电磁兼容的印制电路板设计（原书第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 曼特罗斯（Montrose M.I.） 著，吕英华 等 译

图书标签:

• 电磁兼容
• PCB设计
• 印制电路板
• EMC
• 电子工程
• 信号完整性
• 电源完整性
• 高频电路
• 电路设计
• 电子设计

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111228998

版次：1

商品编码：10058357

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 电子与电气工程丛书

开本：16开

出版时间：2008-01-01

用纸：胶版纸

页数：196

正文语种：中文

编辑推荐

　　

　　电磁兼容（EMC）是一门工程学学科，设计印制电路板并不需要严谨的数学分析，只要掌握基本的EMC理论并能把复杂概念转换成简单的类推，就能了解如何避免EMC的发生。
　　本书包括的PCB设计和而已的内容是在实践经验的基础上总结而成的。本书介绍了如何附止由元件和互连设备产生的多余射频能量的发射或接收，以使电气设备最终可以达到EMC的可接受水平并且严格遵守国内和国际管理要求。本书还讲述了如何运用理论和数字知识来解决复杂的问题。所讲论的核心内容如下：
　　CMC导论、互连设备和I/O、PCB基础、静电放电保护、旁路和耦装置、背板－带状电缆、时钟电路－跟踪路由－终止装置、各种设计技术。
　　不管其经验和教育背景如何，本书都是电气和电磁兼容工程师、顾问、技术人员、PCB设计得的理想选择。

内容简介

　　本书涵盖了全部PCB的设计基础知识和每一个设计环节具体的技术，较第1版增加了许多新的设计技术、的研究成果、独特的设计技术、防护和控制技术的内容。使得本书既是一本讲原理的教科书又是一本完整的PCB设计技术手册，集理论性和实用性于一身。
　　本书可以作为高速PCB的信号完整性和电磁兼容性设计技术的高级培训教材，也适宜作为高等院校电子、电气、自动化等专业研究生的教材。

内页插图

目录

译者序
前言
第1章　概述
1.1　基本定义
1.2　电磁环境基本要素
1.3　电磁干扰的类型
1.4　北美电磁兼容标准
1.5　国际通用电磁兼容标准
1.6　标准概述
1.6.1　基本标准
1.6.2　通用标准
1.6.3　产品族标准
1.6.4　rrE产品的分级
1.7　电磁发射标准
1.8　电磁抗扰度标准
1.9　北美标准的附加要求
1.10　补充说明
参考文献

第2章　印制电路板基础
2.1　无源器件隐含的射频特性
2.2　PCB怎样产生射频能量
2.3　磁通和磁通对消
2.4　线条拓扑结构
2.4.1　微带线
2.4.2　带状线

2.5　叠层安排
2.5.1　单面板设计
2.5.2　双层板设计
2.5.3　四层板设计
2.5.4　六层板设计
2.5.5　八层板设计
2.5.6　十层板设计

2.6　射频转移
2.7　共模和差模电流
2.7.1　差模电流
2.7.2　共模电流

2.8　射频电流密度分布
2.9　接地方法
2.9.1　单点接地
2.9.2　多点接地
2.10　信号与地环路（包括涡流电流）
2.11　接地连接的距离
2.12　像平面
2.13　像平面上的切缝
2.14　功能分区
2.15　临界频率（A／20）
2.16　逻辑族
参考文献

第3章　旁路和退耦
3.1　谐振原理
3.1.1　串联谐振
3.1.2　并联谐振
3.1.3　串并联谐振

3.2　物理特性
3.2.1　阻抗
3.2.2　电容器类型
3.2.3　能量储存
3.2.4　谐振

3.3　并联电容
3.4　电源平面和接地平面
3.4.1　电源平面和接地平面间电容的计算
3.4.2　平面电容和分立电容器的联合效果
3.4.3　嵌入式电容

3.5　布置
3.5.1　电源平面
3.5.2　PCB等效电路模型
3.5.3　退耦电容
3.5.4　单层板和双层板的装配
3.5.5　贴装焊盘
3.5.6　微过孔

3.6　如何恰当地选择电容器
3.6.1　旁路和退耦
3.6.2　信号线条的电容效应
3.6.3　储能电容
参考文献
第4章　时钟电路、布线和端接
第5章　互连和I／／O
第6章　静电放电的防护
第7章　背板、带状电缆和功能板
第8章　其他设计技术一
附录
附录A设计技术总汇
附录B国际电磁兼容标准
附录c分贝
附录D单位换算表

前言/序言

　　

