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- 内容简介
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本书旨在从工程角度讲述一些实例解读及设计模板；阐明在产品研发过程中各个阶段（如原理图阶段、电源配电阶段、PCB设计阶段等）组织实施EMC的设计规范和设计规则；阐明产品的“研发-中试-量产”三个阶段中各环节的EMC工作重点、工作方法和解决问题的技巧；对EMC认证测试中出现的问题提出解决问题的途径及解决措施。针对实际工作中遇到的具体问题，着重于如何实施与解决，意在提高研发人员对产品EMC设计的三大手法（
屏蔽、接地、滤波）的认识和理解；提高测试认证人员的测试、整改、认证的知识水平。本书可供研发部主管、研发工程师、测试工程师、系统工程师在工程实践中参考，也可作为在校大学生的参考书。
目录
前言0
第1章 电气、电子设备的电磁兼容性1
1.1 电磁环境1
1.1.1 自然电磁噪声源1
1.1.2 人为电磁噪声源3
1.1.3 有意辐射体4
1.2 电磁骚扰的特性和耦合途径4
1.2.1 电磁骚扰的特性4
1.2.2 电磁骚扰的耦合途径6
1.2.3 共模电流和差模电流8
1.3 电磁干扰（EMI）对电气、电子设备的危害11
1.4 电气、电子设备的电磁兼容性分析14
1.4.1 电场、磁场14
1.4.2 近场和远场17
1.4.3 干扰耦合信号的频谱分析19
1.4.4 骚扰信号对敏感设备的干扰20
1.4.5 EMI建模21
1.4.6 电气、电子设备的EMC分级22
第2章 产品EMC设计介入流程23
2.1 电气、电子产品的EMC设计24
2.1.1 EMC的设计方法24
2.1.2 EMC的设计步骤25
2.1.3 EMC设计的理论基础和EMC管理26
2.2 预测及解决EMI问题的流程27
2.3 EMC设计的基本过程29
2.3.1 EMC设计的措施29
2.3.2 产品EMC设计的技术29
2.3.3 EMC设计与产品开发关系30
2.4 系统级EMC设计32
1.系统的构成33
2.C4 ISR系统EMC问题的特点34
3.C4 ISR系统EMC设计34
第3章 元器件的EMC36
3.1 电阻元件36
3.1.1 电阻元件的R、L、C频率响应特性36
3.1.2 电阻各项电性能参数特性及EMI37
3.2 电容元件38
3.2.1 实际电容器的特性38
3.2.2 实际电容对滤波特性的影响39
3.2.3 温度对电容值的影响40
3.2.4 电压对电容值的影响41
3.2.5 电容器的种类、特性及选用42
3.2.6 电容各项电性能参数及EMI49
3.3 电感元件50
3.3.1 电感的R.L.C.频率响应特性50
3.3.2 电感各项电性能参数及EMI51
3.3.3 克服电感寄生电容的方法52
3.3.4 共模扼流圈52
3.4 铁氧体EMI抑制元件54
3.4.1 铁氧体的特性54
3.4.2 铁氧体的应用57
3.5 有源器件和电磁骚扰发射的抑制59
3.5.1 有源器件的敏感度特性与发射特性59
3.5.2 ΔI噪声电流和瞬态负载电流是传导骚扰和辐射骚扰的初始源60
3.5.3 IC封装的影响62
3.6 逻辑器件64
3.6.1 逻辑器件的频率特性64
3.6.2 逻辑器件的电路设计66
3.7 阻抗69
3.7.1 导线的阻抗69
3.7.2 公共阻抗耦合——阻性耦合71
第4章 PCB EMC设计技术73
4.1 PCB的原理设计73
4.1.1 PCB设计的准备工作74
4.1.2 PCB的分区74
4.2 混合信号PCB的分区设计76
4.3 PCB分层设计77
4.3.1 PCB分层设计的必要性77
4.3.2 PCB分层设计78
4.4 多层板设计79
4.4.1 多层PCB分层共同原则79
4.4.2 多层板布线层79
4.4.3 PCB分层设计模板83
4.4.4 多层板设计中的镜像对消作用85
4.5 PCB布局设计85
4.6 PCB的高频辐射91
4.7 PCB布线设计92
4.7.1 PCB布线设计的ESD抑止准则92
4.7.2 PCB布线设计基础93
4.7.3 PCB布线设计的基本原则95
4.7.4 布局布线技术的发展100
