電磁兼容設計與測量技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李舜陽 著

圖書標籤:

• 電磁兼容
• EMC
• 電磁乾擾
• EMI
• 電磁輻射
• 信號完整性
• 電源完整性
• PCB設計
• 高頻電路
• 屏蔽技術
• 測量技術

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 中國標準齣版社

ISBN：9787506653541

商品編碼：29731197264

包裝：平裝

齣版時間：2009-09-01

基本信息

書名：電磁兼容設計與測量技術

定價：36.00元

作者：李舜陽

齣版社：中國標準齣版社

齣版日期：2009-09-01

ISBN：9787506653541

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.522kg

編輯推薦

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內容提要

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本書全麵、係統地論述瞭電磁兼容設計及測量方法，從基礎的印製電路到設備、係統、係統間，循序漸進，對廣大的工程設計和試驗人員進行瞭係統的設計和測量指導，並根據多年的實踐經驗對技術人員遇到的問題給予解答。本書實用性很強，麵嚮廣大電磁兼容工程設計人員、電工電子産品設計及檢測人員、電工電子等相關專業大專院校師生，是電磁兼容設計的工具書。

目錄

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章 電磁兼容性綜述
1.1 電磁兼容性（EMC）
1.2 電磁兼容性的三個要素
1.3 電磁輻射的近場與遠場
1.4 脈衝信號的頻譜
1.5 電磁騷擾的主要危害
1.6 電磁兼容電平
1.7 EMC設計的重要性
1.8 EMC標準
1.9 EMC研究的頻率範圍
第2章 印製電路闆（PCB）設計基礎
2.1 無源元件的高頻寄生特性
2.2 在PCB內為什麼和如何産生RF能量
2.3 磁通及其抵消要求
2.4 走綫拓撲布置
2.5 分層布置
2.6 徑嚮轉移（排列）
2.7 共模和差模電流
2.8 RF電流密度分布
2.9 接地方法
2.10 地和信號環（不包括渦流）
2.11 幅形比——地連接的間距
2.12 鏡像平麵（闆）
2.13 鏡像平麵（闆）內的槽
2.14 功能分區
2.15 臨界頻率
2.16 邏輯係列（族）
第3章 印製闆的旁路和去耦
3.1 諧振概念
3.2 電容器的物理特性
3.3 電容器的並聯
3.4 電源和地平麵（闆）構成的電容
3.5 布置
3.6 電容器的選擇
第4章 時鍾電路、軌跡（信號綫）和端接
4.1 印製闆內傳輸綫的形成
4.2 微帶綫和帶狀綫
4.3 傳播延遲和介電常數
4.4 信號軌跡（綫）端接容性負載
4.5 元件的放置
4.6 阻抗匹配——振鈴和反射
4.7 計算信號綫（軌跡）的長度（電長度）
4.8 軌跡布綫
4.9 走綫層
4.10 串擾
4.11 3-W規則和軌跡隔離
4.12 保護/分（旁）路軌跡
4.13 軌跡綫的端接
第5章 互連綫和I/O電路
5.1 劃分區
5.2 隔離和分區（開槽）
5.3 I/O電路的濾波和接地
5.4 視頻和音頻
第6章 後（背）麵闆、帶狀電纜和子卡
6.1 基礎
6.2 連接器輸齣腳的設定
6.3 AC（交流）殼體平麵
6.4 後麵闆結構
6.5 互連綫
6.6 機械
6.7 信號走綫
6.8 軌跡長度/信號端接
6.9 串擾
6.10 地環控製
6.11 後麵（印製）闆中的地槽
第7章 靜電放電保護
7.1 概述
7.2 摩擦帶電
7.3 直接放電和間接放電
7.4 對ESD防護的設計技術
7.5 防護帶
第8章 印製闆附加設計技術
8.1 局部平麵（闆）
8.2 20-H規則
8.3 拐角走綫軌跡
8.4 鐵氧體元件的選擇
8.5 接地散熱器
8.6 鋰電池電路
8.7 BNC連接器
8.8 漏電和爬電距離
8.9 銅軌跡載流能力
8.10 基闆（印製闆）
第9章 電磁屏蔽
9.1 金屬的阻抗
9.2 屏蔽效能
9.3 屏蔽效能的惡化
9.4 屏蔽材料
9.5 屏蔽的完整性
9.6 殼體屏蔽
0章 濾波
10.1 信號電路濾波器
10.2 電源綫濾波器
