电磁兼容原理、设计与应用一本通 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周新，文继军，李建利 编

图书标签:

• 电磁兼容
• EMC
• 电磁干扰
• 电磁辐射
• 电路设计
• 高频电路
• 信号完整性
• 电源设计
• 屏蔽技术
• 接地技术

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122205070

版次：1

商品编码：11612033

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：262

正文语种：中文

编辑推荐

　　《电磁兼容原理、设计与应用一本通》从工程实践角度，全面分析和解决电子产品在设计阶段进行电磁兼容设计需注意的问题和解决对策。　　《电磁兼容原理、设计与应用一本通》是一本简明实用的电磁兼容设计和测试的工具书。

内容简介

　　《电磁兼容原理、设计与应用一本通》全面介绍了电磁兼容设计和测试的有关技术知识和注意事项，具体内容包括电磁兼容（EMC）标准知识、电磁兼容各项试验要求、接地设计、屏蔽设计、干扰滤波、电缆及连接器的设计、瞬态干扰抑制器件、隔离器件、产品整机及电路板设计、产品的电气设计和装配、电磁兼容故障的诊断及整改措施等。《电磁兼容原理、设计与应用一本通》大量设计实例和技巧都是作者自身实践经验的总结。书中还详细讲解了电子产品在电磁兼容测试过程中出现的一些常见问题以及补救方法，可以帮助读者全面了解和掌握电磁兼容设计和测试的相关知识和技能。　　《电磁兼容原理、设计与应用一本通》可供电子爱好者、电磁兼容检测人员阅读，也可作为中高等院校电子类及相关专业的教材使用。