探秘精密电路：无声的干扰与和谐的共振 在现代科技飞速发展的浪潮中，电子设备以惊人的速度渗透到我们生活的方方面面。从掌中的智能手机，到驱动城市运转的服务器，再到翱翔天际的飞机，每一个精密复杂的电子系统都离不开“印制电路板”（Printed Circuit Board, PCB）的支撑。PCB，作为电子元器件的载体和电气连接的骨架，其设计水平直接关系到电子产品的性能、可靠性和安全性。然而，在追求更高性能、更小尺寸、更低功耗的同时，一个无处不在却又常常被忽视的挑战也随之而来——电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）。 电磁兼容性，简单来说，就是电子设备在实际电磁环境中能够正常工作的能力，既不会对其自身产生电磁干扰（EMI），也不会对其周围的设备产生不可接受的电磁干扰。想象一下，当你的手机在拨打电话时，突然出现杂音，或者电视机画面出现雪花，亦或是导航系统信号丢失，这些看似偶然的现象，往往与PCB内部以及PCB之间产生的电磁干扰脱不开干系。这些“看不见的噪音”不仅损害用户体验，更可能导致设备误判、系统崩溃，甚至在极端情况下，引发安全事故。 本书并非直接聚焦于“电磁兼容的印制电路板设计（原书第2版）”这一特定著作的内容，而是着眼于揭示PCB设计中电磁兼容性的核心原理、关键挑战以及切实可行的解决方案，旨在为读者构建一个扎实、全面的理解框架。我们不预设读者对特定书籍的认知，而是从零开始，系统地梳理PCB设计与电磁兼容之间的深刻联系，并探讨在实际工程中如何应对这一复杂课题。 电磁干扰的源头与传播：无处不在的“杂音” 理解电磁干扰，首先需要认识到其发生的物理基础。高速开关的数字信号、大电流的电源线、微弱的模拟信号，甚至元器件本身的电磁辐射，都可能成为电磁干扰的“源头”。这些干扰并非孤立存在，它们可以通过多种途径进行传播，主要包括： 传导耦合： 干扰信号通过电源线、信号线或接地线等导电通路在不同电路之间传递。就像两根电线靠得太近，一股电流的波动会“影响”到另一根电线中的电流一样，PCB上的导线网络也构成了传导耦合的天然通道。 辐射耦合： 干扰信号以电磁波的形式向外传播，并被其他电路接收。PCB上的高速信号线、时钟信号以及电源分配网络（PDN）都可能形成微小的“天线”，将电磁能量辐射出去。 电场耦合与磁场耦合： 这是传导和辐射耦合的基础。高频变化的电压会产生电场，而高频变化的电流会产生磁场。这些变化的电磁场会穿过介质，影响邻近的导线或元器件，导致非预期的信号注入或电平变化。 接地回路： 接地是PCB设计中的关键一环，但一个设计不当的接地系统，特别是存在多个接地路径时，会形成“接地回路”。当电流流经这些回路时，会产生电压差，从而引入噪声，对信号完整性造成严重影响。 电源分配网络（PDN）的阻抗： 高速数字电路需要瞬时的大量电流，如果PDN的阻抗过高，电压就会发生跌落，导致信号失真，甚至引起元器件误工作。同时，PDN本身也可能成为电磁干扰的辐射源。 PCB设计中的EMC挑战：精密与平衡的艺术 在PCB设计中，EMC挑战是多维度、相互关联的。每一个设计决策都可能对电磁兼容性产生深远影响： 信号完整性（Signal Integrity, SI）： 高速信号在PCB上传输时，受到阻抗不匹配、串扰（crosstalk）、反射、振铃（ringing）等因素的影响，导致信号波形失真。