1章 瞬態乾擾的抑製
11.1 概述
11.2 瞬態電平的波形
11.3 瞬態騷擾的傳輸
11.4 瞬態電子的抑製
2章 係統間的電磁兼容性
12.1 係統間電磁乾擾控製技術
12.2 基本傳播方程
12.3 係統間電磁騷擾的預測
3章 係統內電磁乾擾及對策
13.P 公共地阻抗耦閤
13.2 電磁場耦閤到迴路中
13.3 電纜對電纜的近場耦閤
4章 電纜布綫與捆紮綫
14.1 電纜布綫的分類與紮綫
14.2 電纜作為輻射的環天綫
14.3 電纜對輻射發射場的敏感度
14.4 電纜與電纜的耦閤（串擾）
14.5 電纜連接器
5章 電磁兼容性試驗電平單位
15.1 功率單位
15.2 傳導騷擾和抗擾度電壓單位
15.3 傳導電流單位
15.4 輻射騷擾電平單位
15.5 天綫係數AF
6章 電磁兼容試驗設備
16.1 測試接收機
16.2 音頻電壓錶
16.3 人工電源網絡（AMN）
16.4 電流探頭和電壓探頭
16.5 吸收鉗
16.6 傳導電流耦閤單元
16.7 天綫
7章 傳導騷擾的測量
17.P 25 Hz～10kHz電源綫傳導電流騷擾
17.2 10 kHz～10 MHz電源綫傳導電流騷擾的測量
17.3 0.15 MHz～30 MHz注入電源騷擾電壓的測量
17.4 用電壓探頭測量不可拆卸電源綫的騷擾電壓（9 kHz～30 MHz）
17.5 用電流探頭測量電源綫的騷擾電流
17.6 射頻輸入端騷擾電壓（或騷擾功率）的測量
17.7 電源綫瞬態尖峰信號的測量
17.8 諧波電流發射測量（設備每相輸入電流≤16 A）
17.9 電壓波動和閃爍的測量方法
8章 輻射騷擾（發射）的測量
18.1 25 Hz～100 kHz磁場輻射的測量
18.2 150 kHz～30 MHz磁輻射的測量
18.3 0.15 MHz～30MHz電輻射的測量
18.4 30 MHz～1 GHz輻射場強的測量
18.5 1GHz以上頻率範圍輻射的測量
18.6 用大環（3m直徑）測量9 kHz～30 MHz輻射場強
18.7 30MHz～300 MHz（或1GHz）騷擾功率的測量
9章 傳導抗擾度的測量
19.P 概述
19.2 25 Hz～50kHz電源綫傳導抗擾度
19.3 150 kHz～150 MHz（或230 MHz）頻率範圍內的傳導抗擾度
19.4 接收設備天綫端輸入（內部）抗擾度的測量
第20章 輻射抗擾度試驗
20.1 頻段為25 Hz（50 Hz）～10 kHz（100 kHz）輻射抗擾度的測量方法（GB／T 19954.2）
20.2 10kHz～80 MHz電輻射抗擾度的試驗方法（見GJB 152A、GB／T 6833）
20.3 80 MHz～1GHz輻射抗擾度的試驗方法
20.4 1GHz～40 GHz輻射抗擾度的試驗方法（GJB 151）
20.5 用橫電波（TEM）小室測量輻射抗擾度
20.6 工頻磁場抗擾度試驗
20.7 脈衝磁場抗擾度試驗
20.8 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《電子係統穩健性設計與低噪聲工程實踐》 一、 內容概要 本書是一本麵嚮工程師和技術愛好者的實踐指南，深入探討如何設計和構建在復雜電磁環境中穩定運行的電子係統。我們聚焦於電子設備的電磁兼容性（EMC）設計原則，以及如何通過精細化的低噪聲工程技術，確保設備在預期的性能指標範圍內可靠工作。本書並非對特定理論的羅列，而是以解決實際工程問題為導嚮，通過豐富的案例分析和工程實踐經驗，為讀者提供一套係統性的解決方案。 我們將從理解電磁乾擾（EMI）和電磁敏感性（EMS）的基本原理齣發，剖析不同類型的電噪聲及其産生機製。隨後，本書將詳細介紹在PCB（印刷電路闆）設計、外殼屏蔽、綫纜濾波、電源完整性以及組件選型等關鍵環節，如何融入EMC設計理念。每一項技術措施都將結閤實際的工程經驗和測試數據，說明其有效性和局限性。 在測量技術方麵，本書不會僅僅停留在標準測試方法的介紹，而是側重於如何根據係統特性和應用場景，選擇閤適的測量儀器和方法，以及如何解讀測量結果，並基於此進行係統性的優化。我們將探討信號完整性測量、電源噪聲測量、輻射發射測量以及抗擾度測試等多個維度，並提供一套行之有效的調試和優化流程。 本書的另一大亮點在於其對“低噪聲工程”的強調。在高頻電路和高速數字係統中，微弱的噪聲信號往往是導緻係統不穩定的罪魁禍首。因此，我們將深入探討如何通過電路拓撲的選擇、元件的布局、接地策略、屏蔽技術以及電源去耦等一係列精細化的工程實踐，將係統內部的噪聲抑製在最低水平。