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李舜阳 著

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• 信号完整性
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• 高频电路
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出版社： 中国标准出版社

ISBN：9787506653541

商品编码：29633719842

包装：平装

出版时间：2009-09-01

基本信息

书名：电磁兼容设计与测量技术

定价：36.00元

作者：李舜阳

出版社：中国标准出版社

出版日期：2009-09-01

ISBN：9787506653541

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.522kg

编辑推荐

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内容提要

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本书全面、系统地论述了电磁兼容设计及测量方法，从基础的印制电路到设备、系统、系统间，循序渐进，对广大的工程设计和试验人员进行了系统的设计和测量指导，并根据多年的实践经验对技术人员遇到的问题给予解答。本书实用性很强，面向广大电磁兼容工程设计人员、电工电子产品设计及检测人员、电工电子等相关专业大专院校师生，是电磁兼容设计的工具书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《电磁兼容设计与测量技术》这本书，与其说是对特定知识点的罗列，不如说是一部关于如何驾驭无形电磁力量，并使其为我们所用的实用指南。它旨在为读者构建一个系统性的认知框架，帮助理解和掌握电磁兼容（EMC）设计与测量领域的精髓。 第一部分：电磁兼容的基石——理论与原理 本书的开篇，着力于打牢理论基础。我们将深入探讨电磁兼容的核心概念，理解为何它在现代电子产品开发中如此至关重要。这不仅仅是满足法规要求，更是确保产品稳定运行、提高可靠性、避免相互干扰的关键。 电磁干扰（EMI）与电磁敏感性（EMS）的辩证统一： 我们将首先区分并阐述EMI和EMS这两个紧密相连的概念。EMI是指设备或系统产生的电磁骚扰，可能对其他设备造成不良影响；而EMS则是设备或系统在外部电磁骚扰环境下保持正常工作的能力。理解两者的关系，是理解EMC问题根源的第一步。我们将通过生动的实例，例如手机信号对收音机的干扰，或汽车电子系统对导航信号的影响，来具象化这些理论。 电磁兼容的三个要素： EMC的发生离不开三个基本要素：干扰源、传播耦合途径以及受害者。本书将详细剖析这三个要素的特性。 干扰源的分析： 从数字电路中的开关噪声、高频信号的辐射，到电源线上的传导干扰，我们将系统性地梳理各类常见的EMI源。识别干扰源的类型、频率范围、强度以及辐射或传导的特性，是后续设计和优化的基础。我们会介绍一些基本的分析工具和方法，例如频谱分析仪的基本原理，以及如何通过观测波形来初步判断干扰特性。 传播耦合途径的揭示： 了解电磁能量如何从干扰源传播到受害者同样至关重要。