電磁兼容與PCB設(shè)計

前言

電磁兼容（Electromagnetic compatibility，EMC）是一門迅速發(fā)展的綜合性交叉學(xué)科。電磁兼容主要研究在同一電磁環(huán)境下工作的各種電子器件、電路或系統(tǒng)，都能正常工作，達(dá)到兼容狀態(tài)。電磁兼容以電磁場和無線電技術(shù)理論為基礎(chǔ)，涉及微波技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及新材料等多個技術(shù)領(lǐng)域。在電力、通信、交通、航天、軍工、計算機(jī)、醫(yī)療等各個行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。隨著電磁環(huán)境的不斷惡化，電磁干擾已經(jīng)成為電子、通信設(shè)備中必須面對的關(guān)鍵問題，電磁兼容越來越受到人們的重視。隨著高頻、高速數(shù)字通信的不斷發(fā)展，高速大規(guī)模電子系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，電路設(shè)計越來越復(fù)雜，PcB集成度也越來越高，這就對從事電子或通信領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員提出了更高的要求。PcB設(shè)計又直接影響到電子、通信設(shè)備的性能。當(dāng)系統(tǒng)時鐘達(dá)到120 MHz時，基于傳統(tǒng)方法設(shè)計的PCB將無法工作。因此，在PCB設(shè)計中考慮電磁兼容性已經(jīng)成為必須采取的手段。本書從電磁兼容的基本原理出發(fā)，結(jié)合PCB設(shè)計中遇到的各種問題，分9章全面系統(tǒng)地闡述了電磁兼容理論與PCB設(shè)計。第l章電磁兼容概論，闡述了電磁兼容的基本概念，電磁干擾的三要素以及減小干擾的方法；第2章PCB中的電磁兼容，闡述了PCB設(shè)計的構(gòu)成，PCB中產(chǎn)生電磁干擾的原因，并對共模輻射和差模輻射進(jìn)行了分析比較；第3章元件與電磁兼容，介紹了元器件的種類和封裝，分析了無源元件的頻率響應(yīng)以及有源器件的電磁兼容特性；第4章信號完整性分析，闡述了信號完整性問題，PCB終端匹配的幾種方法；第5章電磁兼容抑制的基本概念，論述了鏡像面的工作原理以及對電磁兼容的抑制作用，闡述了三種常用接地方法的特點(diǎn)和用途；第6章旁路和去耦，闡述了電容器的主要用途，介紹了電容的物理特性、諧振特性以及電容的選擇和放置；第7章阻抗控制和布線，闡述了元件的布局、阻抗控制的基本原理，分析和討論了PcB布線中常用的四種基本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，介紹了PCB板的布線要求以及多層板的疊層設(shè)計；第8章靜電放電抑制的基本概念，分析了靜電放電產(chǎn)生的原因、特點(diǎn)和危害，闡述了靜電放電的常用保護(hù)技術(shù)以及PCB中靜電放電的保護(hù)方法；第9章電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)與測試，簡要介紹了電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，闡述了典型的電磁兼容測試項目、測試中常見的試驗場地及試驗設(shè)備，最后對靜電放電測試進(jìn)行了簡要說明。

內(nèi)容概要

本書從電磁兼容的基本原理出發(fā)，結(jié)合PCB設(shè)計中遇到的各種問題，全面系統(tǒng)地闡述了電磁兼容理論與PCB設(shè)計。全書共分為9章：第1章電磁兼容概論；第2章PCB中的電磁兼容；第3章元件與電磁兼容；第4章信號完整性分析；第5章電磁兼容抑制的基本概念；第6章旁路和去耦；第7章阻抗控制和布線；第8章靜電放電抑制的基本概念；第9章電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)與測試。    本書內(nèi)容簡潔，概念清楚，深入淺出?？勺鳛楦叩仍盒ｋ娮?、電氣、通信和相關(guān)專業(yè)本科生的教材，是大學(xué)高年級本科生難得的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)教材之一。也可作為相關(guān)學(xué)科教師、科研人員及工程技術(shù)人員進(jìn)行電磁兼容分析和PCB設(shè)計的重要參考書。

