3.3连接器的引脚电容和导线电容 234

8.3.4降低连接器影响的措施 234

8.3.5特殊连接器 236

8.4互连电缆设计技术 237

8.4.1电缆中的导体上的传导耦合 238

8.4.2处在电磁场中的传输线和电缆 242

8.4.3互连电缆的端接连接技术 243

8.4.4电缆耦合干扰的抑制措施 244

第9章 EMC滤波设计技术 249

9.1EMI滤波器 249

9.1.1EMI滤波器的工作原理及频率特性 249

9.1.2滤波器的分类及其特性&25. 6

9.2反射式滤波器 258

9.2.1低通滤波器 259

9.2.2其他几种常用滤波器 263

9.3吸收式滤波器 265

9.4滤波连接器 267

9.5铁氧体元件滤波 269

9.5.1铁氧体的磁导率 269

9.5.2铁氧体磁环和磁珠 270

9.5.3铁氧体抑制元件的选用 273

9.6电容滤波 275

9.7电源线滤波器 276

9.7.1电源线滤波器的典型电路 276

9.7.2电源线滤波器的插入损耗的侧量 280

9.8数字信号线EMI滤波器 281

9.9PCB的滤波设计模板 282

第10章 瞬态骚扰及抑制技术 289

10.1电快速瞬变脉冲群（EFT） 290

10.1.1辉光放电和弧光放电 290

10.1.2EFT干扰产生的机理 290

10.1.3EFT的特性 291

10.1.4IEC61000一4一4EFT的抗扰度试验 292

10.1.5抑制EFT的方法 294

10.2雷击浪涌 296

10.2.1直击雷、感应雷与浪涌 296

10.2.2雷击和瞬变脉冲电压 297

10.2.3IEC61000-4-5（GB/T17626.5）雷击浪涌的抗扰度试验 298

10.2.4雷害的防护 299

10.3电压跌落、短时中断和电压渐变 301

10.4静电放电 301

10.4.1ESD的基本概念 301

10.4.2静电放电的影响 304

10.4.3IEC61000-4一2（GB/T17626.2）静电放电抗扰度试验 305

10.4.4防护静电放电影响的设计及措施 307

10.4.5防静电的软件设计 314

10.5电磁干扰隔离及抑制技术 316

10.6抑制瞬态骚扰的器件 321

10.6.1瞬态骚扰抑制器 321

10.6.2气体放电管 322

10.6.3氧化锌压敏电阻（MOV） 325

10.6.4硅瞬态电压抑制二极管 328

106.5TVs晶闸管 330

10.6.6几种瞬态干扰抑制器件的比较 331

10.7浪涌保护实例 332

10.7.1浪涌保护电路 332

10.7.2常见手持设备的ESD保护对TVs的要求 335

10.7.3PCB布局保护配合 336

10.7.4ESD保护器件的典型应用 336

10.7.5电路保护元件设计和结构发展趋势 338

第11章EMC测量方法 339

11.1EMC试验 339

11.1.1EMC试验概述 339

11.1.2EMC试验用测试场地 340

11.1.3EMC试验用测试设备 346

11.2传导发射试验 355

11.3辐射发射试验 357

11.4谐波电流发射试验IEC6100—3—2/4 358

11.5静电放电抗扰性试验 359

11.6辐射电磁场抗扰性试验（RS）IEC6100—4—3（GB/T17626.3） 360

11.7电快速瞬变脉冲群抗扰性试验（EFT/Burst）IEC61000—4—4 362

11.8浪涌抗扰性试验（Surge）IEC6100—4—5 362

11.9传导骚扰抗扰性试验（CS）IEC6100—4—6 364

11.10工频磁场骚扰抗扰性试验（PFMF）IEC6100—4—8 368

第12章EMC故障诊断及整改技术 369

12.1噪声源诊断分析的内容 369

12.1.1电磁骚扰故障诊断的工作准备 369

12.1.2电磁骚扰问题的诊断 370

12.1.3EMI和EMS 371

12.1.4近场探头 372

12.2如何确定噪声源 374

12.2.1共模和差模的分离测量 374

12.2.2利用功率合成器分离差模和共模干扰 374

12.2.3结构泄露诊断分析 376

12.2.4电缆辐射诊断分析 377

12.2.5器件噪声诊断分析 379

12.2.6噪声解调与定位 380

12.3EMC整改技术 381

12.3.1EMC整改的概念 381

12.3.2辐射发射超标的整改 381

12.3.3常见侧试频谱超标的整改方法 383

12.4E5D问题的整改 388

参考文献 391