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內容簡介

　　《EMC電磁兼容設計與測試案例分析（第2版）》以EMC：案例分析為主綫，通過案例描述、分析來介紹産品設計中的EMC技術，嚮讀者介紹産品設計過程中有關EMC：的實用設計技術與診斷技術，減少設計人員在産品的設計與：EM（：問題診斷中的誤區。書中所描述的EMC案例涉及結構、屏蔽與接地、濾波與抑製、電纜、布綫、連接器與接口電路、旁路、去耦與儲能、PCBLayout，以及器件、軟件與頻率抖動技術等各個方麵。
　　《EMC電磁兼容設計與測試案例分析（第2版）》是以實用為目的，以具有代錶性的案例來說明復雜的原理，並盡量避免拖遝冗長的理論，可作為電子産品設計部門EMC方麵必備的參考書，也可作為電子和電氣工程師、EMC工程師、EMC顧問人員進行EMC培訓的教材或參考資料。

作者簡介

　　鄭軍奇，碩士學曆，中國電磁兼容標準委員會委員，全國無綫電乾擾委員會委員，上海電器科學研究所EMC專傢。他專注於各類工科醫、車載、民（軍）用、工業用産品的EMC標準、EMC設計和EMC測試工作；主要從事産品的EMC測試方法，EMC設計的規則、方法論及EMC診斷方法的研究及培訓工作；發錶EMC相關論文數篇，擁有多項EMC專利；長期與國外EMC專傢交流、學習、培訓，是專業的EMe培由11講師。主要著作有：《EMC（電磁兼容）設計與測試案例分析》2006年12月齣版，《電子産品設計EMC風險評估》2008年5月齣版。

目錄

第1章 EMC基礎知識及EMC測試實質
1.1 什麼是EMC
1.2 傳導、輻射與瞬態
1.3 理論基礎
1.3.1 時域與頻域
1.3.2 電磁騷擾單位分貝（dB）的概念
1.3.3 正確理解分貝真正的含義
1.3.4 電場、磁場與天綫
1.3.5 RLC電路的諧振
1.4 EMC意義上的共模和差模
1.5 EMC測試實質
1.5.1 輻射發射測試實質
1.5.2 傳導騷擾測試實質
1.5.3 ESD抗擾度測試實質
1.5.4 輻射抗擾度測試實質
1.5.5 共模傳導性抗擾度測試實質
1.5.6 差模傳導性抗擾度測試實質
1.5.7 差模共模混閤的傳導性抗擾度測試實質

第2章 産品的結構構架、屏蔽、接地與EMC
2.1 概論
2.1.1 産品的結構、構架與EMC
2.1.2 産品的屏蔽與EMC
2.1.3 産品的接地與EMC
2.2 相關案例分析
2.2.1 案例1:傳導騷擾與接地
2.2.2 案例2:傳導騷擾測試中應該注意的接地環路
2.2.3 案例3:屏蔽體外的輻射從哪裏來
2.2.4 案例4:“懸空”金屬與輻射
2.2.5 案例5:伸齣屏蔽體的“懸空”螺柱造成的輻射
2.2.6 案例6:屏敝材料的壓縮量與屏蔽性能
2.2.7 案例7:開關電源中變壓器初、次級綫圈之間的屏蔽層對EMI作用有多大
2.2.8 案例8:金屬外殼接觸不良與係統復位
2.2.9 案例9:靜電放電與螺釘
2.2.10 案例10:散熱器與ESD也有關係
2.2.11 案例11:怎樣接地纔有利於EMC
2.2.12 案例12:散熱器形狀影響電源端口傳導發射
2.2.13 案例13:金屬外殼屏蔽反而導緻EMI測試失敗
2.2.14 案例14:PCB工作地與金屬外殼直接相連是否會導緻ESD乾擾進入電路
2.2.15案例15:數/模混閤器件數字地與模擬地如何接

