电磁兼容(EMC)设计与测试之移动通信产品

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陈立辉 著
图书标签:
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121217579
商品编码:29657898129
包装:平装
出版时间:2014-01-01

具体描述

基本信息

书名:电磁兼容(EMC)设计与测试之移动通信产品

定价:49.80元

作者:陈立辉

出版社:电子工业出版社

出版日期:2014-01-01

ISBN:9787121217579

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装

开本:16开

商品重量:0.4kg

编辑推荐


一般的电磁兼容测试书都是针对所有测试产品编写的,而本书考虑到产品设计、测试人员的实际需求,针对不同类别产品进行专门介绍,并有相应实例讲解,读者可借鉴并举一反三,特别适合初学EMC的工程师参考。

内容提要


本书是一本关于移动通信产品电磁兼容测量与设计介绍的入门级工具书,通过浅显易懂的语言和图文并茂的方式,摒弃烦琐公式和理论,深入浅出,对电磁兼容基础知识进行了简要介绍,重点针对移动通信产品的电磁兼容测量标准及电磁骚扰和电磁抗扰度的测量原理、测量设备、试验布置试验方法及结果评价等内容进行了详细介绍,并针对容易出现电磁兼容问题的PCB设计、射频辐射发射设计、静电防护设计、浪涌(雷击)防护设计等方面分析产生问题的原因并提出针对性的解决方法,再通过大量的实例进行了详细的讲解,让普通的读者对电磁兼容的概念、测量和设计有一个初步的了解和认识,也为大家进一步深入研究电磁兼容技术打下基础。

