现代电子系统的电磁兼容性设计PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 电磁兼容性的内涵 1

1.2 电磁兼容性研究的基本内容 2

1.3 电磁干扰 3

1.3.1 噪声源的分类 3

1.3.2 噪声干扰的方式 4

1.3.3 噪声干扰的传播途径 4

1.3.4 电磁干扰的分类 7

1.3.5 电磁干扰的危害 8

1.4 电磁干扰抑制技术 8

1.4.1 抑制干扰源 8

1.4.2 切断电磁干扰耦合途径 8

1.4.3 降低电磁敏感装置的敏感度 10

1.5 一些典型电磁兼容性问题的解决 11

第2章 屏蔽技术 13

2.1 干扰源场的性质分析 13

2.1.1 电振荡 13

2.1.2 磁振荡 15

2.1.3 波阻抗 16

2.2 电屏蔽 17

2.2.1 电屏蔽原理 17

2.2.2 电屏蔽体常见结构 19

2.2.3 电屏蔽设计注意事项 21

2.3 磁屏蔽 21

2.3.1 磁场耦合干扰分析 22

2.3.2 低频磁场的磁屏蔽 22

2.3.3 高频磁场的磁屏蔽 23

2.4.1 电磁屏蔽原理 26

2.4 电磁屏蔽 26

2.4.2 电磁屏蔽效能 27

2.4.3 非理想屏蔽体的电磁泄漏及其防护措施 30

2.5 屏蔽设计的综合考虑 36

2.5.1 实际屏蔽效果的衡量 36

2.5.2 不同的干扰源采用不同的屏蔽方法 37

2.5.3 屏蔽材料的选择 37

第3章 接地技术 39

3.1 接地的目的 39

3.2 接地的方式 40

3.2.1 浮地 40

3.2.2 单点接地 41

3.2.3 多点接地 42

3.2.4 混合接地 43

3.2.5 大型复杂电子设备接地 44

3.3 地环路干扰及其抑制措施 46

3.3.1 减小地线阻抗和电流馈线阻抗 46

3.3.2 阻隔地环路干扰 47

3.4 屏蔽体接地 50

3.4.1 电缆屏蔽体接地 50

3.4.2 放大器屏蔽罩接地 52

第4章 滤波技术 54

4.1 概述 54

4.1.1 滤波器的定义 54

4.1.2 滤波器的技术指标 54

4.1.3 滤波器的种类 55

4.2.1 原型滤波器的设计步骤 58

4.2 基本滤波器的设计 58

4.2.2 巴特沃思低通滤波器的设计 59

4.2.3 巴特沃思高通滤波器的设计 62

4.3 无源滤波器的设计 64

4.3.1 滤波器元件 64

4.3.2 电源EMI滤波器 69

4.4 有源滤波器的设计 77

4.4.1 设计步骤 77

4.4.2 传递函数的设计 78

4.4.3 巴特沃思有源低通滤波器的设计 78

4.4.4 单片集成电路滤波器MAX261设计举例 83

第5章 印制电路板和配线设计 88

5.1 印制电路板的设计 88

5.1.1 印制电路板种类的选择 88

5.1.2 印制电路板尺寸的选择 89

5.1.3 单、双层印制电路板的设计 90

5.1.4 多层印制电路板的设计 109

5.2 配线设计 114

5.2.1 常用配线种类 114

5.2.2 配线设计的方法 115

第6章 常用电子电路的电磁兼容性设计 118

6.1 前置放大器、高频放大器、宽带放大器电磁兼容性设计 118

6.1.1 前置放大器的传导干扰源 118

6.1.2 放大器的电磁兼容性设计 119

6.1.3 单元电路的抗干扰设计 122

6.1.4 磁场干扰防护 123

6.2 传感器接口电路的抗干扰技术及其应用 123

6.2.2 常见的抗干扰措施 124

6.2.1 传感器接口电路常见的干扰 124

6.2.3 应用举例 126

6.3 A/D转换器的抗干扰技术 127

6.3.1 对串模干扰的抑制措施 127

6.3.2 对共模干扰的抑制措施 127

6.3.3 采用光电耦合器解决A/D、D/A配置引入的多种干扰 129

6.3.4 用软件法提高A/D转换器抗工频干扰的能力 130

6.4 计算机接口电路的抗干扰技术 130

6.4.1 多输入通道接口抗干扰电路 131

6.4.2 接口电路抗脉冲干扰的措施 131

6.5 计算机总线抗干扰措施 132

6.5.1 采用三态门式的总线提高抗干扰能力 132

6.5.2 总线接收端加斯密特电路作缓冲器抗干扰 132

6.5.4 总线上数据冲突的防止措施 133

6.5.3 使总线克服瞬间不稳定的措施 133

第7章 数字电路的电磁兼容性设计 134

7.1 数字系统中电磁干扰的形式 134

7.2 脉冲数字电路被干扰的一般情况 134

7.2.1 数字波的特征 134

7.2.2 数字波被干扰的现象 135

7.2.3 脉冲数字电路干扰的抑制 136

7.3 数字电路元器件的固有噪声容限 136

7.3.1 数字电路元器件的噪声容限 136

7.3.2 噪声容限的分类 138

7.3.3 能量噪声容限 139

7.3.4 噪声容限的估计 140

7.3.5 不同种类器件间的接口 141

7.4.1 传输线的反射干扰及其造成的危害 145

7.4 传输线的反射干扰 145

7.4.2 信号传输线的主要特性及阻抗匹配 146

7.4.3 振铃现象的产生及抑制 149

7.5 对传输信号的隔离 150