這些實踐方法不僅能夠提升設備的EMC性能，更能顯著改善信號的完整性和係統的整體可靠性。 二、 核心技術領域深入解析 1. PCB布局與布綫中的EMC策略： 信號完整性與迴路理論： 深入剖析高速信號在PCB上傳輸時，迴路麵積對輻射發射和耦閤的影響。講解如何通過閤理的走綫方式，如差分走綫、短走綫、等長綫等，最小化迴路麵積，提高信號完整性。 接地設計： 詳細闡述單點接地、多點接地、星形接地以及混閤接地等策略的適用場景與優缺點。重點講解多層PCB的接地層設計，如何避免接地迴路的産生，以及如何有效管理地彈。 電源分配網絡（PDN）設計： 探討PDN的阻抗特性，以及如何通過閤理的電源層/地層劃分、去耦電容的布局和選型，有效抑製電源噪聲。講解旁路電容、儲能電容的作用，以及它們的頻率響應特性。 敏感信號與噪聲信號的隔離： 講解如何通過物理隔離（如走綫距離、地綫隔離帶）和布局規劃，避免敏感信號受到噪聲信號的乾擾。 高速連接器和綫纜的EMC處理： 分析連接器接口的輻射和耦閤機製，講解屏蔽連接器、濾波連接器以及濾波器的應用。 2. 外殼與屏蔽技術的應用： 屏蔽理論與穿透深度： 深入解釋電磁波在導體中的衰減原理，包括電阻損耗和反射損耗。介紹不同頻率下，材料的電導率和磁導率對屏蔽效能的影響。 屏蔽外殼的設計與製造： 講解如何設計具有良好屏蔽性能的外殼，包括材料選擇（鋁閤金、銅、鋼等）、結構設計（密封性、接縫處理）、以及對開孔（如散熱孔、接口孔）的濾波處理。 屏蔽結構中的泄漏源分析： 重點分析門、窗、電纜入口、通風孔等屏蔽結構中的常見泄漏源，並提供相應的抑製方法，如使用屏蔽襯墊、濾波器、波導管等。 非金屬外殼的導電塗層應用： 介紹金屬化處理、導電漆等技術在非金屬外殼上的應用，以實現輕便且有效的屏蔽。 3. 綫纜與連接器的EMC解決方案： 屏蔽綫纜的選擇與安裝： 詳細介紹同軸電纜、雙絞屏蔽綫、總綫屏蔽電纜等不同類型屏蔽綫纜的特性，以及正確的安裝方式，包括屏蔽層的連接（360度接地）和端接。 連接器屏蔽的實現： 探討屏蔽連接器的選型和使用，以及如何通過連接器殼體的接地和濾波來減少輻射。 電纜穿過屏蔽壁的處理： 介紹使用濾波連接器、屏蔽盒、波導管等技術，有效管理電纜進齣屏蔽區域時的EMI泄漏。 濾波器在綫纜和接口的應用： 講解不同類型濾波器（共模濾波器、差模濾波器、EMI濾波器）的工作原理和選型指南，以及它們在電源綫、信號綫上的應用。 4. 電源完整性與低噪聲電源設計： 電源噪聲的産生與傳播： 分析開關電源、綫性電源等不同電源類型中産生的噪聲源，以及噪聲在電源綫和地綫上傳播的路徑。 退耦技術與電源濾波： 深入講解多層PCB電源層/地層設計的技巧，以及不同容值的去耦電容在不同頻率下的濾波作用。介紹電源濾波器的設計和應用。 差模和共模噪聲的抑製： 講解如何通過差模電感、共模電感以及濾波電路來有效地抑製電源綫上的差模和共模噪聲。 穩健的電源架構設計： 探討如何通過多級濾波、穩壓、隔離等手段，構建穩定可靠的電源係統，為電子設備提供純淨的電源。 5. 關鍵組件選型與EMC考量： 高頻器件的EMC特性： 講解晶體管、IC（集成電路）、連接器、電感、電容等高頻器件的寄生參數對其EMC性能的影響。 開關器件的EMI抑製： 探討如何通過軟開關技術、EMI濾波器、RC緩衝電路等，減少開關電源和電機驅動電路中的EMI。 時鍾信號的EMC優化： 講解時鍾抖動、時鍾源隔離、時鍾濾波器等技術，以降低時鍾信號的輻射。 射頻（RF）組件的EMC設計： 簡要介紹RF電路中，例如放大器、混頻器等組件的EMC設計考量，如阻抗匹配、濾波和屏蔽。 三、 測量技術與實踐 1. 信號完整性測量與分析： 眼圖測量： 講解眼圖的形成原理，以及如何通過眼高、眼寬、抖動等參數評估信號的質量。 時域反射（TDR）測量： 介紹TDR如何用於分析PCB走綫阻抗、連接器損耗和焊接點問題。 S參數測量： 講解S參數在描述器件和傳輸綫頻率響應方麵的作用，以及如何用於分析串擾和損耗。 2. 電源噪聲測量與優化： 電源噪聲譜分析： 介紹使用頻譜分析儀測量電源噪聲的頻率特性，並分析噪聲的來源。 瞬態響應測量： 講解如何通過負載階躍測試，評估電源的動態性能和去耦電容的有效性。 接地噪聲測量： 探討測量不同點之間的地電位差，以識彆接地迴路和地彈問題。 3. 輻射發射（RE）測量： 近場探測： 介紹使用近場探頭定位EMI輻射源，為優化提供直觀的依據。 電波暗室與標準測試： 簡要介紹標準的RE測試環境和流程，以及如何使用天綫和頻譜分析儀進行測量。 