目录


篇 电磁兼容基础篇
章 电磁兼容基础知识 (3)
1.1 电磁兼容的定义及研究领域 (3)
1.1.1 电磁兼容的定义 (3)
1.1.2 电磁兼容的研究领域 (5)
1.2 电磁干扰的危害 (10)
1.2.1 强电磁场对人类健康的危害 (10)
1.2.2 弱电磁场可能导致的危害 (11)
1.3 电磁兼容测量常用的单位 (12)
1.3.1 功率 (13)
1.3.2 电压 (14)
1.3.3 电流 (15)
1.3.4 磁场强度与电场强度 (15)
1.3.5 功率密度 (17)
第2章 移动通信产品电磁兼容测量场地及测量设备 (19)
2.1 移动通信产品电磁兼容测量场地 (19)
2.1.1 开阔式试验场 (19)
2.1.2 电波暗室 (21)
2.1.3 屏蔽室 (31)
2.2 移动通信产品电磁骚扰测量设备 (33)
2.2.1 测量接收机 (33)
2.2.2 频谱分析仪 (34)
2.2.3 人工电源网络 (35)
2.2.4 阻抗稳定网络 (38)
2.2.5 接收天线 (40)
2.2.6 预选放大器、衰减器和脉冲限幅器 (44)
2.2.7 电流探头 (46)
2.2.8 电压探头和示波器 (48)
2.2.9 谐波电流、电压波动和闪烁测量系统 (49)
2.2.10 带阻滤波器或点阻滤波器 (52)
2.3 移动通信产品电磁抗扰度测量设备 (53)
2.3.1 静电放电发生器 (53)
2.3.2 信号发生器 (55)
2.3.3 功率放大器 (57)
2.3.4 定向耦合器 (59)
2.3.5 功率计 (60)
2.3.6 发射天线 (61)
2.3.7 场强测量仪 (61)
2.3.8 电快速瞬变脉冲群发生器及耦合/去耦合装置 (63)
2.3.9 浪涌组合波发生器及耦合/去耦合装置 (66)
2.3.10 用于传导骚扰抗扰度测量的耦合/去耦合装置 (70)
2.3.11 电压暂降、短时中断和电压变化试验信号发生器 (73)
2.3.12 工频磁场试验发生器及感应线圈 (75)
2.3.13 车载环境抗扰性测试的试验脉冲发生器 (78)
第3章 移动通信产品电磁兼容测量原理及方法 (80)
3.1 移动通信产品电磁骚扰测量原理及方法 (80)
3.1.1 骚扰限值的含义 (80)
3.1.2 被测样品(EUT)工作状态的选择 (81)
3.1.3 被测样品(EUT)的配置 (83)
3.1.4 传导骚扰电压测量 (83)
3.1.5 辐射骚扰场强测量 (88)
3.1.6 传导杂散骚扰测量 (93)
3.1.7 辐射杂散骚扰测量 (96)
3.2 移动通信产品电磁抗扰度测量原理及方法 (97)
3.2.1 性能降低客观评价方法 (97)
3.2.2 性能降低主观评价方法 (98)
3.2.3 限值测量法 (98)
3.2.4 抗扰度性能降低分类及试验结果判别 (98)
第二篇 电磁兼容测量篇
第4章 标准介绍 (103)
4.1 标准介绍 (103)
4.1.1 我国的标准化组织 (103)
4.1.2 移动通信设备无线电骚扰标准 (107)
4.1.3 移动通信设备无线电抗扰度标准 (109)
4.2 国外标准介绍 (110)
4.2.1 国际电磁兼容标准化组织 (110)
4.2.2 移动通信设备无线电骚扰标准 (118)
4.2.3 移动通信设备无线电抗扰度标准 (118)
4.3 外标准的关系和差异 (119)
4.3.1 与国际标准的关系 (119)
4.3.2 与标准的关系 (120)
4.3.3 与国际标准的差异 (121)
第5章 移动通信产品骚扰测量 (123)
5.1 概述 (123)
5.1.1 移动通信产品介绍 (125)
5.1.2 EUT工作状态 (126)
5.1.3 EUT测试条件和配置 (129)
5.2 移动通信产品传导连续骚扰 (130)
5.2.1 限值应用 (132)
5.2.2 试验设备 (134)
5.2.3 试验布置 (135)
5.2.4 试验方法 (137)
5.2.5 测试结果表达 (139)
5.3 移动通信产品辐射连续骚扰(30~1000MHz) (139)
5.3.1 限值应用 (140)
5.3.2 试验设备 (142)
5.3.3 试验布置 (143)
5.3.4 试验方法 (144)
5.3.5 测试结果表达 (145)
5.4 移动通信产品辐射连续骚扰(1GHz以上) (145)
5.4.1 限值应用 (146)
5.4.2 试验设备 (146)
5.4.3 试验布置 (147)
5.4.4 试验方法 (147)
5.4.5 测试结果表达 (148)
5.5 移动通信辐射杂散骚扰 (149)
5.5.1 限值应用 (149)
5.5.2 试验设备 (150)
5.5.3 试验布置 (150)
5.5.4 试验方法 (151)
5.5.5 测试结果表达 (153)
第6章 移动通信产品抗扰度测量 (154)
6.1 概述 (154)
6.1.1 测试基本原理 (155)
6.1.2 电磁危害和抗扰度的关系 (157)