第3章 産品中電纜、連接器、接口電路與EMC
3.1 概論
3.1.1 電纜是係統的最薄弱環節
3.1.2 接口電路是解決電纜輻射問題的重要手段
3.1.3 連接器是接口電路與電纜之間的通道
3.1.4 PCB之間的互連是産品EMC的最薄弱環節
3.2 相關案例
3.2.1 案例16:由電纜布綫造成的輻射超標
3.2.2 案例17:屏蔽電纜“Pigtail”有多大影響
3.2.3 案例18:接地綫接齣來的輻射
3.2.4 案例19:使用屏蔽綫一定優於非屏蔽綫嗎
3.2.5 案例20：塑料外殼連接器與金屬外殼連接器對ESD的影響
3.2.6 案例21：塑料外殼連接器選型與ESD
3.2.7 案例22：當屏蔽電纜的屏蔽層不接地時
3.2.8 案例23：數碼相機輻射騷擾問題引發的兩個EMC設計問題
3.2.9 案例24：為什麼PCB互連排綫對EMC那麼重要
3.2.10 案例25：環路引起的輻射發射超標
3.2.11 案例26:注意産品內部的互連和布綫
3.2.12 案例27:信號綫與電源綫混閤布綫的結果
3.2.13 案例28:電源濾波器安裝要注意什麼

第4章 通過濾波與抑製提高産品EMC性能
4.1 概論
4.1.1 濾波器及濾波器件
4.1.2 防浪湧電路中的元器件
4.2 相關案例
4.2.1 案例29：由Hub引起的輻射發射超標
4.2.2 案例30：電源濾波器的安裝與傳導騷擾
4.2.3 案例31：輸齣端口的濾波影響輸入端口的傳導騷擾
4.2.4 案例32：共模電感應用得當，輻射、傳導抗擾度測試問題解決
4.2.5 案例33：電源差模濾波的設計
4.2.6 案例34：電源共模濾波的設計
4.2.7 案例35：濾波器件是否越多越好
4.2.8 案例36：濾波器件布置時應該注意的事件
4.2.9 案例37：如何解決電源諧波電流超標
4.2.10 案例38：接口電路中電阻和TVS對防護性能的影響
4.2.11 案例39：防浪湧器件能隨意並聯嗎
4.2.12 案例40：浪湧保護設計要注意“協調”
4.2.13 案例41：防雷電路的設計及其元件的選擇應慎重
4.2.14 案例42：防雷器安裝很有講究
4.2.15 案例43：如何選擇TVS管的鉗位電芯，峰值功率
4.2.16 案例44：選擇二極管鉗位還是選用TVS保護
4.2.17 案例45：鐵氧體磁環與EFT/B抗擾度
4.2.18 案例46：磁珠如何降低開關電源的輻射發射

第5章 旁路和去耦
5.1 概論
5.1.1 去耦、旁路與儲能的概念
5.1.2 諧振
5.1.3 阻抗
5.1.4 去耦和旁路電容的選擇
5.1.5 並聯電容
5.2 相關案例
5.2.1 案例47：電容值大小對電源去耦效果的影響
5.2.2 案例48：芯片電流引腳上磁珠與去耦電容的位置
5.2.3 案例49：靜電放電乾擾是如何引起的
5.2.4 案例50：小電容解決睏擾多時的輻射抗擾度問題
5.2.5 案例51:金屬外殼産品中空氣放電點該如何處理
5.2.6 案例52:ESD與敏感信號的電容旁路
5.2.7 案例53:磁珠位置不當引起的浪湧測試問題
5.2.8 案例54：旁路電容的作用
5.2.9 案例55：光耦兩端的數字地與模擬地如何接
5.2.10 案例56：二極管與儲能、電壓跌落、中斷抗擾度

第6章 PCB設計與EMC
6.1 概論
6.1.1 PCB是一個完整産品的縮影
6.1.2 PCB中的環路無處不在
6.1.3 PCB中必須防止串擾的存在
6.1.4 PCB中不但存在大量的天綫而且也是驅動源
6.1.5 PCB中的地平麵阻抗與瞬態抗乾擾能力有直接影響
6.2 相關案例
6.2.1 案例57：“靜地”的作用
6.2.2 案例58：PCB布綫形成的環路造成ESD測試時復位
6.2.3 案例59：PCB布綫不閤理造成網口雷擊損壞
6.2.4 案例60：共模電感兩邊的“地”如何處理
6.2.5 案例61：PCB中鋪“地”和“電源”要避免耦閤
6.2.6 案例62：PCB布綫寬度與浪湧測試電流大小的關係
6.2.7 案例63：如何避免晶振的噪聲帶到電纜口
6.2.8 案例64：地址綫噪聲引起的輻射發射
6.2.9 案例65：環路引起的乾擾
6.2.10 案例66：PCB層間距設置與EMI
6.2.11 案例67：布置在PCB邊緣的敏感綫為何容易受ESD乾擾
6.2.12 案例68：減小串聯在信號綫上的電阻可通過測試
6.2.13 案例69：數模混閤電路的PCB設計詳細解析案例
6.2.14 案例70：晶振為什麼不能放置在PCB邊緣
6.2.15 案例71：強輻射器中下方為何要布置局部地平麵
6.2.16 案例72：接口電路布綫與抗ESD乾擾能力

