电磁兼容导论PDF电子书下载

第1章 电磁兼容概论 1

1.1 EMC涉及的方面 2

1.2 EMC历史 6

1.3 例子 8

1.4 电尺寸 9

1.5 分贝与常用的EMC单位 11

1.5.1 电缆的功率损耗 16

1.5.2 信号源的特性 20

参考资料 23

习题 23

第2章 电子系统的EMC要求 26

2.1 政府的要求 26

2.1.1 对美国市场上出售商品的要求 26

2.1.2 对美国以外市场上出售商品的要求 31

2.1.3 对美国市场上出售的军用产品的要求 34

2.1.4 出于符合性验证目的产品的发射测量 38

2.1.5 典型的产品发射 42

2.1.6 说明满足规定限值困难性的例子 45

2.2 额外的产品要求 46

2.2.1 辐射敏感度 47

2.2.2 传导敏感度 47

2.2.3 静电放电（ESD） 47

2.3 产品的设计限制 47

2.4 EMC设计的优点 48

参考资料 50

习题 50

第一部分 电磁原理基础 53

第3章 电磁场理论 53

3.1 矢量分析 53

3.2 麦克斯韦方程组 56

3.2.1 法拉第定律 56

3.2.2 安培定律 58

3.2.3 高斯定律 60

3.2.4 电荷守恒定理 61

3.2.5 媒质的本质参数 61

3.3 边界条件 62

3.4 正弦稳态 64

3.5 功率流 64

3.6 均匀平面波 65

3.6.1 无耗媒质 67

3.6.2 有耗媒质 69

3.6.3 功率流 70

3.6.4 导体与介质 70

3.6.5 趋肤深度 71

参考资料 72

习题 72

第4章 传输线 76

4.1 传输线方程 77

4.2 单位长度的电参数 80

4.3 时域解（瞬态） 91

4.3.1 图解 91

4.3.2 数值方法 97

4.4 频域解（正弦稳态） 99

4.4.1 作为位置函数的电压和电流 99

4.4.2 功率流 104

4.4.3 有耗传输线总结 104

4.5 集总参数电路近似模型 105

4.6 时域至频域的转换 108

参考资料 108

习题 109

第5章 天线 113

5.1 偶极子天线 113

5.1.1 电偶极子 113

5.1.2 磁偶极子（环） 116

5.2 半波偶极子和四分之一波长的单极天线 117

5.3 天线阵 123

5.4 天线的特性 125

5.4.1 方向性和增益 125

5.4.2 有效孔径 128

5.4.3 天线因子 129

5.4.4 平衡与平衡不平衡转换器的作用 131

5.4.5 阻抗匹配和阻抗变换器的使用 133

5.5 FRIIS传输方程 135

5.6 反射的影响 137

5.6.1 镜像法 137

5.6.2 均匀平面波在媒质界面上的垂直入射 138

5.6.3 多径效应 142

5.7 宽带测量天线 146

5.7.1 双锥天线 147

5.7.2 对数周期天线 148

参考资料 150

习题 151

第二部分 EMC设计的应用 155

第6章 元件的非理想性能 155

6.1 导线 155

6.1.1 导线的电阻和内电感 158

6.1.2 平行导线的外电感和电容 160

6.1.3 平行导线的集中参数等效电路 161

6.1.4 局部电感的概念 163

6.2 印刷电路板（PCB）带状线 169

6.3 元件引线的影响 175

6.4 电阻 176

6.5 电容 182

6.6 电感 188

6.7 铁氧体和共模扼流圈 192

6.8 铁氧体磁珠 197

6.9 电磁器件 199

6.9.1 直流电动机 199

6.9.2 步进电动机 201

6.9.3 交流电动机 201

6.9.4 螺线管 202

6.10 数字电路器件 202

6.11 元件可变性的影响 203

6.12 机械开关 204

6.12.1 开关触点的电弧放电 204

6.12.2 电路的影响 207

6.12.3 电弧抑制 209

参考资料 212

习题 213

第7章 信号谱 217

7.1 周期信号 217

7.1.1 正交基函数和级数展开式 217

7.1.2 傅里叶级数表达式 219

7.1.3 线性系统对周期信号的响应 224

7.1.4 重要的计算技术 228

7.2 数字电路波形的频谱 232

7.2.1 梯形波（时钟）的频谱 232

7.2.2 梯形波的频谱范围 235