6.1.3 一般测量方法 (157)
6.1.4 性能降低评价方法 (158)
6.2 移动通信产品传导抗扰度 (160)
6.2.1 试验原理 (160)
6.2.2 性能判据 (161)
6.2.3 项目适用性 (162)
6.2.4 试验设备 (162)
6.2.5 试验方法 (163)
6.2.6 试验布置 (164)
6.3 移动通信产品辐射抗扰度 (165)
6.3.1 试验原理 (166)
6.3.2 性能判据 (166)
6.3.3 项目适用性 (167)
6.3.4 试验设备 (168)
6.3.5 试验方法 (168)
6.3.6 试验布置 (169)
6.4 移动通信产品静电放电抗扰度 (171)
6.4.1 试验原理 (171)
6.4.2 性能判据 (172)
6.4.3 项目适用性 (172)
6.4.4 试验设备 (172)
6.4.5 试验方法 (173)
6.4.6 试验布置 (174)
6.5 移动通信产品电快速脉冲群抗扰度 (175)
6.5.1 试验原理 (175)
6.5.2 性能判据 (176)
6.5.3 项目适用性 (176)
6.5.4 试验设备 (177)
6.5.5 试验方法 (177)
6.5.6 试验布置 (177)
6.6 移动通信产品浪涌(雷击)抗扰度 (178)
6.6.1 试验原理 (179)
6.6.2 性能判据 (180)
6.6.3 项目适用性 (180)
6.6.4 试验设备 (180)
6.6.5 试验方法 (181)
6.6.6 试验布置 (182)
6.7 移动通信产品电压暂降、短时中断抗扰度 (183)
6.7.1 试验原理 (183)
6.7.2 性能判据 (184)
6.7.3 项目适用性 (185)
6.7.4 试验设备 (185)
6.7.5 试验方法 (185)
6.7.6 试验布置 (187)
6.8 移动通信产品瞬变和浪涌抗扰度试验(车载环境) (187)
6.8.1 试验原理 (188)
6.8.2 性能判据 (189)
6.8.3 项目适用性 (190)
6.8.4 试验设备 (190)
6.8.5 试验方法 (191)
6.8.6 试验布置 (192)
第三篇 电磁兼容设计与对策篇
第7章 移动通信设备的PCB设计要点 (195)
7.1 PCB设计对移动通信设备EMC性能的重要性 (195)
7.1.1 移动通信设备PCB设计的特殊性 (195)
7.1.2 移动通信设备EMC性能的决定因素分析 (196)
7.1.3 移动通信设备中的共模干扰信号 (197)
7.1.4 镜像平面在移动通信设备PCB设计中的重要性 (198)
7.2 移动通信设备的PCB布局 (199)
7.2.1 选择多层板 (199)
7.2.2 移动通信设备中特殊器件和敏感电路的布局 (200)
7.2.3 多功能的移动通信设备主电路功能模块的布局 (202)
7.2.4 移动通信设备的I/O口及互联端口的布局 (203)
7.2.5 移动通信设备PCB设计中地平面的规划 (205)
7.2.6 案例:环路引起的干扰 (206)
7.3 移动通信设备的PCB布线 (207)
7.3.1 地线的敷设对移动通信设备EMC性能的重要性 (207)
7.3.2 电源线的敷设在移动通信设备PCB布线中的作用 (208)
7.3.3 移动通信设备中信号线的敷设 (209)
7.3.4 移动通信设备如何防止串扰的产生 (210)
7.3.5 移动通信设备中使用3W原则的价值和意义 (210)
第8章 移动通信设备的射频辐射发射 (212)
8.1 移动通信设备的辐射从哪里来 (212)
8.1.1 电磁兼容三要素 (212)
8.1.2 移动通信设备内的辐射骚扰源 (215)
8.1.3 窄带与宽带的概念在移动通信设备EMC问题解决中的运用 (215)
8.2 移动通信设备的辐射发射机理 (217)
8.2.1 寄生参数对于移动通信设备EMC性能的影响 (217)
8.2.2 如何减小移动通信设备中电磁骚扰的传输路径阻抗 (219)
8.2.3 移动通信设备模骚扰信号的传输路径 (220)
8.2.4 常见的发射天线模型可以帮助你认识移动通信设备的EMC辐射发射问题 (221)
8.2.5 从三要素角度看移动通信设备的EMC辐射发射问题 (222)
8.3 移动通信设备EMC问题的解决方法和对策 (223)
第9章 移动通信设备的静电防护 (225)
9.1 移动通信设备静电放电(ESD)的发生 (225)
9.1.1 静电荷的产生和累积 (225)
9.1.2 静电放电中电荷的泄放 (226)
9.1.3 静电放电的频谱 (227)
9.1.4 静电放电影响设备工作的干扰模式 (228)
9.1.5 静电放电对移动通信设备的特殊意义 (229)
9.2 移动通信设备的静电放电防护 (230)
9.2.1 设置低阻抗路径 (230)
9.2.2 避开敏感电路 (231)
9.2.3 采用绝缘材料 (232)
9.2.4 加装防护元件 (232)