目录

第一章 电磁兼容概述第一节电磁兼容性的基本概念一、电磁骚扰与电磁干扰二、电磁兼容性三、电磁兼容常用名词术语第二节干扰的“本质”第三节电磁兼容三要素第四节分贝的概念和应用第五节天线的结构和应用第六节电磁兼容相关标准一、基础标准二、通用标准三、产品族标准四、专用产品标准五、电磁兼容标准的试验内容分类六、电磁兼容的试验方法第七节电磁兼容的试验项目一、通用标准中各试验端口的骚扰标准二、通用标准中的抗扰度标准
第二章 电磁兼容各试验项目详解第一节辐射骚扰试验（30MHz～1GHz）一、辐射骚扰的试验目的二、主要试验设备及场地三、试验方法及试验布置四、试验标准限值第二节传导骚扰试验一、试验目的二、主要试验设备三、试验方法及试验布置四、试验标准限值第三节谐波电流试验一、试验目的二、主要试验设备三、试验方法及试验配置四、试验标准限值第四节静电放电抗扰度试验一、试验目的二、主要试验设备三、试验方法及试验配置第五节电快速瞬变脉冲群抗扰度试验一、试验目的二、主要试验设备三、试验方法及试验配置四、试验等级第六节 浪涌（冲击）抗扰度试验一、试验目的二、主要试验设备三、试验方法及试验配置第七节 射频辐射电磁场抗扰度试验一、试验目的二、主要试验设备及场地三、试验方法及试验配置四、试验等级五、GTEM小室第八节射频场感应的传导骚扰抗扰度试验一、试验目的二、试验设备三、试验方法及试验配置四、试验等级第九节电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验一、试验目的二、试验设备三、试验方法四、试验等级
第三章 接地设计第一节接地概述第二节安全地第三节信号地第四节地线阻抗一、导线阻抗二、信号回路阻抗第五节地线干扰第六节地线环路干扰一、地线环路干扰现象二、地线环路问题的解决策略第七节地线公共阻抗干扰一、公共阻抗干扰的原因二、公共阻抗干扰的解决策略第八节地线设计原则一、单点接地二、多点接地三、混合接地第九节电路板上的地线设计
第四章 屏蔽设计第一节屏蔽效能第二节电场屏蔽一、电场屏蔽原理二、电场屏蔽设计要点第三节磁场屏蔽一、磁场屏蔽原理二、磁场屏蔽的设计要点第四节电磁场屏蔽第五节机壳的屏蔽设计一、孔洞泄漏二、缝隙泄漏三、孔缝处理四、电磁密封衬垫使用指导五、显示窗口的屏蔽设计六、通风孔的设计七、控制杆的设计八、导电涂层九、其他辅料第六节搭接
第五章 干扰滤波第一节干扰滤波的作用一、辐射相关二、电快速瞬变脉冲群试验三、静电放电试验第二节干扰电流一、共模干扰电流二、差模干扰电流第三节设计电磁干扰滤波器第四节滤波器设计过程中的问题第五节滤波电容的选择第六节绕制电感第七节选择磁芯第八节电源滤波器第九节电源滤波器的设计及使用方法一、器件的使用二、元件布局三、滤波器结构设计四、滤波器的安装五、正确选用滤波器第十节信号端口滤波器第十一节插入增益第十二节滤波器对脉冲干扰的抑制
第六章 电缆及连接器的设计第一节电缆的电磁辐射第二节电缆的电磁抗扰度问题第三节电缆的分布参数第四节电缆在产品中的位置与共模电流第五节敏感电路及干扰源的位置与产品共模电流第六节电缆中共模电流的抑制一、减小共模电压二、增加共模回路阻抗三、共模滤波四、电缆屏蔽五、平衡电路第七节电缆之间的串扰一、电缆串扰机理二、容性耦合的对策三、互感耦合四、各种电缆分类第八节电磁场对电缆的影响
第七章 瞬态干扰抑制器件第一节气体放电管一、 概述二、 内部结构三、 工作原理四、 主要参数五、参数分析六、 应用七、 气体放电管的故障第二节金属氧化物压敏电阻一、 内部结构二、 主要参数三、 应用原则四、 响应速度问题五、 故障模式六、 注意事项第三节瞬态抑制二极管（TVS）一、 工作原理二、 主要参数三、 TVS的应用第四节固体放电管一、 工作原理二、 主要参数三、 应用说明四、故障模式第五节组合式保护器一、 组合式保护器件二、 应用说明第六节设计实例一、 交流电源端口防雷和防浪涌电路设计二、 直流电源端口防雷和防浪涌电路设计三、 信号端口防雷和防浪涌电路设计
第八章 隔离器件第一节隔离变压器一、 隔离变压器原理二、 带屏蔽隔离变压器三、 超级隔离变压器四、 实际安装第二节光电耦合器隔离一、 光电耦合器隔离原理二、 光电耦合器隔离应用第三节隔离放大器
第九章 产品整机及电路板的设计第一节电源线及地线上的噪声一、噪声的产生二、抑制噪声的方法第二节电路板上的干扰源第三节扩谱时钟第四节单层板和双层板的设计一、单层板二、双层板三、电路板设计的一般规则四、电路布局五、布线六、多层电路板第五节关于电路设计的建议第六节信号传输畸变及其解决方法第七节信号线滤波一、信号线滤波器安装方案二、信号线EMC滤波线路举例第八节电路板互连电缆的设计第九节电路板及设备上的开关触点的处理一、开关断开时瞬态干扰形成的原理二、开关切换瞬态干扰抑制第十节操作按钮与电子线路的配合第十一节电路之间的耦合第十二节电路板的局部屏蔽第十三节从时序上降低电路受干扰的概率第十四节软件抗扰措施一、看门狗二、其他措施
第十章 产品的电气设计和装配第一节电气设计的原则第二节元器件、电气配件的排布和安装第三节排布导线一、 排布导线注意事项二、 汇流排的设计安装第四节产品的安全性与可靠性一、 绝缘与耐压二、电磁干扰与防护三、 产品的可靠性设计第五节机柜间电缆的处理
第十一章 电磁兼容故障的诊断及整改第一节产品电磁兼容定性一、摸底试验配置二、定性试验配置第二节产品电磁兼容故障的定位一、故障判断二、故障信号的测试三、故障定位总结四、故障排查举例（变频调速系统）第三节电磁兼容故障整改一、辐射发射超标二、传导发射超标三、电源谐波发射超标四、静电放电抗扰度不合格五、射频电磁场辐射抗扰度不合格六、电快速脉冲群抗扰度不合格七、浪涌（冲击）抗扰度不合格八、射频场感应传导抗扰度不合格参考文献

