電磁兼容設計與測試實用技術 王守三 機械工業齣版社 9787111429555 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王守三 著

圖書標籤:

• 電磁兼容
• EMC
• 電磁乾擾
• 抗乾擾設計
• 電路設計
• 測試技術
• 機械工業齣版社
• 王守三
• 電子工程
• 實用技術

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111429555

商品編碼：29704440258

包裝：平裝

齣版時間：2013-08-01

基本信息

書名：電磁兼容設計與測試實用技術

定價：89.90元

作者：王守三

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2013-08-01

ISBN：9787111429555

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：大16開

商品重量：0.999kg

編輯推薦

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　所有與應用技術、技巧和工藝無關的內容一律刪去，這其中包括王守三編譯的《電磁兼容設計與測試實用技術》中所有有關討論經濟效益、成本核算及市場準入和競爭等的內容。間接與應用技術、技巧和工藝有關的內容則按照不同情況，以能刪即刪或進行部分壓縮的原則處理。比如大多數章節中的概述和簡介就是以此原則處理的。

內容提要

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　　本書共分為4篇，分彆為電磁兼容的實用設計與技術（包括電路設計和元器件的選擇、電纜和連接器、濾波器和浪湧保護裝置、屏蔽）、PCB的電磁兼容設計和技術(包括隔離和接口抑製、PCB與底闆的搭接、0V參考麵和電源參考麵、包含掩埋電容在內的去耦閤技術、傳輸綫、包含微化孔在內的布綫和層疊技術、PCB設計中後需要提及的一些問題)、設備和係統安裝中的電磁兼容技術（包括設備安裝中的EMC技術、産品裝配中的EMC技術、濾波和屏蔽技術、正確選用濾波器、良好EMC工程技術在工業機櫃設計和構成中的實施、係統設備及其電纜的EMC通用安裝指南）和電磁兼容測試方法的設計和技術（包括輻射發射測試、傳導發射測試、快速瞬態猝發、浪湧和靜電放電的測試、輻射抗擾度測試、傳導抗擾度測試、現場EMC測試方法）。
　　本書適閤從事EMC設計、管理人員閱讀，也適閤參加EMC培訓的師生選作教材。

目錄

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篇 電磁兼容的實用設計和技術
章 電路設計和元器件的選擇
1.1 EMC數字元器件和電路設計
1.1.1 元器件的選擇
1.1.2 批次和掩模縮小問題
1.1.3 IC插座是問題的根源之一
1.1.4 電路技術
1.1.5 擴展頻譜時鍾
1.2 模擬元器件和電路設計
1.2.1 模擬元器件的選擇
1.2.2 防止解調問題
1.2.3 其他模擬電路技術
1.3 開關模式設計
1.3.1 IC布局和器件選擇
1.3.2 阻尼
1.3.3 散熱器
1.3.4 整流器
1.3.5 有關磁性元件的問題及其解決辦法
1.3.6 用於開關模式的擴展頻譜時鍾
1.4 信號通信元件和電路設計
1.4.1 非金屬通信為佳選擇
1.4.2 金屬通信技術
1.4.3 光隔離
1.4.4 外部I/O保護
1.4.5 “不接大地”和“浮地”通信
第2章 電纜和連接器
第3章 濾波器和浪湧保護裝置
第4章 屏蔽
第2篇 PCB的電磁兼容設計和技術
章 隔離和接口抑製
第2章 PCB與底闆的搭接
第3章 0V參考麵和電源參考麵
第4章 包括掩埋電容在內的去耦閤技術
第5章 傳輸綫
第6章 包括微化孔在內的布綫和層疊技術
第7章 PCB設計中後需要提及的一些問題
第3篇 設備和係統安裝中的電磁兼容技術
章 設備安裝中的EMC技術
第2章 産品裝配中的EMC技術
第3章 濾波和屏蔽技術
第4章 正確選用濾波器
第5章 良好EMC工程技術在工業機櫃設計和構成中的實施
第6章 係統設備及其電纜的EMC通用安裝指南
第4篇 電磁兼容測試方法的設計和技術
章 輻射發射測試
第2章 傳導發射測試
第3章 快速瞬態猝發、浪湧和靜電放電的測試
第4章 輻射抗擾度測試
第5章 傳導抗擾度測試
第6章 現場EMC測試方法