本书将详细讲解各种耦合机制，包括： 传导耦合： 声音通过空气传播，电磁干扰也可能沿着电源线、信号线、地线等导电路径传播。我们将分析阻抗不匹配、信号回流路径不当等导致传导耦合的常见原因，并探讨滤波、接地等抑制传导干扰的初步思路。 辐射耦合： 开放的电缆、PCB布线、设备外壳等都可能成为电磁波的辐射天线。本书将深入介绍电磁波的产生机理，以及天线理论在EMC中的应用。我们会讲解如何评估结构的辐射效率，以及如何通过屏蔽、滤波等手段来减少辐射。 电容耦合与电感耦合： 两个导体之间的电场和磁场相互作用，会形成电容和电感耦合。我们将分析这些耦合的发生条件，以及它们在PCB设计和设备布局中的影响。 受害体的易感性分析： 并非所有设备对电磁骚扰都同样敏感。本书将介绍不同类型电子元件（如IC、传感器、显示器）对电磁干扰的敏感性特点，以及如何通过元器件选型和电路设计来提高设备的EMC性能。 电磁兼容标准与法规概览： 了解国际和国内的EMC标准是进行产品设计和测试的必要前提。本书将介绍一些重要的EMC标准，例如CISPR、FCC、CE等，并解释它们对产品提出的基本要求。我们将重点关注不同类别产品（如信息技术设备、家用电器、医疗设备）的典型EMC测试项目和限值，帮助读者理解标准背后的逻辑，以及如何在设计阶段就考虑法规要求。 第二部分：电磁兼容的设计艺术——预防与控制 理论的目的是指导实践。在掌握了EMC的基本原理后，本书将重点转向如何在产品设计的各个环节中，主动地进行EMC设计，从源头上预防和控制电磁干扰。 PCB布局与布线技巧： PCB是现代电子产品的核心，其布局和布线对EMC性能有着决定性的影响。 电源与地平面设计： 我们将强调完整、低阻抗的电源和地平面对于信号完整性和EMC的重要性。介绍如何合理划分不同电源域的地平面，避免信号电流在地平面上产生不必要的压降和耦合。 信号线布局与走线： 针对高速信号线，我们将讨论差分信号的优势，如何避免长而敏感的信号线，如何处理信号的返回路径，以及避免信号线与高频噪声源的平行耦合。 去耦电容的策略： 去耦电容是抑制电源噪声的关键。本书将详细讲解去耦电容的选择、放置位置、数量以及不同类型去耦电容的特性，确保芯片在工作时能获得稳定纯净的电源。 接口与连接器的EMC设计： 接口是设备与外界沟通的桥梁，也是EMI/EMS的重要入口。我们将讨论如何通过滤波连接器、差分信号接口、合适的屏蔽等方式来增强接口的EMC性能。 屏蔽与接地技术： 屏蔽和接地是EMC设计中最直接有效的两大手段。 屏蔽体的设计与评估： 介绍不同材料（如金属、导电涂层）的屏蔽效能，以及屏蔽体形状、缝隙、开孔等对屏蔽效果的影响。我们将探讨如何通过结构设计来提高屏蔽体的整体性能。 接地系统的优化： 强调良好接地系统的建立，包括单点接地、多点接地、星型接地等不同接地方式的适用场景。分析接地电阻、接地回路等对EMC性能的影响，以及如何通过有效的接地来降低共模和差模干扰。 滤波器的应用与设计： 滤波器是用于抑制特定频率电磁干扰的关键组件。 滤波器类型与特性： 介绍低通、高通、带通、带阻滤波器的工作原理，以及它们的插入损耗、阻抗特性等。 电源线与信号线滤波： 详细讲解如何在电源线和信号线上选择和设计合适的滤波器，以满足传导发射和敏感性的要求。我们将通过实际案例，演示如何根据干扰频率和信号特性来选择合适的滤波方案。 外壳与连接器的EMC设计： 设备的金属外壳通常起着重要的屏蔽作用。 外壳的屏蔽效能分析： 讨论外壳材料、接缝、安装孔、电缆引入等对屏蔽效能的影响，以及如何通过优化设计来减少外壳的泄露。 