輻射源分析與優化： 基於測量結果，分析主要的輻射源（如PCB、綫纜、外殼），並提齣針對性的優化方案。 4. 抗擾度（CI）測試與防護： 靜電放電（ESD）測試： 介紹ESD的産生機製、測試標準和防護措施，如使用ESD防護器件、接地腕帶等。 電快速瞬變脈衝群（EFT/B）測試： 講解EFT/B對設備的影響，以及如何通過濾波器、瞬態抑製器進行防護。 射頻騷擾（RFI）抗擾度測試： 介紹在強射頻場下設備的錶現，以及如何通過屏蔽、濾波來提高抗擾度。 電源跌落和浪湧測試： 講解這些測試對設備穩定性的影響，以及如何通過穩壓、濾波等手段進行改善。 四、 實踐案例與工程經驗分享 本書將穿插大量實際工程項目中的EMC設計和調試案例。這些案例將涵蓋從小型消費電子産品到大型工業控製設備等不同領域的挑戰。我們將詳細分析案例背景、遇到的具體問題、采取的解決方案、實施過程中的關鍵點以及最終的測試結果。這些真實的案例將幫助讀者將理論知識轉化為解決實際問題的能力，避免走彎路。 五、 目標讀者 電子工程師、硬件工程師 PCB設計工程師 産品開發工程師 測試工程師 對電子係統EMC性能和可靠性感興趣的技術人員 高等院校電子工程相關專業的學生 六、 學習收獲 通過學習本書，讀者將能夠： 深刻理解電子係統電磁兼容性的基本原理和影響因素。 掌握在PCB設計、外殼設計、綫纜選型等環節中，有效的EMC設計策略。 熟悉並能夠運用多種EMC測量技術，準確診斷和評估係統性能。 獲得一套係統性的低噪聲工程實踐方法，用於提升電子係統的可靠性和穩定性。 能夠獨立進行電子設備的EMC設計優化，並滿足相關的行業標準。 本書的目標是 empowering 工程師，使其能夠自信地設計齣在復雜電磁環境下穩定可靠的電子産品。我們相信，通過紮實的理論基礎和豐富的工程實踐相結閤，任何技術難題都將迎刃而解。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，就像是跟一位經驗豐富、言語風趣的資深專傢進行瞭一次深度交流。作者在闡述復雜原理時，常常會穿插一些工程實踐中的“小竅門”或“經驗之談”，這些非正式的敘述，往往是教科書裏最難找到的寶貴財富。比如，在談到PCB布局時，他會提醒讀者注意走綫拐角的電感效應，並提供瞭一個基於經驗判斷的最小麯率半徑建議，而不是隻給齣一個冷冰冰的公式。這種“人情味”十足的寫作風格，極大地降低瞭技術理解的門檻。而且，書中對不同應用場景下的設計權衡進行瞭細緻的對比分析，比如在追求高速度和保持低輻射之間的取捨，不同的權衡方案會帶來什麼樣的後果，作者都進行瞭深入的剖析，讓讀者學會用“辯證法”來看待工程問題，而不是一味追求單一指標的最優化。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度，遠遠超齣瞭我預期的入門級讀物，更像是一本集大成者的技術手冊。它並非僅僅停留在理論概念的羅列上，而是深入到瞭實際工程應用中的“痛點”和“陷阱”。例如，在講到屏蔽設計時，作者沒有隻是簡單地介紹法拉第籠的原理，而是花瞭大量篇幅討論瞭不同材料的導電率、縫隙耦閤效應的實際建模與仿真方法，甚至還涉及到瞭不同頻率下接地係統的阻抗特性分析，這對於在實際項目中與電磁乾擾搏鬥的工程師來說，簡直是雪中送炭。更值得稱贊的是，書中對於一些行業標準和測試規範的引用非常及時和準確，讓讀者在學習理論的同時，就能建立起一個符閤行業規範的實踐框架。這種將前沿理論與落地實踐緊密結閤的敘事方式，使得整本書的實用價值瞬間飆升，絕非市麵上那些空洞的理論教材可比擬。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量實在沒得說，拿到手裏就能感受到一種專業和嚴謹的氣息。封麵設計簡潔大氣，配色沉穩，一看就是麵嚮工程師和技術人員的實用型書籍。紙張的厚度和光澤度都恰到好處，即便是長期翻閱，也不容易産生疲勞感。我尤其欣賞的是書中的插圖和圖錶，清晰度非常高，無論是復雜的電路圖還是抽象的物理模型，都能被準確而直觀地呈現齣來。那些關鍵的公式推導過程，作者似乎非常注重細節，每一步的邏輯銜接都考慮得非常周全，讓人在閱讀復雜理論時，也能保持清晰的思路。翻閱過程中，我發現很多概念的闡述都采用瞭多角度的解釋方法，這對於初學者來說無疑是巨大的幫助，能夠避免陷入單一思維定勢。對於需要反復查閱的公式和設計規範，書中的索引和目錄編排也做得相當人性化，查找效率極高，真正體現瞭“工具書”的價值。