作者介紹

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文摘

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序言

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深入探索電磁兼容的世界：從原理到實踐的全麵指南 在現代電子設備日益普及和集成度不斷提高的今天，電磁兼容（EMC）已成為確保産品可靠運行、滿足法規要求以及提升市場競爭力的關鍵因素。本書並非僅僅停留在理論的陳述，而是以“實用”為導嚮，旨在為廣大電子工程師、技術人員以及相關領域的研究人員提供一套全麵、深入且極具操作性的電磁兼容設計與測試方法論。我們將從基礎的電磁兼容理論齣發，層層遞進，深入到具體的電路設計、PCB布局、屏蔽、濾波等關鍵環節，最終引導讀者掌握行之有效的測試驗證策略。 第一部分：電磁兼容的基石——理論與規範 在正式進入工程實踐之前，清晰而準確地理解電磁兼容的根本原理至關重要。本部分將係統性地梳理電磁兼容的核心概念，為後續的深入學習打下堅實基礎。 1. 什麼是電磁兼容？ 我們將從最基礎的定義齣發，闡述電磁兼容（EMC）不僅僅是“不乾擾彆人”，更是“不被彆人乾擾”以及“在既定環境中正常工作的能力”。我們將剖析電磁兼容性問題産生的根源，包括但不限於： 電磁乾擾（EMI）的産生機製： 講解不同類型的EMI源，如傳導發射、輻射發射、電源綫傳導騷擾、電湧等，並分析其在電路中的傳播路徑和耦閤方式。 電磁敏感性（EMS）的成因： 探討電子設備如何受到外部電磁場的乾擾，例如靜電放電（ESD）、射頻電磁場輻射（RFI）、瞬變脈衝群（EFT）、工頻磁場等，以及這些乾擾可能導緻的功能異常或損壞。 電磁兼容性（EMC）的評估： 引入“兼容”這一概念，強調在特定電磁環境下，設備能夠實現預期功能的概率。 2. 理解電磁兼容標準：法規遵從的指南針 掌握電磁兼容標準是進入市場的前提。本部分將深入解讀國內外重要的電磁兼容標準體係，幫助讀者理解其重要性、適用範圍以及基本的測試要求。 全球主流標準概述： CISPR係列標準： 重點介紹針對傢用電器、信息技術設備等産品的傳導發射和輻射發射標準。 IEC係列標準： 探討通用電磁兼容標準，以及針對特定行業的標準（如醫療、汽車、工業控製等）。 FCC（Federal Communications Commission）標準： 詳細解析美國針對無綫電頻率設備的技術規定，尤其是 Part 15 對非有意輻射設備的要求。 CE（Conformité Européenne）標誌要求： 闡述歐盟電磁兼容指令（EMC Directive）的基本要求，以及如何通過符閤相關協調標準來獲取CE標誌。 國傢軍用標準（GJB）與航空航天標準： 簡要介紹更嚴苛的軍用和航空航天領域的EMC標準，強調其在可靠性要求極高的場景下的應用。 標準中的關鍵術語與參數： 解釋如限值、測量方法、測量儀器、測試距離、天綫因子、校準等核心概念，使其與後續的測試實踐緊密結閤。 如何選擇與解讀標準： 提供實用的指導，幫助工程師根據産品類型、目標市場和應用環境，選擇最閤適的EMC標準，並準確理解標準的測試項目和限值要求。 第二部分：電磁兼容設計的核心——電路與PCB 電磁兼容性的根源往往存在於電路設計和PCB布局之中。本部分將聚焦於如何在設計初期就融入EMC思想，將“被動防禦”轉化為“主動預防”。 1. 信號完整性與電磁兼容：一體兩麵的挑戰 信號完整性（SI）與電磁兼容（EMC）密切相關，良好的信號完整性設計是實現EMC目標的基礎。 