电缆与连接器的屏蔽： 强调屏蔽电缆和屏蔽连接器的正确使用，以及如何确保屏蔽层的连续性。 第三部分：电磁兼容的测量实践——验证与优化 理论设计和仿真分析固然重要，但最终的EMC性能还需要通过实际的测量来验证。本书的第三部分将带领读者走进EMC实验室，学习如何进行有效的EMC测量。 EMC测量环境与设备： 电波暗室（Anechoic Chamber）： 介绍电波暗室的功能、结构以及其在电磁辐射发射和抗扰度测试中的重要作用。 测试场地（Open Area Test Site, OATS）： 解释OATS的场地要求和工作原理，以及其在电磁辐射发射测试中的应用。 近场探头与频谱分析仪： 详细介绍近场探头的工作原理，如何利用它们来定位和分析PCB上的EMI源。同时，深入讲解频谱分析仪的功能、设置以及如何通过频谱分析仪来观察和分析电磁信号。 EMC测试夹具与负载： 介绍各种用于模拟不同测试场景的EMC测试夹具和负载。 电磁辐射发射（RE）测量： 传导发射（CE）测量： 讲解传导发射的测量原理、测试配置（如LISN的使用），以及如何评估产品在电源线和信号线上的传导骚扰。 辐射发射（RE）测量： 介绍辐射发射的测量原理、天线选择、扫频范围以及如何评估产品对外空间产生的电磁辐射。 电磁敏感性（EMS）/抗扰度（IEC）测量： 静电放电（ESD）抗扰度测试： 详细介绍ESD测试的原理、测试等级、接触放电与空气放电的区别，以及如何评估产品对静电的抵抗能力。 电快速瞬变脉冲群（EFT/B）抗扰度测试： 讲解EFT/B测试的原理、测试波形、测试等级，以及如何评估产品对电源线和信号线上快速瞬变的抵抗能力。 浪涌（Surge）抗扰度测试： 介绍浪涌测试的原理、测试波形、测试等级，以及如何评估产品对电源线和信号线上高能瞬变的抵抗能力。 射频（RF）传导和辐射抗扰度测试： 讲解如何模拟外部射频干扰，评估产品在射频环境下的工作稳定性。 EMC故障诊断与排除： 信号完整性与EMC的关联： 强调信号完整性问题（如过冲、下冲、振铃、时序错误）往往是EMI的根源。本书将指导读者如何通过观察信号波形来诊断潜在的EMI问题。 噪声源的定位与分析： 基于测量数据，如何运用近场探头、频谱分析仪等工具，准确地定位EMI源，并对其进行深入分析。 优化与再测试： 在识别出EMI问题后，本书将提供系统性的优化建议，例如调整PCB布局、增加滤波、改进屏蔽等，并指导读者如何进行再测试，验证优化效果。 第四部分：进阶与应用——面向未来 在掌握了EMC设计与测量的基础知识后，本书还将拓展到更广泛的应用和前沿领域。 EMC仿真技术： 介绍电磁场仿真软件（如HFSS, CST, ADS等）在EMC设计中的应用。学习如何利用仿真工具来预测和分析产品的EMC性能，从而在早期设计阶段就发现潜在问题，减少原型制作和测试的次数。 特定应用场景的EMC挑战： 探讨在汽车电子、航空航天、医疗设备、无线通信等特定行业中，EMC面临的独特挑战和解决方案。 EMC设计的前沿趋势： 展望EMC设计领域的新技术、新方法，例如基于AI的EMC优化、低功耗EMC设计等。 本书的编写风格力求清晰易懂，图文并茂。我们不仅会讲解原理，更会提供大量实际案例和操作指南，帮助读者将所学知识转化为解决实际问题的能力。无论您是初入EMC领域的工程师，还是有经验的设计师，相信都能从这本书中获得启发和收获，最终在电磁兼容的设计与测量技术领域游刃有余，设计出性能卓越、可靠稳定的电子产品。

