电磁兼容技术PDF电子书下载

第1章 电磁兼容技术概述 1

1.1电磁兼容的概念 1

1.1.1电磁干扰 1

1.1.2电磁干扰（EMI）对电气、电子设备的危害 4

1.1.3电磁兼容的含义 8

1.1.4电磁兼容性的实施 9

1.1.5电磁兼容技术的发展 9

1.2电磁兼容技术术语 11

1.2.1一般术语 11

1.2.2干扰术语 12

1.2.3发射术语 13

1.2.4电磁兼容性能术语 14

1.3电磁兼容的工程方法 16

1.3.1电磁兼容性的工程分析方法 16

1.3.2电磁兼容性控制技术 17

1.3.3电磁兼容性分析与设计方法 21

1.3.4电磁兼容性测量与试验技术 26

1.4电气、电子产品的EMC设计 31

1.4.1 EMC的设计方法 31

1.4.2 EMC的设计步骤 34

1.4.3 EMC设计的理论基础和EMC管理 35

1.4.4预测及解决EMI问题的流程 35

1.5 EMC设计的基本过程 38

1.5.1 EMC设计的措施 38

1.5.2产品EMC设计的技术 38

1.5.3 EMC设计与产品开发关系 39

1.5.4系统级EMC设计 41

1.6电磁兼容标准 44

1.6.1与电磁兼容技术标准有关的组织机构 44

1.6.2我国的电磁兼容技术标准体系 46

1.6.3电磁兼容技术标准与规范的内容特点 51

1.6.4电磁兼容认证 52

1.7各种信号的频谱分析 53

1.7.1信号的分类 54

1.7.2信号的时域分析与频域分析 55

1.7.3傅里叶变换的应用 63

1.8分贝的概念与应用 64

1.8.1分贝的定义 64

1.8.2分贝的应用 66

第2章 屏蔽技术 68

2.1电磁屏蔽原理 68

2.1.1电磁屏蔽的类型 68

2.1.2静电屏蔽 68

2.1.3交变电场的屏蔽 69

2.1.4低频磁场的屏蔽 70

2.1.5高频磁场的屏蔽 71

2.1.6电磁屏蔽 72

2.2屏蔽效能 73

2.2.1屏蔽效能的表示 73

2.2.2屏蔽效能的计算 74

2.3磁屏蔽材料的特性 78

2.3.1导磁材料 78

2.3.2导电胶与导磁胶 79

2.3.3电磁屏蔽的结构 79

2.4孔缝泄漏的抑制措施 81

2.4.1装配面处接缝泄漏的抑制 82

2.4.2通风冷却孔泄漏的抑制 83

2.4.3观察窗口（显示器件）泄漏的抑制 85

第3章 滤波技术 87

3.1电磁干扰滤波器 87

3.2滤波器的分类及特性 90

3.2.1反射式滤波器 90

3.2.2滤波连接器 95

3.2.3铁氧体抑制电磁干扰的应用 95

3.3电源线滤波器 97

3.3.1共模干扰（骚扰）和差模干扰（骚扰）信号 98

3.3.2电源线滤波器的网络结构 98

3.3.3电源线滤波器的安装 99

3.4微波滤波器 101

3.4.1微波滤波器概述 101

3.4.2低通原型滤波器 104

3.4.3频率变换 107

第4章 接地和搭接技术 113

4.1地回路干扰 113

4.1.1接地公共阻抗产生的干扰 113

4.1.2接地电流与地电压的形成 114

4.1.3地回路干扰 115

4.2抑制地回路干扰的技术措施 116

4.2.1接地点的选择 116

4.2.2差分平衡电路 118

4.2.3隔离变压器 119

4.2.4纵向扼流圈 120

4.2.5光电耦合器 121

4.3接地及其分类 121

4.3.1接地的概念 121

4.3.2接地的要求 122

4.3.3接地的分类 122

4.4安全接地 122

4.4.1设备安全接地 123

4.4.2防雷接地 123

4.4.3安全接地的有效性 123

4.5信号接地 124

4.5.1单点接地 124

4.5.2多点接地 126

4.5.3 混合接地 126

4.5.4悬浮接地 127

4.6搭接技术 128

4.6.1搭接的概念 128

4.6.2搭接的有效性 129

第5章线路板设计EMC技术 131

5.1元器件的选择 131