前言/序言

电磁兼容（EMC）的隐形守护：保障现代科技无声运行的基石 在这个信息爆炸、技术飞速发展的时代，我们无时无刻不被各种电子设备和无线通信所包围。从智能手机、笔记本电脑，到家用电器、汽车电子，再到航空航天、医疗设备，乃至庞大的通信网络和电力系统，无一不依靠精密的电子元器件和复杂的电路设计来维持其正常运作。然而，在这些令人惊叹的技术背后，隐藏着一个至关重要但又常常被忽视的领域——电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）。 电磁兼容，顾名思义，是指一个设备或系统在正常工作的电磁环境中，不会对该环境中的其他设备或系统产生不可接受的电磁干扰；同时，它本身也不会被该电磁环境中的任何电磁干扰所影响，而能正常运行。简单来说，EMC就是要确保电子设备之间能够“和睦相处”，不互相“打扰”，各自安分守己地完成自己的任务。 想象一下，当您正在观看一场精彩的球赛直播，突然画面卡顿、声音断断续续，甚至完全中断，这背后很可能就是电磁兼容问题在作祟。又或者，您驾驶着一辆现代化的智能汽车，导航系统突然失灵，刹车辅助系统出现异常，这同样指向了EMC的潜在威胁。在医疗领域，一台精密的监护仪如果受到外界电磁场的干扰，导致读数失准，后果不堪设想。在通信领域，不同频率的信号如果相互干扰，将导致通信质量下降，甚至无法建立连接。 正是基于这些潜在的风险，电磁兼容成为保障现代电子设备和系统可靠性、安全性和稳定性的关键。它不再是一个可有可无的附加项，而是贯穿产品设计、制造、测试、部署乃至日常使用全过程的内在要求。 电磁兼容的核心挑战：看不见的“噪声”与“干扰” 电子设备在工作时，会不可避免地产生电磁辐射，这些辐射就像“噪声”一样，可能会传播到周围空间，影响到其他设备。同时，这些设备也可能受到外部的电磁“干扰”，这些干扰源可能来自其他电子设备、自然现象（如雷电）或人为的电磁信号。EMC的研究和实践，正是围绕着如何控制和管理这些看不见的“噪声”与“干扰”展开。 电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）是EMC研究的核心对象。它主要体现在两个方面： 辐射发射（Radiated Emission）： 设备在工作过程中产生的电磁能量通过空间向外传播，对其他设备造成干扰。例如，手机通信时产生的无线电波，开关电源产生的电磁辐射，都属于辐射发射。 传导发射（Conducted Emission）： 电磁干扰通过电源线、信号线等导体传播，影响到连接在同一线路上的其他设备。例如，一台电脑产生的电磁噪声通过电源线传播，可能会干扰到同一电路上的收音机。 同样，设备自身也可能受到电磁干扰的影响，这被称为电磁敏感性（Electromagnetic Susceptibility，EMS）或抗干扰能力。主要体现在： 辐射敏感性（Radiated Susceptibility）： 设备在外部电磁场的影响下，其性能下降或发生误动作。例如，手机在强大的无线电信号附近，可能会出现信号不稳定甚至死机的现象。 传导敏感性（Conducted Susceptibility）： 设备通过电源线、信号线等导体接收到的电磁干扰，导致其性能下降或发生误动作。例如，一个感应炉产生的强电磁场，可能会通过连接的电线对周围的电子设备造成干扰。 EMC设计的艺术：从源头抑制到末端防护 电磁兼容的设计并非简单地在产品完成后进行“修补”，而是一个贯穿产品生命周期的系统性工程。优秀的EMC设计，需要在产品开发的每一个阶段就考虑到电磁兼容性的要求。这就像建造一座坚固的大厦，从地基、结构设计到材料选择，都需要精心考量，才能确保其稳固安全。 EMC的设计策略可以概括为几个关键方面： 1. 源头控制（Source Control）： 这是最根本、最有效的EMC设计方法。