7.5.1 隔离变压器 151

7.5.2 光电耦合器 151

7.5.3 继电器 154

7.5.4 固体继电器（SSR） 154

7.5.5 可控硅 154

7.5.6 光纤及光缆 155

第8章 高速电路的电磁兼容性设计 156

8.1 对高速电路设计的几点考虑 156

8.1.1 时序配合考虑 156

8.1.2 信号完整性考虑 157

8.2 高速电路设计中的串扰问题及其对策 158

8.2.1 容性串扰 158

8.2.2 感性串扰 159

8.2.3 解决串扰的措施 161

8.3 高速电路PCB设计 161

8.3.1 高速电路板的电源布线 161

8.3.2 信号线的传输 162

8.3.3 串扰 164

8.3.4 电磁干扰 164

8.4 超高速分频器设计 165

8.4.1 基本设计原理 165

8.4.2 PCB板设计 168

8.5 雷达终端高速电路系统工程实现中的抗干扰措施 168

8.5.2 长线传输中反射干扰的产生及解决办法 169

8.5.1 电路设计中电源、地网（层）消除干扰 169

8.5.3 工程抑制干扰的其它办法 171

第9章 单片机系统的电磁兼容性设计 172

9.1 单片机系统的组成及各部分对干扰的反应 172

9.1.1 单片机简化框图及管脚配置 172

9.1.2 单片机最小系统 174

9.1.3 单片机系统各部分对干扰的反应 175

9.2 单片机主控系统抗干扰设计 177

9.2.1 时钟电路设计 177

9.2.2 复位电路设计 178

9.2.3 看门狗（Watchdog）电路设计 180

9.2.4 RAM数据保护电路设计 183

9.2.5 总线可靠性设计 188

9.2.6 合理配置芯片抗干扰设计 190

9.3.1 模拟量通道抗干扰设计 193

9.3 单片机外围通道抗干扰设计 193

9.3.2 数字通道抗干扰设计 195

9.3.3 执行机构抗干扰设计 198

9.3.4 传输线的抗干扰设计 199

9.4 电源抗干扰设计 201

9.4.1 采用滤波和屏蔽供电 201

9.4.2 采用交流稳压及隔离供电 201

9.4.3 采用串连开关式稳压电源 202

9.4.4 整流后加多级滤波供电 202

9.4.5 采用分散独立的集成电路模块供电 202

9.4.6 采用高抗干扰稳压电源及干扰抑制器 203

9.4.7 电源抗干扰综合设计举例 203

9.5.2 数字地和模拟地的连接原则 204

9.5.1 一点接地和多点接地 204

9.5 接地抗干扰设计 204

9.5.3 印制电路板的地线分布 205

9.5.4 信号地的连接 205

9.6 印制电路板抗干扰设计 205

9.6.1 印制电路板上器件的布局 205

9.6.2 印制电路板的可靠性设计 206

9.6.3 电源线和地线的布置 206

9.6.4 去耦 206

9.7 软件抗干扰设计 206

9.7.1 系统自诊断程序设计 206

9.7.2 指令冗余设计 208

9.7.3 软件陷阱设计 208

9.7.5 RAM数据保护的软件设计 211

9.7.4 软件“看门狗” 211

9.7.6 睡眠抗干扰设计 212

9.7.7 开关量软件抗干扰设计 212

9.7.8 数字滤波 212

第10章 电磁兼容技术在现代电子系统中的应用 216

10.1 机载PD雷达接收机电磁兼容性设计 216

10.1.1 接收机简述及原理框图 216

10.1.2 系统内电磁干扰问题存在的因素 217

10.1.3 机载PD雷达LPRF电磁兼容性设计方法和原则 219

10.1.4 设计中应注意的几个问题 221

10.2 数字AV产品的电磁兼容性设计 222

10.2.1 数字AV产品的特点 222

10.2.2 数字电路的常见干扰噪声 222

10.2.3 电源和地线噪声的抑制 223

10.2.4 反射干扰噪声的抑制 225

10.2.5 数字信号的串扰抑制 227

10.2.6 数字信号处理系统的电磁兼容性设计 228

10.2.7 电源电路的抗干扰措施 229

10.3 高精度雷达频率源的电磁兼容性设计 231

10.3.1 简介 231

10.3.2 工艺的重要性 231

10.3.3 电性能工艺 231

10.3.4 接地的工艺 232

10.3.5 结构工艺 233

10.3.6 电磁兼容问题 237

10.4 计算机的电磁干扰及抑制 237

10.4.1 来自计算机内的电磁干扰 237

10.4.2 来自外部的电磁干扰 238

10.4.3 计算机内电磁干扰的耦合形式 241

10.4.4 计算机内的干扰抑制 242

10.4.5 接地和电源 243

10.5 卫星电磁兼容性设计技术 245

10.5.1 接地设计 245

10.5.2 搭接设计 248

10.5.3 屏蔽设计 250

10.5.4 接口设备 252

10.6 现代舰船的电磁干扰和电磁兼容 254

10.6.1 电磁干扰的危害和电磁环境的恶化 254

10.6.2 舰船潜在的干扰危害领域及抑制干扰措施 255

10.6.3 现代舰船电磁兼容技术举例 257

10.6.4 电磁兼容技术的发展方向 259

附录 电磁兼容名词术语 261

参考文献 267