0章 移动通信设备的浪涌(雷击)防护 (235)
10.1 移动通信设备浪涌(雷击)的发生 (235)
10.1.1 移动通信设备的电磁环境 (235)
10.1.2 浪涌(雷击)产生的原因 (236)
10.1.3 浪涌(雷击)对移动通信设备带来的危害 (239)
10.1.4 移动通信设备防护浪涌(雷击)的特殊性 (240)
10.2 移动通信设备的浪涌(雷击)防护 (241)
10.2.1 常见的防护器件 (241)
10.2.2 大能量脉冲的防护思路 (243)
10.2.3 移动通信设备中使用的防护器件选型指南 (245)
10.2.4 移动通信设备推荐使用的防护电路 (248)
参考文献 (251)

作者介绍


陈立辉:工信部电子五所副所长,实验室负责人,高级工程师。国家实验室认可委员会电气技术分委会副主任委员,全国质量监管重点产品检验方法标准化技术委员会委员兼全国质量监管重点产品检验方法标准化技术委员会信息技术类产品检验方法专业工作一组组长,长期从事电子产品、信息技术产品检测认证和技术研究工作,参与多项国家标准、行业标准的起草和修订。

文摘


序言



《无线通信系统工程:信号、噪声与干扰的控制》 第一章:通信系统中的信号完整性挑战 本章深入探讨了现代无线通信系统在信号传播过程中所面临的核心挑战,聚焦于信号完整性(Signal Integrity, SI)这一关键领域。我们将从理论基础出发,解析高频信号在传输线上的行为,包括阻抗匹配、反射、串扰以及趋肤效应等现象,并阐述这些效应如何劣化信号质量,最终影响通信系统的性能。 1.1 高频信号传输的物理原理: 传输线理论基础: 详细介绍电感、电容、电阻和电导等分布式参数在传输线模型中的作用。分析集总参数模型与分布参数模型的适用范围,并推导传输线的基本方程,阐述电压波和电流波的传播特性。 阻抗匹配的重要性: 深入剖析阻抗不匹配如何导致信号反射,进而产生信号失真、幅度衰减和时间延迟。介绍微带线、带状线等常见传输线结构及其特性阻抗的计算方法。讲解使用匹配网络(如匹配电阻、串联/并联电感/电容)来减小反射的原理和实践方法。 串扰(Crosstalk)分析: 探讨相邻信号线之间由于电场和磁场耦合而产生的串扰现象。分析串扰的传播路径和影响因素(如线间距、信号频率、信号幅度等)。介绍降低串扰的技术,包括信号线间距的设计规则、地线屏蔽、差分信号传输等。 趋肤效应与邻近效应: 解释高频电流在高导电材料表面集中的趋肤效应,以及当两条导线靠得很近时,由于感应电流相互作用而产生的邻近效应。分析这些效应如何增加有效电阻,导致信号损耗。 1.2 信号失真与眼图分析: 信号失真的类型: 详细分析信号在传输过程中可能出现的各种失真,包括幅度衰减、上升/下降沿展宽、过冲、下冲、振铃等。 眼图(Eye Diagram)的构建与解读: 介绍眼图作为评估信号质量的图形化工具。阐述如何通过示波器将多个信号轨迹叠加形成眼图,并详细解析眼图的各个关键参数,如眼高(Eye Height)、眼宽(Eye Width)、抖动(Jitter)、噪声裕度(Noise Margin)等。通过眼图分析,直观地评估信号的鲁棒性。 1.3 噪声在通信系统中的影响: 噪声的分类与来源: 区分热噪声(Johnson-Nyquist noise)、散粒噪声(Shot noise)、闪烁噪声(Flicker noise)等内部噪声,以及外部干扰(如电磁干扰 EMI)产生的噪声。分析各种噪声在通信系统中的产生机制和频谱特性。 噪声对信号解调的影响: 阐述噪声如何干扰信号的幅度、相位和频率,导致接收端误判。引入信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)的概念,分析其对通信系统误码率(Bit Error Rate, BER)的影响。 噪声的抑制技术: 介绍滤波器(低通、高通、带通、陷波滤波器)在噪声抑制中的作用,分析不同滤波器类型的频率响应和应用场景。讲解均衡器(Equalizer)在补偿信号失真和抑制符号间干扰(Inter-Symbol Interference, ISI)方面的作用。 1.4 干扰耦合机制与控制: 电场耦合(容性耦合): 分析带电导体之间产生的电场如何通过电容耦合传递信号。 磁场耦合(感性耦合): 分析变化的电流如何产生磁场,并通过磁场耦合传递信号。 传导耦合: 分析噪声通过共享的电源线、地线或信号线进行传播。 辐射耦合: 分析电磁波在空间中的传播和接收。 干扰控制的策略: 提出多种控制干扰的方法,包括良好的接地设计、屏蔽技术(如金属外壳、屏蔽线)、差分信号的应用、以及合理的 PCB 布局布线。 第二章:无线通信系统中的电磁兼容性(EMC)设计原则 本章将重点阐述在无线通信产品设计过程中,如何系统地遵循电磁兼容性(EMC)的设计原则,以确保产品既能正常发射和接收电磁信号,又能最大限度地减少自身产生的电磁干扰(EMI),并抵抗外部电磁骚扰(EMS)。 2.1 EMC 的基本概念与标准: EMC 的定义与重要性: 明确 EMC 的内涵,即产品在预期的电磁环境中能够正常工作,同时不对该环境中的其他设备产生不可接受的干扰。强调 EMC 对于无线通信产品可靠性、性能和合规性的至关重要性。 EMI 与 EMS 的辨析: 详细区分电磁干扰(EMI)和电磁敏感性(EMS)。EMI 指设备产生的电磁能量对其他设备造成不良影响,而 EMS 指设备对外界电磁能量的敏感程度。 