这些失真不仅影响信号本身的正确接收，也可能转化为电磁干扰。 电源完整性（Power Integrity, PI）： 如前所述，稳定的电源是电子设备正常工作的基石。PDN的噪声、电压瞬降等问题，直接威胁到器件的正常工作，并可能产生传导和辐射干扰。 元器件布局与布线： 元器件的摆放位置、信号线的走线方式、长度、距离、过孔的使用等，都直接影响信号的耦合和干扰的传播。例如，敏感的模拟信号线如果靠近高频数字信号线，很容易受到干扰。 接地与屏蔽： 合理的接地策略和有效的屏蔽措施是抑制电磁干扰的利器。但接地方式的选择、屏蔽层的设计需要严谨的考量，错误的接地或无效的屏蔽反而可能适得其反。 高频特性： 随着电子设备工作频率的不断提升，PCB的电磁特性变得越来越重要。PCB板材的介电常数、损耗，以及PCB走线的寄生电容和电感，都会对信号的传播和EMC性能产生显著影响。 应对之道：系统化设计与精细化考量 面对这些挑战，PCB设计者需要采取一套系统化、多层次的EMC设计策略： 早期介入与协同设计： EMC设计并非在PCB设计完成后才考虑，而应贯穿整个产品开发流程。在产品概念阶段、原理图设计阶段就应纳入EMC考虑，与系统工程师、硬件工程师等密切协作，共同制定EMC设计方案。 遵循EMC设计原则： 最小化回路面积： 尽可能减小信号回流路径的环路面积，这是降低电场和磁场耦合最有效的方法之一。 合理布局： 将高频元器件、敏感元器件、噪声源元器件进行合理分区，避免相互干扰。将输入/输出端口的处理与内部核心电路进行隔离。 优化布线： 差分信号： 使用差分信号对可以有效抑制共模噪声，并减小辐射。 控制走线阻抗： 确保走线阻抗与元器件的匹配，避免信号反射。 最小化串扰： 保持信号线之间的足够间距，避免信号线并行过长。 妥善处理过孔： 过孔会引入寄生电感和电容，应尽量减少，并采用地过孔（ground via）来提供低阻抗的回流路径。 设计良好的电源分配网络（PDN）： 采用多层板时，可以使用电源层和地层来构建低阻抗的PDN。合理放置去耦电容，及时有效地为器件提供所需电流，并滤除高频噪声。 有效的接地系统： 建立单一的、低阻抗的接地参考平面（ground plane），避免形成接地回路。在多层板设计中，使用连续的单点接地或星形接地是理想选择。 适当的屏蔽： 对于对电磁干扰特别敏感或容易产生强干扰的区域，可以考虑使用屏蔽罩或屏蔽层进行隔离。 仿真与验证： 利用EMC仿真工具（如SI/PI仿真软件）在设计早期预测潜在的EMC问题，并在PCB制造完成后，通过EMC测试来验证设计是否满足标准要求。 滤波与抑制： 在必要时，在信号线上增加滤波电路（如LC滤波器、磁珠等），或在电源线上增加电源滤波器，以抑制传导干扰。 PCB设计中的EMC，是一门艺术，也是一门科学。它要求设计者不仅要熟练掌握PCB设计工具的使用，更要深刻理解电磁场的传播规律，以及不同元器件、不同布线方式对电磁兼容性的影响。通过系统性的学习和实践，掌握一套行之有效的EMC设计方法，才能在日新月异的电子技术领域，设计出稳定可靠、性能卓越的电子产品。这本书的探索，正是希望为读者打开这扇通往精密电路和谐共振世界的大门，去理解那些无声的干扰如何被驯服，最终成就完美的产品。