評分☆☆☆☆☆

從結構組織上來看，這本書的邏輯推演堪稱教科書級彆的典範。它從最基礎的電磁場理論齣發，層層遞進，穩步過渡到具體的濾波器設計、布綫技術和係統級防護措施。這種由宏觀到微觀，再由原理到應用的清晰脈絡，讓讀者能夠構建起一個完整且相互關聯的知識體係。我特彆喜歡它在每一個章節末尾設置的“自檢清單”或“關鍵概念迴顧”，這強迫讀者在結束一個知識點時，必須梳理並確認自己是否真正掌握瞭核心要點，這對於知識的內化非常有效。如果說有些技術書籍讀完後隻留下一堆零散的知識點，那麼這本書的貢獻在於，它成功地將這些點連成瞭綫，綫聚成瞭麵，提供瞭一種解決實際問題的思維模型，遠比死記硬背知識點更有價值。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的另一個深刻印象是其對新興技術趨勢的敏銳捕捉和及時納入。在討論傳統電磁兼容性設計的同時，作者並沒有固步自封，而是緊跟行業步伐，探討瞭高速信號完整性、高速接口的電磁兼容性挑戰，以及應對這些新挑戰所需要的軟件仿真工具和高級分析方法。書中對這些新興領域的介紹，不是浮光掠影，而是給齣瞭具體的建模思路和應對策略，這使得這本書的保質期得以大大延長。對於我們這些需要麵嚮未來技術做準備的從業者來說，一本能夠預見未來挑戰並提供初步解決方案的書籍，其參考價值是無可估量的。它不僅解決瞭當下的問題，更是在為我們未來的技術升級打下瞭堅實的基礎。