通过优化电路设计，选择低噪声元器件，降低信号的上升/下降时间（dV/dt和dI/dt），采用差分信号传输等技术，从根本上减少设备的电磁噪声产生。例如，在高速数字电路设计中，合理布局和布线，优化阻抗匹配，可以显著降低信号的反射和辐射。开关电源的设计中，通过滤波器、屏蔽罩等措施，可以有效地抑制其产生的电磁干扰。 2. 传播路径管理（Propagation Path Management）： 即使有噪声产生，也要设法阻止其传播到需要防护的区域。这包括： 屏蔽（Shielding）： 利用导电材料（如金属外壳、导电涂层）构建一个封闭的空间，将设备内部产生的电磁辐射隔离起来，或者保护设备免受外部电磁场的侵入。屏蔽的有效性取决于材料的导电性、磁导率，以及屏蔽体的结构完整性。 滤波（Filtering）： 在信号线、电源线上接入滤波器，可以衰减或阻止特定频率的电磁干扰信号通过。滤波器有多种类型，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器，根据需要选择合适的滤波器组合。 接地（Grounding）： 合理的接地设计是EMC设计中至关重要的一环。良好的接地系统可以为电磁噪声提供低阻抗的泄露路径，防止其在设备内部积聚或对外传播。不同的接地方式（如单点接地、多点接地）适用于不同的场景。 布局与布线（Layout and Routing）： 印刷电路板（PCB）的布局和布线对EMC影响巨大。合理的布局可以将敏感元器件远离噪声源，缩短高频信号的走线长度，减少回路面积，采用差分走线等，都是有效的EMC布线技巧。 3. 敏感区域保护（Sensitive Area Protection）： 对易受干扰的敏感元器件进行保护，例如，通过添加旁路电容、滤波等措施，提高其对电磁干扰的免疫力。 4. 接地与屏蔽的协同作用： 接地和屏蔽是相互配合的。良好的接地可以提高屏蔽体的效果，而有效的屏蔽也可以降低对接地系统的要求。 EMC标准与测试：量化评估与合规保障 为了确保电子设备在各种应用场景下的兼容性，全球范围内制定了大量的EMC标准。这些标准规定了设备的电磁发射限值和抗干扰能力要求，涵盖了工业、医疗、信息技术设备、通信设备、汽车电子等多个领域。例如，国际电工委员会（IEC）发布的IEC 61000系列标准，是国际上广泛采用的EMC标准。在中国，也有GB（国家标准）系列标准，许多都等同或等效采用国际标准。 EMC测试是验证产品是否符合相关EMC标准的重要环节。通过在专业的EMC实验室中，使用专门的测试设备，模拟各种电磁环境，对产品的辐射发射、传导发射、辐射敏感性、传导敏感性等进行测试。测试结果直接关系到产品能否获得市场准入许可。 常见的EMC测试项目包括： 辐射发射测试（Radiated Emission Test）： 使用电波暗室和接收天线，测量设备在一定距离内的电磁辐射强度。 传导发射测试（Conducted Emission Test）： 使用线缆注入钳（LISN）或电流探头，测量设备通过电源线或信号线传导的电磁噪声。 静电放电（ESD）抗扰度测试（Electrostatic Discharge Immunity Test）： 模拟人体或物体产生的静电放电，测试设备是否会因此而损坏或产生误动作。 射频电磁场辐射抗扰度测试（RF Electromagnetic Field Immunity Test）： 使用天线向被测设备发射特定频率和强度的电磁场，测试其抗干扰能力。 电快速瞬变脉冲群（EFT/B）抗扰度测试（Electrical Fast Transient/Burst Immunity Test）： 模拟开关操作或继电器切换等产生的快速瞬变脉冲，测试设备在这些干扰下的表现。 浪涌（冲击）抗扰度测试（Surge Immunity Test）： 模拟雷击或电力系统故障产生的浪涌电压，测试设备的耐受能力。 