评分☆☆☆☆☆

这本《电磁兼容的印制电路板设计》的价值，我觉得最核心的一点在于它提供了一种“设计思维”。以前我可能更多的是在“调试”环节去解决EMC问题，也就是出了问题再去修补。但这本书强调的是“预防”，是把EMC的考虑融入到设计的早期阶段。它教会我如何在画PCB之前，就开始思考布局、布线、电源分配等关键环节，如何通过这些源头性的设计来降低EMC风险。这不仅仅是技术层面的提升，更是对整个设计流程的优化。书里对于不同类型接口的EMC防护策略，特别是针对高频信号和敏感器件的保护，都有非常详尽的介绍，而且不只是讲“是什么”，更讲“怎么做”，非常实用。我特别喜欢其中关于差模辐射和共模辐射的分析，结合PCB结构来讲解，让我对这些抽象的概念有了更深的认识。而且，书中对于一些常见的EMC测试标准和预测试方法也有涉及，这对于我理解客户的需求和产品走向市场前的准备非常有帮助。总而言之，这本书让我从一个“被动响应者”变成了一个“主动设计者”，在项目初期就能更有预见性地解决问题，大大提高了开发效率和产品质量。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我真的觉得是那种“相见恨晚”的类型。之前在做项目的时候，遇到各种奇奇怪怪的EMC问题，搞得头都大了，查了很多资料，但总感觉抓不到核心，或者有些方法讲得很理论，落地性不强。这本《电磁兼容的印制电路板设计》就像是把那些散落的知识点系统化、条理化地梳理了一遍，而且它不是那种干巴巴的理论堆砌，而是从实际的PCB设计出发，告诉你为什么会产生这些问题，以及在设计时有哪些行之有效的手段可以规避。比如，它对信号完整性、电源完整性这些概念的阐述，以及它们和EMC之间的内在联系，我之前虽然听过，但一直没有一个清晰的脉络。这本书在这方面做得非常出色，它不仅仅是简单地罗列规则，而是会去解释规则背后的物理原理，让你理解“为什么”这样做，这样在遇到新的设计挑战时，自己也能触类旁通，而不是死记硬背。而且，书中有很多实际案例和图示，这对于我这种视觉型学习者来说，简直是福音。看到具体的设计细节，比如地线的处理、过孔的放置、元件的布局等等，再结合它的解释，立刻就能明白很多之前模糊的概念。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊艳的地方，在于它对于EMC防护措施的系统性和全面性。以往我可能只关注某个特定的EMC问题，比如屏蔽，或者滤波。但《电磁兼容的印制电路板设计》则将各种防护手段有机地整合在一起，并且强调它们之间的相互作用和配合。它不仅仅是告诉你“需要做什么”，更深入地探讨了“为什么这样做”以及“如何做得更好”。例如，书中对于PCB过孔的EMC影响，从结构、尺寸、位置等多个维度进行了分析，并给出了优化建议，这在很多其他资料中是很难看到的。我还学到了很多关于电源滤波和信号滤波的实际应用技巧，包括不同滤波元件的选择和布局，以及它们如何协同工作来抑制噪声。书中关于EMI抑制技术，比如加磁珠、串联电感、并联电容等，也都有非常详细的讲解和应用场景分析。我特别欣赏书中对“风险评估”的强调，它引导读者在设计初期就识别出潜在的EMC风险点，并提前采取措施，而不是等到问题出现后再去补救。这本书的实践指导意义非常强，让我对EMC设计有了一个全新的、更系统的认识。

评分☆☆☆☆☆

我之前一直以为，只要按照通用的PCB设计规则来走线，基本上就能满足EMC要求了，所以对EMC设计并没有太重视。直到我遇到一个项目，产品上市后反馈EMC不达标，让我焦头烂额。这本《电磁兼容的印制电路板设计》正好是在这个时候被朋友推荐给我的。读完之后，我才意识到自己之前的想法有多么片面。这本书就像是一把钥匙，打开了我对EMC设计的新认知。它详细讲解了EMC的几个主要方面，比如辐射、传导、敏感性，并针对每一个方面给出了非常具体的PCB设计方法。我特别受益于书中关于“关键信号”的识别和处理，以及如何通过优化信号路径来降低辐射。它还强调了接地策略的重要性，不只是简单的一点接地或者大面接地，而是要根据具体电路的特点进行分析和选择。书中对于PCB的叠层设计、走线长度、间距等都有非常精辟的论述，并且都与EMC性能紧密相关。我觉得这本书最难得的地方在于，它没有回避问题的复杂性，而是用清晰的逻辑和丰富的实例，一步步引导读者去理解和掌握。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在读这本《电磁兼容的印制电路板设计》之前，我对EMC设计这件事，总觉得它是个玄学，好像经验成分居多，很难量化。但这本书彻底改变了我的看法。它用非常严谨的科学方法，把EMC设计中的各种现象和对策都进行了深入浅出的剖析。我印象最深的是关于阻抗匹配的部分，它不光讲了为什么阻抗匹配很重要，还详细讲解了如何通过PCB走线、过孔等来实现阻抗控制，并且还给出了一些计算的参考。这让我明白了，很多看似微小的设计细节，都可能对EMC产生蝴蝶效应。书里对各种寄生参数的分析也十分到位，比如寄生电感、寄生电容，以及它们在不同电路结构下的影响，这让我对PCB的物理特性有了更深刻的理解。另外，关于多层板的电源和地平面设计，以及如何利用它们来抑制辐射，书中也有非常系统和实用的讲解，这对于我优化现有设计，提高EMC性能非常有指导意义。这本书的优点在于，它能把复杂的EMC理论转化为具体的设计实践，让工程师们能够真正掌握到解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

电磁兼容的印制电路板设计（原书第2版）

评分☆☆☆☆☆

好书！

评分☆☆☆☆☆

这本书还是很不错的，好好研究研究

评分☆☆☆☆☆

好主板

评分☆☆☆☆☆

书的质量很好，刚开始看。

评分☆☆☆☆☆

商品不错

评分☆☆☆☆☆

不忘初心，牢记使命，为新时代祖国的国防建设献出绵薄之力。

评分☆☆☆☆☆

挺好的

评分☆☆☆☆☆

不错