高速信號的傳播特性： 分析高速信號在PCB傳輸綫上的反射、振鈴、過衝、欠衝等現象，以及這些信號失真如何産生EMI。 時域與頻域的關聯： 講解如何通過眼圖、抖動等時域指標評估信號質量，並理解其與頻域諧波、雜散信號的關係。 阻抗匹配與信號保真： 詳細介紹傳輸綫理論，講解阻抗匹配在減少信號反射、降低EMI方麵的作用。 關鍵信號設計原則： 時鍾信號的處理： 探討時鍾信號的低抖動設計、差分時鍾應用、時鍾源選擇與布局。 數據總綫的設計： 講解數據總綫的並行/串行傳輸的EMC考量，以及如何優化總綫驅動和接收。 ADC/DAC接口設計： 分析模擬數字轉換器和數字模擬轉換器接口的EMC敏感性，以及噪聲抑製策略。 2. PCB布局與布綫：EMC設計的生命綫 PCB的物理結構對EMC性能有著決定性的影響。本部分將深入探討PCB布局與布綫的EMC優化技術。 “破損”的參考平麵： 強調完整、連續的參考平麵的重要性，分析地平麵分割、切口、縫隙如何影響信號返迴路徑，進而産生輻射。 電源完整性（PI）設計： 去耦電容的選擇與布局： 深入講解不同類型去耦電容（陶瓷、鉭電容、固態電容）的特性，以及如何根據頻率需求進行閤理選型和優化布局，最小化電源噪聲。 電源分配網絡（PDN）的設計： 分析多層闆電源/地平麵的阻抗特性，講解如何設計低阻抗的PDN以抑製電壓跌落和噪聲傳播。 功率平麵與信號平麵間的耦閤： 探討功率平麵和信號平麵間的電容耦閤，以及如何通過優化疊層來控製。 走綫策略： 短而直的走綫： 強調盡量縮短走綫長度，減少彎麯，以降低電感效應和輻射。 差分走綫： 講解差分信號在抑製共模噪聲、降低輻射方麵的優勢，以及差分對的緊密耦閤、等長等要求。 信號層與參考平麵間的距離： 分析該距離對阻抗和輻射的影響，以及如何在設計中進行權衡。 串擾（Crosstalk）的抑製： 講解相鄰走綫間的串擾産生機製，以及通過走綫間距、參考平麵等手段進行抑製。 連接器與I/O端口的EMC設計： 信號入口的保護： 探討在連接器附近增加濾波、瞬態抑製器件的重要性。 地綫連接的優化： 強調I/O端口的地綫應盡可能靠近信號返迴路徑，避免形成地彈。 時鍾和敏感信號的布綫： 講解如何將時鍾和敏感信號與其他信號進行隔離，減少耦閤。 3. 屏蔽與接地：構築EMC的堅實屏障 有效的屏蔽和可靠的接地是抑製電磁乾擾的關鍵手段。 屏蔽的基本原理： 反射損耗與吸收損耗： 深入分析屏蔽體如何通過反射和吸收來衰減電磁波。 屏蔽效能（SE）的影響因素： 講解材料選擇、厚度、屏蔽體完整性（縫隙、孔洞）對屏蔽效能的影響。 機箱屏蔽： 金屬機箱的EMC特性： 分析不同金屬材料（鋁、銅、鋼）的屏蔽性能，以及焊接、鉚接、螺釘等連接方式對屏蔽效果的影響。 屏蔽門、屏蔽窗的EMC設計： 講解如何設計有效的屏蔽門和屏蔽窗，以保證整體的屏蔽性能。 接地與機箱的連接： 強調機箱與設備地之間的低阻抗連接，以構建有效的屏蔽通路。 電纜屏蔽： 屏蔽電纜的選擇與安裝： 講解不同類型屏蔽電纜（編織網、箔帶）的特點，以及屏蔽層與連接器、接地的正確連接方法。 360度屏蔽連接的必要性： 強調在電纜接頭處實現屏蔽層的完整性，以防止輻射泄漏。 接地設計： 單點接地、多點接地與混閤接地： 分析不同接地方式的優缺點，以及在不同應用場景下的適用性。 地綫阻抗的控製： 講解如何通過粗壯的接地綫、接地網等方式來降低地綫阻抗。 地彈（Ground Bounce）的産生與抑製： 分析快速開關電流在有限地綫阻抗上産生的電壓變化，以及相關的抑製方法。 “EMI 隔離”的接地策略： 探討如何將不同功能模塊（如數字、模擬、功率）的接地進行閤理劃分，以防止相互乾擾。 4. 濾波技術：淨化信號的“過濾器” 濾波是抑製傳導騷擾和輻射騷擾的有效手段，本部分將係統介紹各種濾波器的原理與應用。 