主要的 EMC 标准与法规: 介绍国际上通用的 EMC 标准,如 CISPR 系列、IEC 系列,以及区域性标准,如 FCC(美国)、CE Marking(欧洲)等。说明不同标准在测试项目、限值要求上的差异,以及产品出口需要遵循的相关法规。 EMC 的测试项目概述: 简要介绍 EMC 测试的主要类别,包括辐射发射(RE)、传导发射(CE)、辐射抗扰度(RI)、传导抗扰度(CI)、静电放电(ESD)等。 2.2 PCB 布局与布线对 EMC 的影响: 电源分配网络(PDN)设计: 深入分析 PDN 的阻抗和噪声特性。讲解如何通过合理的去耦电容(Decoupling Capacitors)布局、多层电源/地平面设计来降低 PDN 阻抗,抑制电源噪声的产生和传播。 接地设计: 强调“单点接地”、“多点接地”和“混合接地”的适用场景。讲解良好接地的重要性,以及如何通过连续、低阻抗的地平面来提供有效的 EMI 屏蔽和回流路径。 信号布线规则: 详细阐述高频信号布线的原则,包括等长绕线、最小化走线长度、避免锐角弯折、合理处理差分对等。讲解走线与地平面之间的耦合,以及如何利用地平面来限制信号的辐射。 敏感信号与高噪声信号的隔离: 提出将敏感信号(如低电平模拟信号、时钟信号)与高噪声信号(如开关电源、高速数字信号)在 PCB 上进行物理隔离的策略,包括隔离区、屏蔽层的使用。 过孔(Via)的影响: 分析过孔对传输线阻抗连续性的影响,以及过孔可能产生的寄生电感和辐射。讲解如何通过过孔的数量、位置以及地过孔(Ground Vias)来优化信号完整性和 EMC 性能。 2.3 元器件选择与布局: 滤波器的选择与应用: 介绍各种滤波器的类型(如 LC 滤波器、RC 滤波器、铁氧体磁珠)及其抑制特定频段噪声的功能。讲解滤波器在电源输入端、信号接口等关键位置的应用。 屏蔽件的设计与使用: 讨论屏蔽盒(Shielding Enclosure)、屏蔽罩(Shielding Cover)等结构件的作用,以及如何通过良好的屏蔽材料选择和结构设计来降低辐射发射。 连接器与线缆的 EMC 设计: 分析连接器和线缆作为电磁辐射和接收的潜在入口/出口。讲解如何选择具有良好屏蔽性能的连接器,以及对线缆进行屏蔽和滤波处理。 2.4 差分信号的应用: 差分信号的工作原理: 解释差分信号如何通过传输一对极性相反的信号来提高抗干扰能力和降低辐射。 差分对的布线要求: 强调差分对走线时必须严格保持等长、等距,以保证信号的时序一致性和共模噪声的抵消。 在无线通信中的应用场景: 列举差分信号在高速接口(如 USB, Ethernet)和内部数据总线中的广泛应用。 2.5 静电放电(ESD)防护: ESD 的产生与危害: 解释 ESD 的形成机制,以及其对敏感电子元器件造成的瞬时高压损伤。 ESD 防护电路设计: 介绍 TSM(Transient Suppression Module)、TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管等 ESD 器件的工作原理和应用。讲解如何在产品设计中加入 ESD 防护措施,以满足相关标准的要求。 第三章:无线通信产品中的电磁干扰(EMI)发生源分析与抑制 本章将聚焦于无线通信产品内部可能产生的各种电磁干扰(EMI)源,深入剖析其产生机理,并提出相应的抑制策略。 3.1 开关电源(SMPS)产生的 EMI: PWM 开关的 EMI 来源: 详细分析 PWM 调制过程中,开关器件(MOSFET, IGBT)的快速开关动作产生的谐波和瞬态电压/电流尖峰。 EMI 传播路径: 讲解 SMPS 产生的 EMI 如何通过传导(电网、PCB 走线)和辐射(电感、变压器、PCB 布局)方式传播。 抑制 SMPS EMI 的方法: 介绍使用 EMI 滤波器(如共模滤波器、差模滤波器)、软开关技术、低 EMI 开关器件、合理的 PCB 布局(如减小高频电流回路面积)等抑制 SMPS 产生的 EMI。 3.2 高速数字电路的 EMI: 时钟信号的辐射: 分析高速时钟信号的快速边沿含有丰富的谐波成分,容易产生辐射。 数据总线上的串扰与辐射: 探讨数据总线上的信号之间的串扰,以及数据信号在传输线上的辐射。 IC 封装的 EMI 影响: 简要提及 IC 内部信号如何通过封装的引脚和焊盘进行辐射。 抑制高速数字电路 EMI 的策略: 强调良好的 PCB 布局布线、使用屏蔽罩、降低时钟频率(在可能的情况下)、使用差分信号技术、采用低 EMI 的 IC 封装等。 3.3 无线发射模块的 EMI: 射频(RF)功率放大器的 EMI: 分析 RF 放大器在工作时产生的谐波、杂散发射以及互调产物。 RF 线路板的布局与屏蔽: 强调 RF 线路板的特殊布局要求,如减小走线长度、阻抗匹配、使用地线隔离,以及使用金属屏蔽罩来限制 RF 能量的泄漏。 天线的 EMI 影响: 讨论天线设计不当可能引起的辐射方向性问题,以及对设备内部其他部分的干扰。 3.4 结构件与线缆的 EMI 泄露: 外壳的屏蔽效能: 分析金属外壳对 EMI 的屏蔽原理,以及外壳的开孔、接缝等对屏蔽效能的影响。 线缆的 EMI 辐射: 讲解非屏蔽线缆如何充当“天线”,辐射内部的信号或接收外部的干扰。 EMI 泄露的控制: 强调使用 EMI 泄露滤波器、屏蔽线缆、良好的接地连接以及对结构件进行 EMI 密封处理。 