电磁兼容与PCB设计PDF电子书下载

第1章　电磁兼容概论 1

1.1　电磁兼容与电磁干扰 1

1.1.1　综述 1

1.1.2　电磁干扰与危害 2

1.1.3　电磁兼容技术的发展 4

1.1.4　电磁兼容的国际组织 5

1.1.5　我国电磁兼容技术的发展 7

1.2　电磁兼容基本概念 8

1.2.1　电磁兼容中的常用定义 8

1.2.2　设计中常见的电磁兼容问题 9

1.2.3　电磁兼容设计规则与设计过程 10

1.2.4　潜在的电磁干扰／射频干扰辐射等级 12

1.3　分析电磁兼容问题的五个方面 13

1.4　电磁干扰三要素 14

1.4.1　电磁干扰三要素 14

1.4.2　如何设计出满足电磁兼容性标准的系统 19

1.5　系统级电磁干扰产生的原因 20

1.5.1　系统级电磁干扰产生的原因 20

1.5.2　减小系统级干扰的抑制技术 20

1.6　电磁兼容的单位及换算关系 21

1.6.1　功率增益 21

1.6.2　电压增益 21

1.6.3　电流增益 22

1.6.4　电场强度和磁场强度测量的通用单位 22

1.6.5　单位间的互换 23

习题 24

第2章　PCB中的电磁兼容 26

2.1 PCB设计概念 26

2.1.1　概述 26

2.1.2　PCB基本设计构成 28

2.1.3　高速PCB设计中的问题 30

2.1.4　PCB设计常用软件工具 33

2.2　PCB产生电磁干扰的原因 35

2.2.1　电磁理论 35

2.2.2　磁流元与电流元的天线辐射特性 36

2.2.3　PCB中产生电磁干扰的进一步说明 38

2.3　共模电流和差模电流 39

2.3.1　差模电流 40

2.3.2　共模电流 41

2.3.3　共模电流与差模电流的比较 43

2.4　通量消除的概念与方法 44

2.4.1　通量消除的概念 44

2.4.2　通量消除的基本方法 44

习题 45

第3章　元件与电磁兼容 46

3.1　元器件概述 46

3.1.1　元器件的种类 46

3.1.2　元器件的组装技术 46

3.1.3　表面安装技术的特点 46

3.2　无源元件的频率响应 47

3.2.1　导线的频率响应 47

3.2.2　电阻的频率响应 49

3.2.3　电容的频率响应 52

3.2.4　电感的频率响应 56

3.2.5　变压器的频率响应 60

3.3　有源器件与电磁兼容 60

3.3.1　边沿速率 60

3.3.2　元件封装 63

3.3.3　接地散热器 66

3.3.4　时钟源的电源滤波 67

3.3.5　集成电路中的辐射 67

3.4　元器件的选择 68

习题 70

第4章　信号完整性分析 71

4.1　信号完整性概述 71

4.2　传输线 72

4.2.1　传输线概述 72

4.2.2　PCB内传输线的等效电路 72

4.2.3　传输线效应 73

4.3　相对介电常数与传播速度 74

4.4　反射和衰减振荡 75

4.4.1　反射 75

4.4.2　衰减振荡 79

4.5　地弹 79

4.6 串扰 80

4.6.1　串扰及消除 80

4.6.2　3-W原则 84

4.7　PCB终端匹配的方法 85

4.7.1　串联终端 85

4.7.2　并联终端 86

4.7.3　戴维南网络 86

4.7.4　RC网络 87

4.7.5　二极管网络 87

4.7.6　时钟走线的终端 87

4.7.7　分叉线路走线的终端 88

4.8　电源完整性分析 89

4.8.1　电源完整性分析概述 89

4.8.2　同步开关噪声 90

4.8.3　电源分配设计 90

4.9　信号完整性常用设计工具介绍 90

4.9.1　APSIM软件介绍 91

4.9.2　SPECCTRAQuest 92

4.9.3　ICX 93

4.9.4　SIwave 93

4.9.5　Hot-Stage 4 93

4.9.6　SIA3000信号完整性测试仪 94

习题 94

第5章　电磁兼容抑制的基本概念 96

5.1　镜像面 96

5.1.1　概述 96

5.1.2　镜像面的工作原理 97

5.2　元件间环路面积的控制 99

5.3　三种主要的接地方法 102

5.3.1　接地基本概念 102

5.3.2　接地方法 104

5.4　分区法和隔离法 108

5.4.1　分区法 108

5.4.2　隔离法 111

习题 111

第6章　旁路和去耦 112

6.1　电容的三个用途 112

6.1.1　去耦电容 112

6.1.2　旁路电容 113

6.1.3　体电容 113

6.2　电容与谐振 113

6.2.1　谐振电路 113

6.2.2 电容的物理特性 114

6.2.3　电容的谐振特性 115

6.3　并联电容器 117

6.3.1　并联电容器的工作特性 117

6.3.2　并联电容器的计算 118

6.4　电源层和接地层电容 118

6.4.1　电源层和接地层的电容 118

6.4.2　20－H原则 119

6.5　电容的选择与放置 121

6.5.1　电容选择 121

6.5.2　去耦电容的选择 122

6.5.3　大电容的选择 124

6.5.4　电容的放置 125

习题 126

第7章　阻抗控制和布线 127

7.1　元件的布局 127

7.1.1　PCB布局 127

7.1.2　PCB分层 129

7.2　阻抗控制 129

7.2.1　微带线结构 130

7.2.2　嵌入式微带线 131

7.2.3　单带状线结构 131

7.2.4　双带状线结构 132

7.2.5　差分微带线和带状线结构 133

7.2.6　布线考虑 133

7.2.7　容性负载 134

7.3　走线长的计算 135

7.4　PCB板的布线要点 136

7.4.1　布线基本要求 137

7.4.2　单端布线 142

7.5　多层板的叠层设计 143

7.5.1　四层板 144

7.5.2　六层板 144

7.5.3　八层板 145

7.5.4　十层板 146

习题 146

第8章　静电放电抑制的基本概念 148

8.1　静电放电现象 148

8.1.1　静电放电 148

8.1.2　静电放电的危害 151

8.2　静电放电保护技术 152

8.2.1　器件的防护 152

8.2.2　整机产品防护 152

8.2.3　PCB静电放电保护的常用方法 153

8.2.4　环路面积的控制 154

8.2.5　静电放电中的保护镶边 154

习题 155

第9章　电磁兼容标准与测试 156

9.1　电磁兼容标准 156

9.2　电磁兼容测试 159

9.2.1　试验场地 160

9.2.2　试验设备 163

9.2.3　静电放电测试 165

习题 167

附录A　电磁兼容国家标准 168

附录B　部分电磁兼容国际标准 175

附录C　部分常用元件的封装 180

参考文献 184