濾波器的基本類型與參數： 低通、高通、帶通、帶阻濾波器： 講解不同濾波器的頻率響應特性。 插入損耗、衰減、截止頻率、品質因數（Q值）： 掌握這些關鍵參數的含義。 EMI抑製濾波器的設計與應用： 共模濾波器（CM Filter）與差模濾波器（DM Filter）： 重點講解在電源綫和信號綫上抑製共模和差模噪聲的方法。 電源濾波器： 介紹電源綫傳導發射的常見濾波器結構（如Pi型、LC型），以及其在抑製高頻噪聲方麵的作用。 信號綫濾波器： 講解針對數據綫、控製綫等設計的濾波器，以及如何平衡濾波性能與信號失真。 鐵氧體磁珠的應用： 介紹鐵氧體磁珠作為分布式濾波器，在抑製高頻噪聲方麵的優勢和選型考量。 濾波器的布局與安裝： 強調濾波器應靠近噪聲源或敏感器件，並進行良好的接地。 第三部分：電磁兼容的驗證——測試與分析 設計完成後，嚴格的測試驗證是確保産品EMC性能達標的最後一道也是至關重要的一關。本部分將指導讀者掌握EMC測試的基本流程、關鍵設備以及結果分析方法。 1. EMC測試的基本流程與環境 測試前的準備工作： 明確産品的功能模式、工作狀態，熟悉目標標準。 測試場地要求： 電波暗室（Anechoic Chamber）： 介紹其屏蔽特性和吸波材料的作用，以及用於輻射發射和抗擾度測試。 法拉第籠（Faraday Cage）： 講解其在傳導發射測試中的應用。 開闊場地（OATS）： 介紹其作為早期輻射測試的場地，以及其限製。 標準測試設置： 介紹測試颱架、天綫、電纜、地平麵等標準配置。 2. 傳導發射（Conducted Emission, CE）測試 測試原理與目的： 講解設備通過電源綫、信號綫嚮外輻射的傳導騷擾測量。 關鍵設備： 頻譜分析儀/EMI接收機： 介紹其基本工作原理和在EMC測試中的應用。 綫阻抗穩定網絡（LISN）： 講解其作用，即模擬電網阻抗，並隔離被測設備（EUT）與測試儀器。 測試步驟與注意事項： 詳細闡述在不同端口（AC電源、DC電源、信號端口）的測試方法，以及如何進行掃頻、峰值/準峰值/平均值檢測。 結果分析與優化： 如何根據LISN測量到的數據，分析噪聲源，並結閤PCB設計進行整改。 3. 輻射發射（Radiated Emission, RE）測試 測試原理與目的： 講解設備通過電磁輻射嚮外發射的騷擾測量。 關鍵設備： 接收天綫： 介紹不同頻段使用的天綫類型（如對數周期天綫、雙錐天綫、喇叭天綫），以及天綫因子（AF）的概念。 鏇轉颱與升降杆： 講解如何通過鏇轉被測設備和調整天綫高度，尋找最大輻射方嚮。 測試步驟與注意事項： 詳細說明在電波暗室或開闊場地進行的測試流程，以及如何進行360度掃描和垂直/水平極化測量。 結果分析與優化： 根據天綫測量到的場強數據，分析輻射源，並結閤PCB布局、屏蔽等設計進行整改。 4. 電磁敏感性（Electromagnetic Susceptibility, EMS）測試 靜電放電（ESD）抗擾度測試： 測試原理與方法： 講解接觸放電與空氣放電的差異，以及如何使用ESD測試儀模擬人體靜電放電。 測試等級與判彆標準： 闡述不同等級的ESD要求，以及如何判定産品是否閤格。 射頻（RF）輻射場抗擾度測試： 測試原理與設備： 介紹如何使用信號發生器、功率放大器、發射天綫和場強儀來模擬空間電磁場。 照射方式與掃描： 講解如何對産品進行不同頻段、不同功率的照射。 電快速瞬變脈衝群（EFT/B）抗擾度測試： 測試原理與設備： 介紹EFT發生器模擬的瞬變脈衝群，以及其對電源綫、信號綫的耦閤。 浪湧（Surge）抗擾度測試： 測試原理與設備： 介紹浪湧發生器模擬的雷擊或開關操作産生的瞬態過電壓。 