第四章:无线通信产品中的电磁敏感性(EMS)与抗扰度设计 本章将探讨无线通信产品如何抵抗外部电磁骚扰(EMS),以确保其在复杂的电磁环境中能够稳定可靠地工作。 4.1 外部电磁骚扰的来源与类型: 环境电磁背景: 分析自然界(如雷电)和人造(如广播电视塔、雷达、其他无线通信设备)电磁源产生的各种骚扰。 常见的 EMS 测试项目: 重点介绍辐射抗扰度(RI)、传导抗扰度(CI)、静电放电(ESD)、电快速瞬变脉冲(EFT/B)、浪涌(Surge)等 EMS 测试的原理和要求。 4.2 辐射抗扰度(RI)设计: RI 的原理与影响: 解释外界电磁波如何通过耦合进入设备,干扰内部电路。 RI 防护策略: 外壳屏蔽: 强调设计高效的屏蔽外壳,特别是对高频电磁波的衰减能力。 滤波: 在电源和信号线上安装 EMI 滤波器,阻止外部高频能量传入。 PCB 布局: 合理的 PCB 布局,减少敏感电路与外壳之间的耦合。 元器件选择: 选择对电磁干扰不敏感的元器件。 4.3 传导抗扰度(CI)设计: CI 的原理与影响: 分析外部电磁干扰如何通过电源线、信号线等传导路径进入设备。 CI 防护策略: 输入/输出滤波: 在所有外部连接线上安装适当的 EMI 滤波器,包括共模和差模滤波。 隔离变压器: 在电源隔离方面使用隔离变压器。 屏蔽线缆: 使用屏蔽线缆,并确保屏蔽层与地良好连接。 4.4 静电放电(ESD)抗扰度设计: ESD 发生与破坏机制: 再次强调 ESD 的瞬时高压对电路造成的潜在损坏。 ESD 防护设计: ESD 防护器件: 在所有易受 ESD 影响的端口(如 USB, SD 卡接口)和用户可触及的金属件上安装 ESD 保护器件。 接地设计: 确保设备外壳有可靠的接地,以引导 ESD 电荷。 PCB 布局: 规划好 ESD 泄放路径,避免 ESD 电荷经过敏感电路。 4.5 电快速瞬变脉冲(EFT/B)与浪涌(Surge)抗扰度设计: EFT/B 和 Surge 的特点: 描述 EFT/B(快速、重复性)和 Surge(缓慢、高能量)的发生场景,如开关感性负载、雷击等。 防护措施: 瞬态抑制器件: 使用 TVS 二极管、压敏电阻(MOV)等来吸收瞬态能量。 滤波: 配合 EMI 滤波器一起使用,提供多级防护。 元器件选型: 选择耐压能力强的元器件。 第五章:无线通信产品 EMC 测试与认证流程 本章将详细介绍无线通信产品在设计完成后的 EMC 测试流程,以及如何获得相关的市场准入认证。 5.1 EMC 测试前的准备工作: 测试场地选择: 介绍电波暗室(Anechoic Chamber)、半电波暗室(Semi-anechoic Chamber)等 EMC 测试场地及其要求。 测试设备: 列举进行 EMC 测试所需的关键设备,如频谱分析仪、信号发生器、EMC 测试接收机、近场探头、天线等。 样品准备: 说明进行 EMC 测试时,产品应处于正常工作模式,并模拟实际使用场景。 5.2 主要 EMC 测试项目详解: 辐射发射(RE)测试: 详细介绍 RE 测试的步骤,包括天线选择、测试距离、频率范围、限值要求,以及如何判定产品是否合格。 传导发射(CE)测试: 讲解 CE 测试的原理,包括使用线阻抗稳定网络(LISN),测量设备端口的传导骚扰电压。 辐射抗扰度(RI)测试: 描述 RI 测试如何模拟外界电磁波对产品的影响,包括扫描范围、场强要求、受试产品的工作状态。 传导抗扰度(CI)测试: 讲解 CI 测试如何模拟通过电缆传入的骚扰,包括信号注入方式、注入电平。 静电放电(ESD)测试: 详细说明 ESD 测试的接触放电和空气放电方法,以及对产品功能的影响评估。 电快速瞬变脉冲(EFT/B)与浪涌(Surge)测试: 介绍 EFT/B 和 Surge 测试的注入方式和脉冲波形,以及对产品的影响评估。 5.3 EMC 测试报告与认证流程: EMC 测试报告的构成: 说明一份完整的 EMC 测试报告应包含哪些内容,如测试依据、测试设备、测试环境、测试结果、照片等。 FCC 认证流程(以美国为例): 介绍 FCC 认证的基本流程,包括自我声明(Declaration of Conformity, DoC)和认证(Certification)两种方式,以及需要提交的资料。 CE Marking 认证流程(以欧洲为例): 讲解 CE Marking 的基本要求,包括符合性声明(Declaration of Conformity, DoC)、技术文件(Technical File)的准备,以及对指令(如 EMC Directive)的符合性。 其他地区认证简介: 简要提及其他主要市场(如中国 CCC, 日本 VCCI)的认证要求。 5.4 常见 EMC 问题排查与优化: 根据测试报告进行问题分析: 学习如何从测试报告中找出不合格项,并分析其可能的原因。 PCB 调优与返工: 介绍在 PCB 层面进行修改(如增加去耦电容、调整走线、添加屏蔽)以解决 EMC 问题的经验。 结构件的改进: 探讨通过改进外壳设计、增加屏蔽措施来解决辐射问题。 软件优化: 在某些情况下,通过软件调整(如降低时钟频率、优化数据传输协议)也可在一定程度上改善 EMC 性能。 本书旨在为无线通信产品工程师、设计者和测试人员提供一套系统、深入的理论知识和实践指导,帮助他们理解无线通信系统中的电磁效应,掌握 EMC 设计的关键技术,并最终成功通过 EMC 测试,顺利进入市场。