第5章 EMC接地设计技术101
5.1 接地的概念及功能101
5.1.1 接地的基本术语及其意义101
5.1.2 接地的目的和要求104
5.2 地回路干扰及其控制措施104
5.2.1 接地公共阻抗产生的干扰104
5.2.2 抑制地回路干扰的技术措施105
5.3 安全接地109
5.3.1 安全接地、接大地和大系统接地109
5.3.2 设备安全接地111
5.3.3 接零保护接地112
5.3.4 雷击保护接地112
5.4 信号接地114
5.4.1 单点接地114
5.4.2 多点接地116
5.4.3 混合接地118
5.4.4 悬浮接地119
5.5 电子设备的接地119
5.5.1 接地的分割119
5.5.2 接地的基本原理120
5.5.3 电子设备的单点接地123
5.5.4 多层PCB的接地125
5.5.5 电子设备的屏蔽接地126
5.5.6 电子设备的接地准则129
5.6 接地设计的思路及设计要点130
5.6.1 地线中的干扰及消除130
5.6.2 接地设计的思路131
5.6.3 接地的设计要点132
5.7 搭接134
5.7.1 搭接的概念134
5.7.2 搭接方法135
5.7.3 搭接面处理及材料选择136
5.7.4 良好搭接的一般原则136
第6章 关键电路的EMC设计139
6.1 时钟电路的EMC设计139
6.1.1 高频时钟电路139
6.1.2 阻抗匹配方法142
6.1.3 减小时钟骚扰的新方法142
6.2 高速电子线路143
6.2.1 高速电子线路的信号完整性设计143
6.2.2 避免传输线效应，实现信号完整性148
6.3 单板电源部分的设计151
6.3.1 单板供电系统151
6.3.2 单板分布式供电系统电性能设计153
6.3.3 电源导致的信号非理想回路153
6.3.4 电源保护155
6.3.5 电源滤波156
6.3.6 开关电源EMI的抑制158
6.4 电磁骚扰发射的抑制方法——电源完整性162
1.减小L、Cs，增加dt，即tr162
2.去耦电容对ΔI噪声电流的抑制作用163
3.去耦电容的设计163
4.去耦电容抑制作用的破坏165
5.电源分配技术165
6.5 背板设计167
6.5.1 背板设计的基础168
6.5.2 背板的分层与分区172
6.5.3 背板的布线172
6.6 关键电路的EMC设计模板174
第7章 EMC屏蔽设计技术182
7.1 电磁屏蔽的概念182
7.2 屏蔽效能187
7.2.1 金属平板的屏蔽效能188
7.2.2 多次屏蔽体的屏蔽效能190
7.2.3 典型电子设备的屏蔽效能190
7.3 屏蔽材料的特性191
7.3.1 导磁材料191
7.3.2 导电材料192
7.3.3 薄膜材料与薄膜屏蔽192
7.3.4 导电胶与导磁胶193
7.4 屏蔽体的结构193
7.4.1 电屏蔽的结构193
7.4.2 磁屏蔽的结构195
7.4.3 电磁屏蔽的结构195
7.5 孔、缝泄露的抑制措施196
7.5.1 机箱屏效分析197
7.5.2 装配面处接缝泄露的抑制198
7.5.3 电磁密封衬垫200
7.5.4 通风冷却孔泄露的抑制209
7.5.5 显示窗口泄露的抑制214
7.6 电缆屏蔽附件及特殊屏蔽材料217
7.6.1 电缆用屏蔽附件217
7.6.2 电缆用屏蔽部件的类型218
7.6.3 特殊屏蔽材料219
7.6.4 塑胶件结构屏蔽设计224
第8章 电子设备接口设计技术225
8.1 PCB I/O电路的EMC设计225
8.1.1 PCB I/O电路设计225
8.1.2 PCB I/O连接的结构设计227
8.2 背板I/O电路的EMC设计229
8.2.1 背板I/O电路的连接设计229
8.2.2 背板I/O电路的结构设计230
8.2.3 背板连接的设计经验230
8.3 单板上的连接器设计231
8.3.1 连接器的互感231
8.3.2 连接器的串联感应产生EMI233
8.3.3 连接器的引脚电容和导线电容234
8.3.4 降低连接器影响的措施234
8.3.5 特殊连接器236
8.4 互连电缆设计技术237
8.4.1 电缆中的导体上的传导耦合238
8.4.2 处在电磁场中的传输线和电缆242
