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出版者:

作者:BICC Cables Ltd

出品人:

页数:1120

译者:

出版时间:1997-12

价格:2123.00 元

装帧:

isbn号码:9780632040759

丛书系列:

图书标签:

• 电力电缆
• 电气工程
• 电缆技术
• 电力系统
• 电线电缆
• 安装指南
• 电气设备
• 工业电缆
• 测试与维护
• 标准规范

现代电子工程中的电磁兼容性设计与实践 本书旨在为电子工程师、系统设计师以及对电磁兼容性（EMC）有深入需求的专业人士，提供一套全面、系统且极具实践指导意义的电磁兼容性设计、分析与测试的知识体系。在日益复杂和高密度的电子设备环境中，EMC已不再是事后补救的技术环节，而是贯穿产品开发周期的核心设计要素。本书从基础物理原理出发，深入探讨了电磁干扰（EMI）的产生、传播机制，并着重于如何在系统、电路板乃至元器件层面实现有效的抗扰度和低辐射设计。 第一部分：电磁兼容性的基础理论与标准框架 本部分为理解后续高级主题奠定坚实的理论基础。我们首先清晰界定了电磁兼容性的核心概念——“兼容性”与“干扰源/受体”之间的关系，阐述了电磁波在不同介质中的传播特性。 1.1 电磁场理论基础回顾与应用 内容涵盖麦克斯韦方程组在工程实践中的简化与应用，重点分析了近场（感应耦合、容性耦合）与远场（辐射耦合）的特性差异及其在PCB设计中的体现。特别引入了传输线理论在信号完整性（SI）与EMC交叉领域的重要性，如阻抗匹配、反射控制。 1.2 电磁干扰（EMI）的生成、耦合与抑制机制 详细剖析了三大主要的耦合通路： 传导耦合： 重点分析电源线、信号线上的共模（Common Mode）和差模（Differential Mode）噪声的产生机理，包括开关电源的开关瞬态（dV/dt, dI/dt）对传导发射的影响。 辐射耦合： 探讨了电缆、走线、封装缝隙等作为有效辐射体（Radiator）的条件，引入有效辐射面积（ERA）的概念。 串扰与串扰抑制： 区分了电容性串扰与电感性串扰，并给出在高速设计中量化串扰的分析方法。 1.3 全球EMC法规与标准体系 本书系统梳理了国际和地区性的主要EMC标准，包括但不限于FCC（美国）、CE/EN标准（欧洲）、CISPR系列（国际无线电干扰特别委员会）以及特定行业标准（如汽车电子的ISO 11452系列、医疗设备的IEC 60601）。强调理解标准限值背后的物理意义，以及如何根据产品目标市场选择合适的标准包。 第二部分：印刷电路板（PCB）的EMC设计策略 PCB是现代电子系统的核心载体，其布局和布线直接决定了系统的EMC性能。本部分是全书的实践核心。 2.1 信号完整性与EMC的协同设计 强调SI与EMC的共生关系：低SI设计往往是良好的EMC设计的基础。深入探讨了高速信号线的终端处理（串联、并联、AC/DC终端）对回波损耗和共模噪声抑制的综合影响。 2.2 接地设计：系统的基石 本书提供了一套系统化的接地设计哲学，超越了简单的“大面积接地层”概念： 单点接地、多点接地与混合接地的适用场景分析。 平面（Plane）的有效性： 信号返回路径的完整性分析。如何避免“缝隙效应”（Slotting Effect）和“分割陷阱”（Partitioning Traps）。 地弹（Ground Bounce）的量化分析与抑制。 2.3 电源完整性（PI）与去耦/旁路技术 电源噪声是主要的干扰源之一。本章详尽解析了去耦电容的选择、放置和布局原则： 电容选型： 针对不同频率范围的噪声，优化X7R、C0G、MLCC等电容的组合使用（频率覆盖策略）。 去耦网络的设计： 深入分析了电源分配网络（PDN）的阻抗控制，并引入了去耦电容阵列（Decoupling Capacitor Arrays）的设计优化，以最小化PDN阻抗峰值。 电源层与地层的耦合设计。 2.4 屏蔽与滤波技术 屏蔽体设计： 介绍屏蔽效能（SE）的计算模型，重点分析了材料选择（导电性、磁导率）、接缝、通风孔和电缆穿透孔的屏蔽衰减。 滤波器的应用： 详细讲解了共模扼流圈（CM Choke）、铁氧体磁珠（Ferrite Beads）在抑制传导和辐射发射中的精确选型和PCB贴装技巧。分析了滤波器在不同阻抗环境下的性能衰减。 第三部分：系统集成与电缆管理 当多个PCB和组件集成到机箱内时，电缆和连接器成为主要的辐射和传导路径。 3.1 机箱与封装的EMC考量 分析机箱作为次级屏蔽体的作用，讨论了接缝的导电性、金属件的搭接（Bonding）和EMI垫片的应用。重点讨论了I/O端口的保护，包括瞬态抑制二极管（TVS Diodes）的选择与布局。 3.2 电缆与连接器的管理 电缆是“天线”的主要来源。本书提供了实用的电缆管理指南： 电缆屏蔽层的连接： 360度接触的必要性与实现方法。 电缆的阻抗控制与屏蔽层终止技术。 共模扼流圈在电缆入口处的有效应用。 第四部分：电磁兼容性测试与故障排除 理论设计必须通过严格的测试来验证。本部分侧重于测试环境的理解和实际故障的诊断。 4.1 传导发射（CE）与辐射发射（RE）测试 详细解释了LISN（线路阻抗稳定网络）、近场探头、远场测量（如准峰值/平均值检测）的原理和测试设置。指导工程师如何解读测试报告中的裕度分析。 4.2 抗扰度测试（EMS） 深入探讨了静电放电（ESD）、电快速瞬变脉冲群（EFT/Burst）、浪涌（Surge）和射频场辐射抗扰度（RS）的测试标准、危害模式及对应的防护电路设计。 4.3 故障排除与案例分析 本书提供了一套系统化的“EMC故障排除流程图”。通过多个真实的、复杂的系统级EMC失效案例（如：高频时钟辐射超标、电源纹波耦合至敏感信号线），演示如何利用频谱分析仪、近场探头等工具，快速定位并解决问题，确保产品按时上市。 总结： 《现代电子工程中的电磁兼容性设计与实践》是为追求“一次成功”（First-Time-Right）的电子设计团队量身打造的工具书。它将晦涩的电磁理论转化为可操作的设计规则，帮助工程师在产品开发的早期阶段就植入鲁棒的EMC性能，从而显著降低后期迭代成本和上市风险。本书强调的是“设计内置的兼容性”，而非传统的“测试合格”。

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