射頻傳導騷擾抗擾度測試： 測試原理與設備： 介紹RF耦閤器模擬的通過電源綫或信號綫傳入的射頻乾擾。 工頻磁場抗擾度測試： 測試原理與設備： 介紹使用綫圈模擬工頻磁場對産品的影響。 電壓暫降、中斷和電壓變化測試： 測試原理與設備： 介紹電源質量分析儀模擬的電網波動。 EMS測試結果的分析與改進： 講解如何根據測試結果，找齣産品的敏感點，並針對性地進行加固設計，如增加濾波、屏蔽、保護器件等。 5. EMC測試數據的分析與問題診斷 圖譜分析： 學習如何解讀頻譜圖，識彆噪聲特徵，並與標準限值進行比對。 故障模式分析： 結閤電路原理和EMC理論，分析測試異常導緻的具體故障原因。 關聯分析： 將傳導發射、輻射發射和敏感性測試結果進行關聯分析，形成完整的EMC評估報告。 優化與再測試： 在完成設計整改後，進行有針對性的復測，直至達到EMC標準要求。 本書的編寫，旨在為讀者構建一個完整的電磁兼容設計與測試知識體係。我們強調理論與實踐的緊密結閤，鼓勵讀者在實際工程中不斷探索和實踐。通過掌握本書所傳授的知識和方法，相信廣大工程師將能夠更自信、更高效地應對電磁兼容挑戰，設計齣性能卓越、可靠穩定的電子産品。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個非常偶然的機會下接觸到這本書的，當時我手頭正在負責一個涉及到高速信號完整性的項目，傳統的EMC處理方法似乎都失效瞭，信號質量差得令人發指。這本書的價值在於它沒有停留在基礎的電磁理論層麵，而是直奔主題，深入探討瞭現代電子係統中的復雜耦閤現象。我記得其中有一章專門講解瞭如何通過優化電源分配網絡（PDN）來抑製高頻噪聲，那個分析的深度和廣度，是我在其他任何一本同類書籍中都未曾見到的。作者似乎對工程師在項目壓力下的睏境瞭如指掌，所以書中的許多建議都非常具有可操作性，而不是空談理論上的“完美設計”。讀完之後，我感覺自己對“係統級EMC思維”有瞭更深刻的理解，不再是零敲碎打地處理問題，而是學會瞭從宏觀上把握整個係統的電磁行為，這對於提升整體産品可靠性至關重要。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的項目經理，我更關注的是如何高效地管理和交付符閤規範的産品。這本書對於我來說，不僅僅是技術參考，更是一份項目風險控製手冊。它清晰地指齣瞭哪些設計決策會導緻高昂的後期修改成本，以及如何在前期的技術評審中識彆這些潛在的EMC風險點。書中關於係統級EMC分析方法的介紹，非常適閤用來指導團隊進行跨部門的協作，確保硬件、軟件和結構設計都能朝著同一個兼容性目標努力。坦白講，我們團隊現在已經將這本書推薦給所有新入職的硬件工程師作為必讀書目。因為它不僅傳授瞭具體的技術，更培養瞭一種嚴謹的、麵嚮未來的工程思維，確保我們的産品在推嚮全球市場時，能夠一帆風順，避免不必要的延期和費用支齣。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的衝擊來自於它對“去耦”和“接地”這兩個老生常談問題的全新闡釋。以前我們總覺得把電容放近點、地綫鋪滿就行瞭，但這本書通過三維電磁場的視角，解釋瞭為什麼在高頻下，那些我們自以為安全的布局會成為主要的輻射源。作者用非常直觀的方式，結閤瞭大量的仿真圖例（雖然是文字描述，但意境十足），說明瞭地平麵分割的藝術和陷阱。對於我們設計多層闆的工程師來說，這簡直是打開瞭一扇新世界的大門。它強調瞭電磁兼容性不是一個附加環節，而是貫穿於需求分析、架構設計、元件選型、乃至PCB布綫的全生命周期。看完之後，我對以往的一些設計決策進行瞭深刻的反思，發現很多“曆史遺留問題”的根源都在於對電磁場的動態特性理解不足。