工频磁场抗扰度测试（Power Frequency Magnetic Field Immunity Test）： 模拟电力线产生的工频磁场，测试设备在磁场下的表现。 EMC设计的挑战与前沿：应对日益复杂的电磁环境 随着电子设备的集成度越来越高，工作频率越来越快，无线通信技术的日益普及，电磁环境也变得越来越复杂。这给EMC设计带来了新的挑战： 高速信号的设计： 随着数据传输速率的不断提升，信号的上升/下降时间越来越短，产生的谐波分量也越来越高，EMC问题也愈发突出。 高密度PCB的设计： 更小的封装、更多的元器件，使得PCB的布线空间越来越拥挤，信号之间的串扰和耦合也更加严重。 无线通信设备的普及： 智能手机、Wi-Fi、蓝牙、5G等无线通信设备的广泛应用，使得空间中的电磁环境更加“拥挤”，相互干扰的可能性也随之增加。 新能源汽车和智能电网： 这些领域涉及高功率电力电子器件，其产生的电磁干扰是传统电子设备所无法比拟的，需要更严苛的EMC设计和测试。 为了应对这些挑战，EMC领域的研究也在不断深入，出现了一些前沿技术和方法： 先进的EMC建模与仿真技术： 利用计算机仿真软件，可以在设计早期就预测和分析EMC问题，指导设计优化，节省物理样机测试的成本和时间。 低 EMI 元器件和材料的应用： 开发和应用具有低电磁辐射特性的元器件，以及新型的电磁屏蔽和吸波材料。 集成化的EMC设计方法： 将EMC设计与电路设计、PCB设计、系统集成设计紧密结合，形成一体化的解决方案。 智能EMC分析与自适应控制： 利用人工智能等技术，实现对电磁环境的智能感知和自适应控制，动态地调整设备的EMC性能。 结论：EMC是科技进步的基石，也是我们生活质量的保障 电磁兼容，看似深奥的技术术语，实则与我们的日常生活息息相关。它默默地守护着我们身边的每一台电子设备，确保它们能够稳定、可靠地工作，不产生令人烦恼的干扰，也不被外界的“杂音”所影响。从保证通信的畅通，到保障交通的安全，再到守护医疗设备的精准，EMC都在其中扮演着不可或缺的角色。 深入理解和掌握电磁兼容的原理、设计方法与应用，不仅是电子工程师必备的专业技能，也是所有电子产品开发者和制造商必须重视的环节。只有将EMC的理念融入到产品的每一个设计细节中，才能真正打造出高质量、高可靠性的电子产品，为科技的持续进步和我们美好生活的实现，打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格十分吸引人，虽然内容是技术性的，但读起来一点也不枯燥。作者善于运用生动的比喻和形象的描述，将一些抽象的物理概念变得易于理解。例如，在讲解电磁耦合机制时，作者将其比作“无形的导线”，形象地说明了电磁波如何在不同电路之间传递能量。这种通俗易懂的讲解方式，对于那些初次接触电磁兼容领域的读者来说，能够极大地降低学习门槛。同时，书中穿插的各种实际案例，更是让理论知识变得鲜活起来。作者并没有回避 EMC 设计中的一些“坑”，而是直面问题，并提供切实可行的解决方案。我尤其欣赏书中关于 EMC 故障排除的章节，它提供了一套系统性的思路和方法，帮助我们快速定位和解决 EMC 问题。这本书不仅适合作为工程师的学习资料，也适合作为高等院校相关专业的教学参考书。它的讲解方式能够激发读者的学习兴趣，让他们在轻松愉快的氛围中掌握复杂的 EMC 知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，装帧质量也相当不错，拿到手里就有一种扎实的学术感。我一直对电磁兼容这个领域充满了好奇，但市面上很多书籍要么过于理论化，要么过于零散，很难找到一本能够系统梳理脉络，又能深入浅出的教材。所以当我看到这本《电磁兼容原理、设计与应用一本通》时，就觉得它可能就是我一直在寻找的那本。