7.2.3 利用频谱范围计算线性系统输出信号频谱的范围 244

7.3 频谱分析仪 245

7.3.1 基本原理 246

7.3.2 峰值和准峰值 248

7.4 非周期波形的表示 249

7.4.1 傅里叶变换 249

7.4.2 线性系统对于非周期信号的响应 251

7.5 从线性系统的频域响应求解时域响应 251

7.6 随机信号的表示 253

参考资料 255

习题 255

第8章 辐射发射和敏感度 262

8.1 导线和PCB覆铜线的简单发射模型 262

8.1.1 差模电流和共模电流 262

8.1.2 差模电流发射模型 266

8.1.3 共模电流发射模型 269

8.1.4 电流探头 272

8.1.5 实验结果 275

8.2 导线和PCB覆铜线的简单敏感度模型 282

8.2.1 实验结果 287

8.2.2 屏蔽电缆和表面传输阻抗 288

参考资料 291

习题 292

第9章 传导发射与传导敏感度 296

9.1 传导发射测量 296

9.1.1 电源线阻抗稳定网络（LISN） 297

9.1.2 共模电流和差模电流增益 298

9.2 电源滤波器 301

9.2.1 滤波器的基本特性 301

9.2.2 通用电源滤波器的结构 303

9.2.3 滤波器元件对共模电流和差模电流的影响 304

9.2.4 出于诊断目的将传导发射分为共模分量和差模分量 307

9.3 电源 311

9.3.1 线性电源 313

9.3.2 开关电源（SMPS） 315

9.3.3 电源器件对传导发射的影响 317

9.4 电源和滤波器的布置 320

9.5 传导敏感度 321

参考资料 322

习题 322

第10章 串扰 324

10.1 三导体传输线及串扰 324

10.1.1 时域串扰与频域串扰 324

10.1.2 传输线方程 327

10.1.3 单位长度参数 330

10.1.4 频域（正弦稳态）串扰 337

10.1.5 时域（瞬态）串扰 352

10.1.6 集总电路近似模型 361

10.1.7 无耗耦合传输线的精确SPICE模型 361

10.2 屏蔽线 377

10.2.1 单位长度参数 379

10.2.2 感性耦合和容性耦合 380

10.2.3 软辫线的影响 389

10.2.4 多层屏蔽的作用 394

10.2.5 MTL模型预测 396

10.3 双绞线 400

10.3.1 单位长度参数 401

10.3.2 感性耦合和容性耦合 403

10.3.3 扭绞的作用 408

10.3.4 平衡的作用 415

10.4 多导体传输线和入射场的影响 417

参考资料 418

习题 420

第11章 屏蔽 427

11.1 屏蔽效能 429

11.2 屏蔽效能——远场源 431

11.2.1 精确解 431

11.2.2 近似解 433

11.3 屏蔽效能——近场源 439

11.3.1 近场与远场 439

11.3.2 电场源 441

11.3.3 磁场源 442

11.4 低频磁场屏蔽 442

11.5 开孔效应 445

参考资料 447

习题 447

第12章 静电放电（ESD） 449

12.1 ESD的起源 449

12.2 ESD的影响 452

12.3 减轻ESD的设计技术 453

12.3.1 防止ESD 454

12.3.2 硬件抗扰度 454

12.3.3 软件抗扰度 461

参考资料 461

习题 462

第13章 EMC的系统设计 464

13.1 接地 465

13.1.1 安全接地与信号地 469

13.1.2 单点与多点接地 471

13.1.3 接地环路 476

13.2 系统结构 479

13.2.1 系统外壳 479

13.2.2 电源线滤波器的放置 480

13.2.3 印刷电路板的相互连接和数量 480

13.2.4 内部电缆的布线和连接器的布置 481

13.2.5 PCB和子系统的布局 482

13.2.6 去耦子系统 482

13.3 印刷电路板设计 483

13.3.1 元件的选择 483

13.3.2 晶振／振荡器频率的分频 483

13.3.3 元件的布局 485

13.3.4 多方面的考虑 488

13.3.5 重要的PCB接地网 490

13.3.6 电源分布和去耦电容 498

13.3.7 环路面积的减小 501

13.4 小结 503

参考资料 503

习题 504

索引 508