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这本书在技术深度上的拿捏,可以说是精准地卡在了“够用且深入”的那个甜点上。我过去也读过一些号称权威的EMC书籍,要么过于偏重理论推导,读完后感觉自己像个理论物理学家,却不知道如何去设计一个低辐射的天线;要么就是停留在操作手册的层面,只教你怎么通过测试,却不解释测试背后的原理。而这本,它巧妙地平衡了两者。在关键的技术章节,比如关于电源完整性(PI)和信号完整性(SI)与EMC的交织部分,作者并没有回避那些复杂的频域分析,但同时,他总能及时地将话题拉回到PCB布局、走线设计以及元器件选型这些工程师最关心的“落地方案”上。我记得我正在为一款新的射频模块做EMC预扫描而头疼时,翻到关于“高频开关噪声抑制”的那一节,书中提到的几种特定拓扑结构和去耦电容的优化策略,直接为我指明了方向,效果立竿见影。这种“实战导向”的深度,让这本书的价值远超一般的参考书范畴。

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如果让我用最直白的方式来评价这本书,我会说,它是一本“用工程师的语言写成的、能真正解决工程师问题的”手册。它不是那种摆在书架上用来“镇场面”的装饰品,而是真正会沾上咖啡渍、被标记笔画满重点的实用工具。我尤其欣赏作者在描述测试流程和标准解读时的那种毫不含糊的态度。在讲解如CISPR或FCC标准中的某些模糊地带时,作者不是简单地引用条文,而是结合他多年的实践经验,给出了行业内普遍接受的“潜规则”或“最佳实践”,这种信息价值是官方文档无法提供的。阅读过程中,我感到自己仿佛是坐在一个经验丰富的导师旁边,他一边喝着咖啡,一边耐心地给我梳理那些复杂规范背后的逻辑和权衡之道。对于任何一个需要亲自负责或监督移动通信产品EMC设计的专业人士而言,这本书的价值,已经超越了书本本身的价格,它更像是一种经验的快速传承。