8.4.3 互连电缆的端接连接技术243
8.4.4 电缆耦合干扰的抑制措施244
第9章 EMC滤波设计技术249
9.1 EMI滤波器249
9.1.1 EMI滤波器的工作原理及频率特性249
9.1.2 滤波器的分类及其特性256
9.2 反射式滤波器258
9.2.1 低通滤波器259
9.2.2 其他几种常用滤波器263
9.3 吸收式滤波器265
9.4 滤波连接器267
9.5 铁氧体元件滤波269
9.5.1 铁氧体的磁导率269
9.5.2 铁氧体磁环和磁珠270
9.5.3 铁氧体抑制元件的选用273
9.6 电容滤波275
9.7 电源线滤波器276
9.7.1 电源线滤波器的典型电路276
9.7.2 电源线滤波器的插入损耗的测量280
9.8 数字信号线EMI滤波器281
9.9 PCB的滤波设计模板282
第10章 瞬态骚扰及抑制技术289
10.1 电快速瞬变脉冲群（EFT）290
10.1.1 辉光放电和弧光放电290
10.1.2 EFT干扰产生的机理290
10.1.3 EFT的特性291
10.1.4 IEC61000-4-4 EFT的抗扰度试验292
10.1.5 抑制EFT的方法294
10.2 雷击浪涌296
10.2.1 直击雷、感应雷与浪涌296
10.2.2 雷击和瞬变脉冲电压297
10.2.3 IEC61000-4-5（GB/T 17626.5）雷击浪涌的抗扰度试验298
10.2.4 雷害的防护299
10.3 电压跌落、短时中断和电压渐变301
10.4 静电放电301
10.4.1 ESD的基本概念301
10.4.2 静电放电的影响304
10.4.3 IEC61000-4-2（GB/T 17626.2）静电放电抗扰度试验305
10.4.4 防护静电放电影响的设计及措施307
10.4.5 防静电的软件设计314
10.5 电磁干扰隔离及抑制技术316
10.6 抑制瞬态骚扰的器件321
10.6.1 瞬态骚扰抑制器321
10.6.2 气体放电管322
10.6.3 氧化锌压敏电阻（MOV）325
10.6.4 硅瞬态电压抑制二极管328
10.6.5 TVS晶闸管330
10.6.6 几种瞬态干扰抑制器件的比较331
10.7 浪涌保护实例332
10.7.1 浪涌保护电路332
10.7.2 常见手持设备的ESD保护对TVS的要求335
10.7.3 PCB布局保护配合336
10.7.4 ESD保护器件的典型应用336
10.7.5 电路保护元件设计和结构发展趋势338
第11章 EMC测量方法339
11.1 EMC试验339
11.1.1 EMC试验概述339
11.1.2 EMC试验用测试场地340
11.1.3 EMC试验用测试设备346
11.2 传导发射试验355
11.3 辐射发射试验357
11.4 谐波电流发射试验IEC61000-3-2/4358
11.5 静电放电抗扰性试验359
11.6 辐射电磁场抗扰性试验（RS）IEC61000-4-3（GB/T 17626.3）360
11.7 电快速瞬变脉冲群抗扰性试验（EFT/Burst）IEC61000-4-4362
11.8 浪涌抗扰性试验（Surge）IEC61000-4-5362
11.9 传导骚扰抗扰性试验（CS）IEC61000-4-6364
11.10 工频磁场骚扰抗扰性试验（PFMF）IEC61000-4-8368
第12章 EMC故障诊断及整改技术369
12.1 噪声源诊断分析的内容369
12.1.1 电磁骚扰故障诊断的工作准备369
12.1.2 电磁骚扰问题的诊断370
12.1.3 EMI和EMS371
12.1.4 近场探头372
12.2 如何确定噪声源374
12.2.1 共模和差模的分离测量374
12.2.2 利用功率合成器分离差模和共模干扰374
12.2.3 结构泄露诊断分析376
12.2.4 电缆辐射诊断分析377
12.2.5 器件噪声诊断分析379
12.2.6 噪声解调与定位380
12.3 EMC整改技术381
12.3.1 EMC整改的概念381
12.3.2 辐射发射超标的整改381
12.3.3 常见测试频谱超标的整改方法383
12.4 ESD问题的整改388
参考文献391