5.1.1常用元器件的选择和电路设计 131

5.1.2有源器件敏感度特性和发射特性 136

5.2线路板上的电磁骚扰辐射 138

5.2.1共模辐射与差模辐射 138

5.2.2差模辐射 139

5.2.3共模辐射 141

5.3表面安装技术（SMT） 143

5.3.1表面安装技术的发展 143

5.3.2新型片式器件的发展 144

5.3.3高密度电子组装技术 145

5.4 PCB的原理设计 145

5.4.1 PCB设计的准备工作 145

5.4.2 PCB的分区 146

5.4.3混合信号PCB的分区设计 148

5.4.4 PCB内元器件的布局、互连与电磁兼容设计 149

5.5 PCB的设计 150

5.5.1单面板 151

5.5.2双面板 155

5.5.3单面板和双面板几种地线的分析 155

5.5.4多层板 156

5.5.5 PCB布局的基本原则 161

5.5.6 PCB设计规范 163

5.5.7 PCB的高频辐射 167

5.6 PCB布线设计 168

5.6.1 PCB布线设计的ESD抑制准则 168

5.6.2 PCB布线设计基础 169

5.6.3 PCB布线设计的基本原则 171

5.7 PCB分层设计 177

5.7.1 PCB分层设计的必要性 177

5.7.2 PCB分层设计 177

5.7.3多层PCB分层共同原则 178

5.7.4多层板布线层 178

5.8时钟电路的EMC设计 180

5.8.1高频时钟电路 180

5.8.2阻抗匹配方法 183

5.9高速电子线路 184

5.9.1高速电子线路的信号完整性设计 184

5.9.2避免传输线效应实现信号完整性 189

5.10 PCB I/O电路的EMC设计 191

5.10.1 PCB I/O电路EMC设计 191

5.10.2 PCB I/O连接的结构设计 194

5.11背板I/O电路的EMC设计 196

5.11.1背板I/O电路的连接设计 196

5.11.2背板I/O电路的结构设计 196

5.11.3背板连接的设计经验 197

第6章 电缆设计 198

6.1传导耦合 198

6.1.1电容性耦合 198

6.1.2电感性耦合 202

6.1.3电容性耦合与电感性耦合的综合考虑 203

6.2高频耦合 205

6.2.1均匀传输线方程及工作特性 205

6.2.2传输线阻抗与状态参量 209

6.2.3无耗传输线的状态分析 211

6.3辐射耦合 215

6.3.1基本振子的电磁场分布 216

6.3.2辐射耦合 219

6.4干扰耦合的抑制措施 220

6.4.1电容性耦合干扰抑制措施 220

6.4.2电感性耦合干扰的抑制措施 220

6.4.3辐射干扰耦合的抑制措施 221

第7章 瞬态干扰的抑制 224

7.1电快速瞬变脉冲群（EFT） 225

7.1.1 EFT概述 225

7.1.2 EFT干扰的抑制 228

7.2雷击浪涌 229

7.2.1直击雷、感应雷与浪涌 230

7.2.2雷击与瞬变脉冲电压 232

7.2.3雷害的防护 233

7.3静电放电（ESD）产生的电磁干扰 236

7.3.1 ESD的基本概念 236

7.3.2直接放电和间接放电 239

7.3.3对ESD防护的设计技术 240

7.3.4多层印制板防止ESD技术 241

7.4抑制瞬变骚扰的常用器件 244

7.4.1气体放电管 244

7.4.2压敏电阻 245

7.4.3电压瞬变吸收二极管（TVS） 247

7.4.4几种抑制瞬态骚扰器件的比较 248

第8章 电磁兼容预测技术 250

8.1概述 250

8.1.1电磁兼容性预测基本原理 250

8.1.2电磁兼容性预测的基本方程 251

8.1.3电磁兼容性预测数学方法概述 251

8.1.4电磁兼容预测分析的步骤和作用 253

8.1.5系统级电磁兼容研究中的关键问题 254

8.2电磁兼容性预测的数学模型 255

8.2.1干扰源模型 256

8.2.2敏感设备模型 258

8.2.3耦合途径模型 260