第7章 器件、軟件與頻率抖動技術
7.1 器件、軟件與EMC
7.2 頻率抖動技術與EMC
7.3 相關案例
7.3.1 案例73：器件EMC特性和軟件對係統EMC性能的影響不可小視
7.3.2 案例74：軟件與ESD抗擾度
7.3.3 案例75：頻率抖動技術帶來的傳導騷擾問題
7.3.4 案例76：電壓跌落與中斷測試引齣電路設計與軟件問題

附錄AEMC術語
附錄B民用、工科醫、鐵路等産品相關標準中的EMC測試
附錄C汽車電子、電氣零部件的EMC測試
附錄D軍用標準中的常用EMC測試
附錄EEMC標準與認證

精彩書摘

　　當在使用手機時，旁邊的計算機Crrl、顯示器圖像會齣現抖動，這是因為手機工作時的信號通過空間以電磁場的形式傳輸到CRT。顯示器內部。當摩托車從附近道路通過時，電視會齣現雪花狀乾擾。這是因為摩托車點火裝置的脈衝電流産生瞭電磁波，傳到空間再傳給附近的電視天綫、電路上，産生瞭乾擾電壓／電流。像這種通過空間傳播，並對其他設備電路産生無用電壓／電流、造成危害的乾擾稱為“輻射乾擾”。輻射現象的産生必然存在著天綫與源。由於傳播途徑是空間，屏蔽也是解決輻射乾擾的有效方法。
　　如上所述，乾擾的根源是電壓／電流産生不必要的變化，這種變化通過導綫直接傳遞給其他設備，造成危害，稱為“傳導乾擾”。另外，由於電壓電流變化而産生的電磁波通過空間傳播到其他設備中，在電路或導綫上産生不必要的電壓電流，並造成危害的乾擾稱為“輻射乾擾”。但是，實際上並不能這樣簡單區分。
　　例如，計算機等計算設備的騷擾源，雖然是在設備內部電路上流動的數字信號的電N／電流，但這些乾擾以傳導乾擾的方式通過電源綫或信號綫泄漏，直接傳遞給其他設備。同時這些導綫産生的電磁波以輻射乾擾的形式危及附近的設備。而且計算設備本身內部電路也産生電磁波，以輻射的形式危及其他設備。
　　輻射乾擾現象的産生總是與天綫分不開的，根據天綫原理，如果導綫的長度與波長相等，則容易産生電磁波。例如，數米長的電源綫會産生VHF’頻帶（30～300MHz）的輻射發射。在比此頻率低的頻帶內，因波長較長，當電源綫中流過同樣的電流時，不會輻射太強的電磁波。所以在30MHz以下的低頻帶主要是傳導乾擾。但是，伴隨著傳導乾擾會在電源綫周圍産生乾擾磁場，給AM廣播等帶來乾擾。另外，如前所述，由於在VHF寬帶內電源綫泄漏的乾擾能轉變成電磁波擴散到空間，因此輻射乾擾成為比傳導乾擾更主要的問題。在比此更高的頻率上，比電源綫尺寸更小的設備內部電路會産生輻射乾擾，危害其他設備。
　　總而言之，當設備和導綫的長度比波長短時，主要問題是傳導乾擾，當它們的尺寸比波長長時，主要問題是輻射乾擾。
　　環境中還存在著一些短暫的高能脈衝乾擾，這些乾擾對電子設備的危害很大，一般稱這種乾擾為瞬態乾擾。瞬態乾擾既可以通過電纜進入設備，也可以以寬帶輻射乾擾的形式對設備造成影響。例如，汽車點火係統和直流電動機電刷對收音機的乾擾。産生瞬態乾擾的原因主要有：雷電、靜電放電、電力綫上的負載通斷（特彆是感性負載）、核電磁脈衝等。可見瞬態乾擾是指時間很短但幅度較大的電磁乾擾。常見的瞬態乾擾（設備需要通過測試驗證抗擾度）有三種：各類電快速脈衝瞬變（EYT）、各類浪湧（SURGIE）、靜電放電（ESD）等。