書籍目錄

第1章　電磁兼容概論　1.1　電磁兼容與電磁干擾  　1.1.1　綜述　  1.1.2　電磁干擾與危害    　1.1.3　電磁兼容技術(shù)的發(fā)展　  1.1.4　電磁兼容的國際組織  　1.1.5　我國電磁兼容技術(shù)的發(fā)展　1.2　電磁兼容基本概念    1.2.1　電磁兼容中的常用定義    1.2.2　設(shè)計中常見的電磁兼容問題    1.2.3　電磁兼容設(shè)計規(guī)則與設(shè)計過程    1.2.4　潛在的電磁干擾/射頻干擾輻射等級　1.3　分析電磁兼容問題的五個方面　1.4　電磁干擾三要素    1.4.1　電磁干擾三要素    1.4.2　如何設(shè)計出滿足電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)  1.5　系統(tǒng)級電磁干擾產(chǎn)生的原因    1.5.1　系統(tǒng)級電磁干擾產(chǎn)生的原因    1.5.2　減小系統(tǒng)級干擾的抑制技術(shù)　1.6　電磁兼容的單位及換算關(guān)系    1.6.1　功率增益    1.6.2　電壓增益    1.6.3　電流增益    1.6.4　電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度測量的通用單位    1.6.5　單位間的互換　習(xí)題第2章　PCB中的電磁兼容　2.1　PCB設(shè)計概念    2.1.1　概述    2.1.2　PCB基本設(shè)計構(gòu)成    2.1.3　高速PCB設(shè)計中的問題    2.1.4　PCB設(shè)計常用軟件工具　2.2　PCB產(chǎn)生電磁干擾的原因    2.2.1　電磁理論    2.2.2　磁流元與電流元的天線輻射特性    2.2.3　PCB中產(chǎn)生電磁干擾的進(jìn)一步說明  2.3　共模電流和差模電流    2.3.1　差模電流    2.3.2　共模電流    2.3.3　共模電流與差模電流的比較  2.4　通量消除的概念與方法    2.4.1　通量消除的概念    2.4.2　通量消除的基本方法　習(xí)題第3章　元件與電磁兼容　3.1　元器件概述    3.1.1　元器件的種類    3.1.2　元器件的組裝技術(shù)    3.1.3　表面安裝技術(shù)的特點(diǎn)　3.2　無源元件的頻率響應(yīng)    3.2.1　導(dǎo)線的頻率響應(yīng)    3.2.2　電阻的頻率響應(yīng)    3.2.3　電容的頻率響應(yīng)    3.2.4　電感的頻率響應(yīng)    3.2.5　變壓器的頻率響應(yīng)　3.3　有源器件與電磁兼容    3.3.1　邊沿速率    3.3.2　元件封裝    3.3.3　接地散熱器    3.3.4　時鐘源的電源濾波    3.3.5　集成電路中的輻射　3.4　元器件的選擇　習(xí)題第4章　信號完整性分析　4.1　信號完整性概述　4.2　傳輸線    4.2.1　傳輸線概述    4.2.2　PCB內(nèi)傳輸線的等效電路      4.2.3　傳輸線效應(yīng)　4.3　相對介電常數(shù)與傳播速度　4.4　反射和衰減振蕩    4.4.1　反射　……第5章　電磁兼容抑制的基本概念第6章　旁路和去耦第7章　阻抗控制和布線第8章　靜電放電抑制的基本概念第9章　電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)與測試附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 電磁兼容概論本章主要闡述了電磁兼容的基本概念、設(shè)計規(guī)則、設(shè)計過程以及分析的5個方面；同時也介紹了電磁干擾的危害及電磁干擾的3要素，并詳細(xì)分析了傳導(dǎo)耦合、電場耦合、磁場耦合、共阻抗耦合和電磁場耦合等5個噪聲耦合的主要傳播途徑，以及減小干擾的方法。最后對電磁兼容常用的單位給出了公式定義以及它們之間的換算關(guān)系。1.1 電磁兼容與電磁干擾1.1.1 綜述 電磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）是一門迅速發(fā)展的綜合性交叉學(xué)科。電磁兼容主要研究電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）和抗干擾的問題，即怎樣使在同一電磁環(huán)境下工作的各種電子電氣器件、電路、設(shè)備或系統(tǒng)，都能正常工作，互不干擾，達(dá)到兼容狀態(tài)。電磁兼容以電磁場和無線電技術(shù)的基本理論為基礎(chǔ)，并涉及微波技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及新材料等許多技術(shù)領(lǐng)域。它的研究領(lǐng)域也非常廣泛，包括電力、通信、交通、航天、軍工、計算機(jī)、醫(yī)療等各個行業(yè)。

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《電磁兼容與PCB設(shè)計》為清華大學(xué)出版社出版發(fā)行。

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