8.2.4电磁兼容建模中的关键问题 262

8.3电磁兼容性预测算法 262

8.3.1幅度筛选 263

8.3.2频率筛选 264

8.3.3详细分析 264

8.3.4性能分析 265

8.4电磁兼容性预测软件介绍 266

8.4.1电磁兼容预测软件概述 266

8.4.2国外EMC预测软件 268

8.4.3 Ansoft HFSS 269

8.4.4 ANSYS FEKO 273

8.4.5国内EMC预测软件 274

第9章 电磁干扰的诊断与解决技术 277

9.1样机（模型）和鉴定阶段中的电磁干扰问题 277

9.1.1实际的电磁干扰（EMI）问题 278

9.1.2符合规范的问题 278

9.1.3安排好开发／预测试的顺序 278

9.2检查是否符合发射规范 279

9.2.1测试场所的最低要求 279

9.2.2仪器设备 280

9.2.3待测设备（EUT）/样品的安装 282

9.3符合抗干扰性规范的检测 283

9.3.1测试场合的最低要求 283

9.3.2传导敏感性测试的准备工作 283

9.3.3瞬变脉冲群（EFT）干扰测试 284

9.3.4 ESD测试 286

9.4现场电磁干扰问题的排查 287

9.4.1排查的准备 288

9.4.2现场检查 288

9.4.3诊断、排查电磁干扰故障问题的“强制损坏”技术 289

9.5诊断、排查电磁干扰问题的思路概括 289

9.5.1诊断、排查电磁干扰故障的过程 290

9.5.2诊断、排查电磁干扰故障问题的流程 291

第10章EMC测量 294

10.1 EMC试验概述 294

10.1.1 EMC试验在测试学科中的重要位置 294

10.1.2 EMC测量标准 295

10.2 EMC测量设备 296

10.2.1电磁干扰测量设备 297

10.2.2电磁敏感度测量设备 302

10.3 EMC测量方法 305

10.3.1 EMC测试简介 306

10.3.2 EMC测试准备 307

10.3.3传导发射测试 309

10.3.4辐射发射测试 314

10.3.5传导抗扰度测试 316

10.3.6辐射抗扰度测试 320

10.3.7谐波电流发射试验IEC61000-3-2/4 321

10.3.8静电放电抗扰性试验 322

10.3.9辐射电磁场抗扰性试验（RS）IEC61000-4-3（GB/T17626.3） 323

10.3.10电快速瞬变脉冲群抗扰性试验（EFT/Burst）IEC61000-4-4 325

10.3.11浪涌抗扰性试验（Surge）IEC61000-4-5 326

10.3.12传导骚扰抗扰性试验（CS）IEC61000-4-6 327

10.4系统级EMC试验 328

10.4.1系统级EMC试验基本概念 328

10.4.2系统级EMC试验的必要性和复杂性 329

10.4.3系统级EMC试验内容 330

第11章 生物电磁效应与应用 333

11.1生物电与人体电磁兼容 333

11.1.1生物电 334

11.1.2人体电磁兼容 335

11.2电磁波的生物效应 337

11.2.1电磁波生物效应 338

11.2.2微波的生物效应 340

11.2.3微波的热效应 342

11.2.4微波的非热效应 343

11.3电磁的应用与防护 344

11.3.1电磁在生物医学中的应用 344

11.3.2电磁场在其他方面的应用 349

11.3.3电磁辐射的保护 351

第12章 频谱管理与频率指配 363

12.1频谱划分的有关规定 363

12.1.1频谱分配和使用的规定 363

12.1.2典型移动通信系统中的频率划分 367

12.1.3军用无线频谱管理 369

12.2频率指配效果的评价 370

12.2.1频率指配中需要使用的传播预测 370

12.2.2干扰分析 371

12.3频率指配方法和技术 376

12.3.1频率指配的数学模型 377

12.3.2蜂窝网络规划工程应用的频率指配算法 378

12.3.3频率指配 378

参考文献 380