前言/序言

　　《EMC（電磁兼容）設計與測試案例分析 》在2006年齣版以來，受到瞭廣大讀者的關注，同時在這兩年的時間內也發現瞭本書不少缺陷，本書修改瞭第一版的不少缺陷，並且在原來已有案例分析的基礎上，通過案例進一步澄清瞭以下幾個重要的EMC設計要點的原理及具體處理措施。
　　（1） EMC測試的實質，解析標準規定的各種EMC測試項目的實質；
　　（2） 澄清瞭電源端口濾波電路設計方法，包括濾波電路的選擇，濾波元件參數的選擇；
　　（3） 澄清瞭數模混閤電路的EMC設計方法，不但澄清瞭數模混閤電路數模電路之間的串擾問題，而且澄清瞭如何從係統上考慮EMC問題。特彆是廣大設計者比較疑惑的數字地與模擬地的處理問題；
　　（4） 澄清瞭對PCB中地平麵進行分地的優缺點；
　　（5） 澄清瞭金屬外殼産品PCB中各種工作地與金屬外殼之間的互連的方法與原理，涉及兩者之間要不要連？如何連？怎麼連？在哪裏連？等問題；
　　（6） 澄清瞭PCB邊緣為何不能布置敏感綫、敏感器件、時鍾綫或時鍾器件等的原理，並澄清瞭具體的解決與彌補措施；
　　（7） 澄清瞭多層PCB設計時的層疊設計與EMC問題；
　　（8） 澄清環路引起的差模輻射量級。
　　中國EMC起步較晚，但是發展較快，經過幾年的發展，越來越多的企業及其工程師已經漸漸瞭解瞭EMC，也逐漸掌握瞭一些EMC設計規則，並用以指導産品的設計。然而，在電子技術飛速發展的中國，在産品設計過程中，還存在許多對EMC本質問題的誤解。消除這些誤解纔能幫助讀者解決不可避免的EMC難題，這些誤解主要體現在：
　　［接地］ “接地”這個詞在接觸EMC之前已經進入廣大電子産品設計者的視野中瞭，大傢最熟悉的“地”，就是自然界的地球。電子、電氣産品為瞭安全，最終需要把産品的某個金屬導體接入“大地”（稱為“保護地”），即自然界的地球中(通常通過建築物中或專用的接地綫排接入)。 對於EMC來講，“接地”可以最大限度地降低産品的EMI輻射，也可以最大限度地減小進入産品的外界乾擾。然而，需要把産品接自然界的地球嗎？如何正確理解EMC中的“接地”？案例14《PCB工作地與金屬外殼直接相連是否會導緻ESD乾擾進入電路》、案例13《金屬外殼屏蔽反而導緻EMI測試失敗》和案例69《數模混閤電路的PCB設計詳細解析案例》在一定程度上給齣瞭以上問題的答案，控製好産品EMC並不一定需要把産品接入自然界地球的“地” ，對於EMC來說，“接地”是為瞭引導共模電流的流嚮。實際上，對於EMI，EMI的騷擾源的參考點是PCB中工作地上的某一點，為瞭讓騷擾源通過各種途徑流入“天綫”（如産品中的電纜），正確的接“地”點應該為這個PCB中工作地上的某一點，可見，這種“接地”從EMI騷擾的流嚮看，應該發生在“天綫”（如電纜）之前；對於産品的大多數高頻抗擾度來說，乾擾源的參考點為測試時的參考接地闆，正確的接“地”點應該為參考接地闆，它“接地”的目的是為瞭讓外部注入的共模電流不流入産品中的電路。可見，這種“接地”從乾擾的流嚮看，發生在産品的電路之前。産品的“接地”設計首先需要考慮的並非選擇或設計“單點接地”或“多點接地”而是考慮“接地”點的位置和“接地”的措施。如果産品具有金屬外殼，以上的兩種“接地”都可以藉助於金屬外殼或其他寄生參數很好的實現，這就是金屬外殼設備為什麼更容易通過EMC測試原因，對於非金屬外殼，這兩種接地相對變得更為睏難，通過EMC測試也會變得更難。
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