书中的插图和图表非常清晰，能够有效地帮助我理解抽象的电磁现象，比如静电放电的传播路径，或者屏蔽效能的计算过程。作者在讲解一些复杂原理时，并没有直接抛出公式，而是先从实际应用场景入手，循序渐进地引导读者理解其背后的物理机制，这一点让我觉得非常人性化。而且，书中对于一些常见的设计问题，比如PCB布局布线、滤波器设计、屏蔽措施等，都给出了非常详细的分析和具体的解决方案，感觉像是经验丰富的工程师在手把手教学。这种理论与实践相结合的方式，对于我这样想要快速掌握电磁兼容技能的读者来说，简直是福音。我尤其喜欢它在解释某些概念时，会引用大量的实际案例，这让我能更直观地体会到电磁兼容的重要性，以及在产品开发过程中可能遇到的挑战。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的内容深度和广度都让我眼前一亮。我原本以为“一本通”可能意味着内容的浅尝辄止，但事实证明我错了。它对于电磁兼容的基础理论，比如电磁场与电磁波的传播特性，以及各种干扰源的产生机理，都做了相当深入的探讨。而且，作者在讲解时，非常注重逻辑的严谨性和科学的严谨性，不会出现为了简化而牺牲准确性的情况。我特别欣赏它在介绍各种测试标准和方法时，不仅列出了常见的标准，还对其背后的测试目的和原理进行了详细的阐述，这让我对如何在实际工作中遵循这些标准有了更清晰的认识。此外，书中对于 EMC 设计的各个方面，从硬件设计到软件优化，都进行了全面的覆盖。例如，在讲述屏蔽设计时，它不仅提到了材料的选择和结构的设计，还深入分析了缝隙耦合、孔洞散射等关键问题。对于那些对 EMC 设计有深入研究需求的人来说，这本书绝对是一个宝库。我觉得它非常适合作为工程师的参考手册，或者作为相关专业的本科生和研究生进阶学习的教材。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是它真的把“应用”二字做到了实处。很多理论书籍往往停留在概念层面，而这本书则非常接地气，将复杂的电磁兼容理论与实际的工程设计紧密结合。它提供了大量关于产品 EMC 设计的实用技巧和注意事项，例如如何有效地进行电缆屏蔽，如何处理电源线上的共模和差模干扰，以及如何优化 PCB 的地平面设计以减小辐射。我特别喜欢书中关于 EMC 测试失败案例分析的部分，通过对实际产品在测试中出现的问题进行剖析，能够让我们更深刻地理解 EMC 设计的难点和关键点。作者在讲解滤波器设计时，并没有仅仅给出几种常见的滤波器类型，而是详细分析了不同滤波器在抑制不同频段干扰时的性能差异，以及如何根据实际需求进行选择和优化。这本书对于那些在产品研发过程中经常遇到 EMC 问题，并且希望能够独立解决这些问题的工程师来说，无疑是一本不可多得的宝典。它能够帮助我们少走弯路，提高产品的 EMC 设计效率和成功率。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的惊喜在于它的条理性和系统性。从基础概念的引入，到原理的深入剖析，再到设计方法的讲解，以及最后实际应用的展示，整个逻辑流程非常清晰，层层递进，让人能够循序渐进地掌握知识。作者对于每个章节的划分都非常合理，内容组织得当，不会出现知识点跳跃或重复的情况。我喜欢它在介绍一个新概念时，总是会先从其产生的背景和意义讲起，然后逐步深入到其内在机理。在讲解各种设计原则时，作者不仅会给出“做什么”，还会解释“为什么这样做”，并且会给出“不这样做可能产生的后果”，这种全方位的讲解方式，让我对 EMC 设计有了更深刻的理解。书中对于各种干扰模式，比如辐射干扰、传导干扰、静电放电等，都进行了细致的分类和阐述，并且针对每一种干扰模式都提供了相应的抑制和防护措施。我感觉这本书就像一本“ EMC 设计指南”，无论你是初学者还是有一定经验的工程师，都能从中获得宝贵的知识和启发。