評分☆☆☆☆☆

這本《電磁兼容設計與測試實用技術》真是讓人茅塞頓開，尤其是對於我們這些在電路闆設計中經常被EMC問題搞得焦頭爛額的工程師來說，簡直就是一本救命稻草。書裏對各種乾擾源的分析，從電源綫到高頻信號綫，都描述得非常透徹。我尤其欣賞作者在講解諸如屏蔽設計、濾波電路這些看似枯燥的技術細節時，總是能結閤大量的實際案例，讓我們很容易理解理論是如何落地到工程實踐中的。比如，關於PCB布局的黃金法則，書中給齣的幾條建議，我試著用在我最近的一個項目中，結果顯著，原先總是過不瞭的輻射測試，這次一下子就達標瞭。那種從“瞎猜”到“心中有數”的轉變，是這本書帶給我最大的收獲。它不是那種隻講概念的教科書，而是真真正正能指導你解決實際問題的“武功秘籍”，讓你在麵對客戶的嚴苛要求時，不再感到束手無策，而是能自信滿滿地拿齣解決方案。

評分☆☆☆☆☆

說實話，剛翻開這本書的時候，我還有點擔心內容會過於學術化，畢竟機械工業齣版社齣版的技術書籍，往往偏嚮於硬核的理論推導。但齣乎意料的是，作者在保持技術深度的同時，行文流暢，邏輯清晰。特彆是關於測試章節，簡直是太實用瞭！它詳細描述瞭從預測試到正式認證的整個流程，每一步需要注意的陷阱都標注得清清楚楚。我之前花瞭不少冤枉錢在不規範的預測試上，這本書幫我梳理瞭測試標準（如CISPR/FCC）背後的邏輯，讓我明白為什麼某些看似微小的設計改動，會在測試結果上産生巨大的差異。它教會我的不隻是“如何通過測試”，更重要的是“如何設計齣本身就不易産生乾擾”的産品。這種預防勝於補救的理念，纔是這本書最寶貴的精髓所在。