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这本书的装帧设计,初看之下,倒也算得上是专业书籍的典范。封面设计简洁明了,那深沉的蓝色调配上醒目的白色标题字体,立刻给人一种严谨、可靠的感觉。我尤其欣赏它在信息层级上的处理,书名和作者信息的位置安排得恰到好处,既不会喧宾夺主,又能确保读者一眼就能捕捉到核心内容。纸张的选择也颇为用心,拿在手里有一定的分量感,不是那种轻飘飘的廉价感,这对于一本需要频繁翻阅的技术手册来说,无疑是一个加分项。我记得我最初翻开它的时候,是对其索引页的设计印象深刻。清晰的章节划分和合理的页眉页脚设计,使得在查找特定技术点时,能够快速定位,这在实际工作中简直是效率的保障。排版方面,字体大小适中,行间距的处理也十分人性化,即便是长时间阅读那些密集的公式和图表,眼睛也不会感到过分的疲劳。这细节上的打磨,足以看出出版方在制作过程中,对目标读者群体——工程师和技术人员——的阅读体验给予了足够的重视。总而言之,从物理接触的层面来说,它给我的第一印象是:这是一本可以信赖的、经过深思熟虑的专业工具书。

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另一个让我印象深刻的特点是其对“移动通信”这个特定应用场景的聚焦。很多EMC的书籍内容泛泛而谈,适用于所有电子设备,但针对移动终端设备(如手机、IoT设备)的特殊性——如空间受限、多频段共存、电池供电不稳定等——的讨论往往不够深入。然而,这本书显然是针对性极强的。它没有把大量的篇幅浪费在那些对移动产品不太相关的工业控制或汽车电子领域的标准上,而是把火力集中在了如天线耦合、RF前端的杂散辐射抑制、以及便携设备特有的辐射测试场景建模等方面。特别是关于“空间受限下的电磁场分析”这一块,作者提供了一些基于实际产品结构的三维仿真案例分析,这些案例的设置非常贴合我们日常设计中遇到的棘手问题,比如如何处理多层板的接地平面缝隙辐射,或者如何优化外壳开口的尺寸以兼顾散热与屏蔽。这种高度垂直化的内容组织,极大地提升了阅读的针对性和实用性。

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当我真正深入到内容结构的时候,我发现作者在知识体系的构建上展现了一种非常系统化的思维路径。这本书不像市面上很多同类书籍那样,只是将零散的规范和测试方法堆砌在一起,形成一个难以消化的“知识大杂烩”。相反,它似乎遵循着一个从宏观到微观的逻辑链条。开篇部分对整个移动通信领域电磁环境的概述,奠定了扎实的基础认知,为后续深入探讨具体的干扰源和耦合机制做了非常充分的铺垫。我特别欣赏作者在解释那些抽象的物理现象时,所采用的类比手法。他似乎很擅长将那些复杂的场强、阻抗匹配等概念,用更贴近日常工程实践的语言来阐述,这极大地降低了初学者的理解门槛。比如,关于屏蔽效能的讨论,书中不仅仅罗列了公式,还穿插了大量关于材料选择和结构设计的实用性建议,这种理论指导实践的模式,是我认为一本优秀技术著作的核心价值所在。它不仅仅告诉你“是什么”,更重要的是教会你“为什么会这样”以及“该如何应对”。

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