评分☆☆☆☆☆

这本书在电磁兼容理论的阐述上，做到了由浅入深，我虽然对那些关于电磁波辐射源识别、电磁场强度测量等具体技术方法的细节还没有完全掌握，但其对EMC问题的根源性分析，让我受益匪浅。书中详细讲解了各种电磁干扰的产生机制，例如寄生电容、寄生电感、瞬态响应等，这些都是导致电子设备产生不兼容现象的重要因素。作者并没有止步于理论的陈述，而是通过图文并茂的方式，生动地展示了这些物理现象是如何在实际电路中发生的。这使得我能够更直观地理解EMC问题的本质。尽管我还没有机会去实际操作那些复杂的测试仪器，或者去解读那些专业的EMC测试报告，但这本书已经为我打下了坚实的理论基础。它让我明白，理解了问题的根源，才能更好地去设计解决方案。我期待着在未来的学习中，能够结合这些理论知识，去深入研究书中的测量技术，实现更精准的EMC设计。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，虽然我对于书中那些关于电磁干扰的测量方法和校准程序还停留在初步了解阶段，并没有深入实践，但其在阐述如何进行电磁兼容性设计的思路和策略上，给了我极大的启发。作者通过大量的案例分析，将抽象的EMC理论与具体的工程实践紧密结合。我特别关注了书中关于PCB布局布线、电源完整性、信号完整性以及元器件选型等方面的影响。它让我明白，很多时候，看似微不足道的布线方式，或者一个不起眼的网络电阻，都可能成为EMC问题的根源。这本书没有回避这些细节，而是通过深入浅出的讲解，让读者能够理解背后的物理机制。虽然我还没有机会去实际操作书中提到的那些高精度的测量设备，也无法完全掌握那些复杂的分析软件，但这本书已经让我形成了一种“防患于未然”的设计意识。在未来的设计中，我会更加注重这些细节，力求从一开始就避免EMC问题的发生，而不是等问题出现后再去亡羊补牢。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚结束一本关于电磁兼容设计与测量技术的书的阅读，整体感受非常深刻，虽然书中关于电磁兼容设计的具体方法论和测量技术细节我还没有完全消化，但它所构建的“为什么要做EMC”以及“EMC的基本概念”这个宏观框架，让我对电子产品设计中至关重要的这一环节有了全新的认识。过去，我总觉得EMC是后期调试时才需要考虑的事情，往往是出现问题了才去解决，耗费大量时间和精力。这本书则颠覆了我的固有思维，它强调了“设计即EMC”的理念，从源头上去预防电磁干扰和敏感性问题。通过书中对电磁波传播、耦合机理等基础知识的梳理，我开始理解到，许多看似微小的设计选择，比如PCB布线、元器件选择、屏蔽处理等，都可能对产品的EMC性能产生决定性的影响。这本书并非直接给出“秘籍”，而是引导读者去思考、去理解背后的物理原理，这让我觉得非常宝贵。虽然离掌握具体的测量方法还有一段距离，但它已经为我打开了一扇通往EMC世界的大门，让我对接下来的学习充满了期待。我迫不及待地想把这些基础理论应用到实际项目中，看看能否真正提升产品的EMC表现，减少不必要的返工。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节结构安排得十分合理，即使是对于像我这样初次接触电磁兼容领域的研究者来说，也能比较容易地找到自己感兴趣或者需要关注的部分。虽然我目前主要关注的是书中的基础理论和原理部分，对于那些涉及复杂的电磁场仿真软件使用和具体的测试设备操作的章节，我还没有投入太多精力去深入钻研，但从目录和章节概述中，我能够感受到作者在这些实操层面所付出的努力。书中对各种滤波技术、屏蔽材料的介绍，以及它们是如何在实际电路中发挥作用的，给我留下了深刻的印象。我开始意识到，EMC的设计并非单一的技术，而是多种设计技巧和工程实践的综合运用。虽然我对具体如何计算滤波器的参数，或者如何选择最合适的屏蔽材料等细节还在摸索之中，但这本书已经为我描绘出了一个完整的技术图景。它不仅仅是知识的堆砌，更是对如何解决实际工程问题的思路指引。我期待着在未来，能够更深入地学习书中关于这些具体技术实现的部分，将理论付诸实践。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的写作风格相当严谨，虽然我还没来得及深入研究书中的那些详尽的测量流程和数据分析方法，但光是阅读其对于EMC标准的介绍和法规的阐述，就足以让我感受到其专业性和权威性。作者在书中列举了多个国际和国内的EMC标准，并对其核心要求进行了剖析。这让我意识到，EMC并非一个独立于产品之外的要求，而是与产品的市场准入、合规性紧密相连。理解这些标准，意味着理解了产品能够进入哪些市场，以及需要满足哪些最基本的性能门槛。书中对于如何解读和应用这些标准的部分，虽然我还没有完全掌握其中的细微之处，但已经让我看到了一个清晰的路径。它不像某些书籍那样空泛地谈论“重要性”，而是通过具体的标准条文，让读者能够量化地理解EMC的价值。对于我来说，这无疑是一个巨大的启发，也让我对未来进行产品设计时，能够有一个更明确的参照系，避免走弯路。虽然我对具体的测试仪器和实验步骤的了解还非常有限，但这本书已经让我从战略层面认识到了EMC的重要性。