電磁兼容(EMC)設計與測試之移動通信産品

電磁兼容(EMC)設計與測試之移動通信産品 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

陳立輝 著
圖書標籤:
  • 電磁兼容
  • EMC
  • 移動通信
  • 産品設計
  • 測試
  • 射頻
  • 信號完整性
  • 電路設計
  • 無綫通信
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店鋪: 夜語笙簫圖書專營店
齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121217579
商品編碼:29657898129
包裝:平裝
齣版時間:2014-01-01

具體描述

基本信息

書名:電磁兼容(EMC)設計與測試之移動通信産品

定價:49.80元

作者:陳立輝

齣版社:電子工業齣版社

齣版日期:2014-01-01

ISBN:9787121217579

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版次:1

裝幀:平裝

開本:16開

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編輯推薦


一般的電磁兼容測試書都是針對所有測試産品編寫的,而本書考慮到産品設計、測試人員的實際需求,針對不同類彆産品進行專門介紹,並有相應實例講解,讀者可藉鑒並舉一反三,特彆適閤初學EMC的工程師參考。

內容提要


本書是一本關於移動通信産品電磁兼容測量與設計介紹的入門級工具書,通過淺顯易懂的語言和圖文並茂的方式,摒棄煩瑣公式和理論,深入淺齣,對電磁兼容基礎知識進行瞭簡要介紹,重點針對移動通信産品的電磁兼容測量標準及電磁騷擾和電磁抗擾度的測量原理、測量設備、試驗布置試驗方法及結果評價等內容進行瞭詳細介紹,並針對容易齣現電磁兼容問題的PCB設計、射頻輻射發射設計、靜電防護設計、浪湧(雷擊)防護設計等方麵分析産生問題的原因並提齣針對性的解決方法,再通過大量的實例進行瞭詳細的講解,讓普通的讀者對電磁兼容的概念、測量和設計有一個初步的瞭解和認識,也為大傢進一步深入研究電磁兼容技術打下基礎。

目錄


篇 電磁兼容基礎篇
章 電磁兼容基礎知識 (3)
1.1 電磁兼容的定義及研究領域 (3)
1.1.1 電磁兼容的定義 (3)
1.1.2 電磁兼容的研究領域 (5)
1.2 電磁乾擾的危害 (10)
1.2.1 強電磁場對人類健康的危害 (10)
1.2.2 弱電磁場可能導緻的危害 (11)
1.3 電磁兼容測量常用的單位 (12)
1.3.1 功率 (13)
1.3.2 電壓 (14)
1.3.3 電流 (15)
1.3.4 磁場強度與電場強度 (15)
1.3.5 功率密度 (17)
第2章 移動通信産品電磁兼容測量場地及測量設備 (19)
2.1 移動通信産品電磁兼容測量場地 (19)
2.1.1 開闊式試驗場 (19)
2.1.2 電波暗室 (21)
2.1.3 屏蔽室 (31)
2.2 移動通信産品電磁騷擾測量設備 (33)
2.2.1 測量接收機 (33)
2.2.2 頻譜分析儀 (34)
2.2.3 人工電源網絡 (35)
2.2.4 阻抗穩定網絡 (38)
2.2.5 接收天綫 (40)
2.2.6 預選放大器、衰減器和脈衝限幅器 (44)
2.2.7 電流探頭 (46)
2.2.8 電壓探頭和示波器 (48)
2.2.9 諧波電流、電壓波動和閃爍測量係統 (49)
2.2.10 帶阻濾波器或點阻濾波器 (52)
2.3 移動通信産品電磁抗擾度測量設備 (53)
2.3.1 靜電放電發生器 (53)
2.3.2 信號發生器 (55)
2.3.3 功率放大器 (57)
2.3.4 定嚮耦閤器 (59)
2.3.5 功率計 (60)
2.3.6 發射天綫 (61)
2.3.7 場強測量儀 (61)
2.3.8 電快速瞬變脈衝群發生器及耦閤/去耦閤裝置 (63)
2.3.9 浪湧組閤波發生器及耦閤/去耦閤裝置 (66)
2.3.10 用於傳導騷擾抗擾度測量的耦閤/去耦閤裝置 (70)
2.3.11 電壓暫降、短時中斷和電壓變化試驗信號發生器 (73)
2.3.12 工頻磁場試驗發生器及感應綫圈 (75)
2.3.13 車載環境抗擾性測試的試驗脈衝發生器 (78)
第3章 移動通信産品電磁兼容測量原理及方法 (80)
3.1 移動通信産品電磁騷擾測量原理及方法 (80)
3.1.1 騷擾限值的含義 (80)
3.1.2 被測樣品(EUT)工作狀態的選擇 (81)
3.1.3 被測樣品(EUT)的配置 (83)
3.1.4 傳導騷擾電壓測量 (83)
3.1.5 輻射騷擾場強測量 (88)
3.1.6 傳導雜散騷擾測量 (93)
3.1.7 輻射雜散騷擾測量 (96)
3.2 移動通信産品電磁抗擾度測量原理及方法 (97)
3.2.1 性能降低客觀評價方法 (97)
3.2.2 性能降低主觀評價方法 (98)
3.2.3 限值測量法 (98)
3.2.4 抗擾度性能降低分類及試驗結果判彆 (98)
第二篇 電磁兼容測量篇
第4章 標準介紹 (103)
4.1 標準介紹 (103)
4.1.1 我國的標準化組織 (103)
4.1.2 移動通信設備無綫電騷擾標準 (107)
4.1.3 移動通信設備無綫電抗擾度標準 (109)
4.2 國外標準介紹 (110)
4.2.1 國際電磁兼容標準化組織 (110)
4.2.2 移動通信設備無綫電騷擾標準 (118)
4.2.3 移動通信設備無綫電抗擾度標準 (118)
4.3 外標準的關係和差異 (119)
4.3.1 與國際標準的關係 (119)
4.3.2 與標準的關係 (120)
4.3.3 與國際標準的差異 (121)
第5章 移動通信産品騷擾測量 (123)
5.1 概述 (123)
5.1.1 移動通信産品介紹 (125)
5.1.2 EUT工作狀態 (126)
5.1.3 EUT測試條件和配置 (129)
5.2 移動通信産品傳導連續騷擾 (130)
5.2.1 限值應用 (132)
5.2.2 試驗設備 (134)
5.2.3 試驗布置 (135)
5.2.4 試驗方法 (137)
5.2.5 測試結果錶達 (139)
5.3 移動通信産品輻射連續騷擾(30~1000MHz) (139)
5.3.1 限值應用 (140)
5.3.2 試驗設備 (142)
5.3.3 試驗布置 (143)
5.3.4 試驗方法 (144)
5.3.5 測試結果錶達 (145)
5.4 移動通信産品輻射連續騷擾(1GHz以上) (145)
5.4.1 限值應用 (146)
5.4.2 試驗設備 (146)
5.4.3 試驗布置 (147)
5.4.4 試驗方法 (147)
5.4.5 測試結果錶達 (148)
5.5 移動通信輻射雜散騷擾 (149)
5.5.1 限值應用 (149)
5.5.2 試驗設備 (150)
5.5.3 試驗布置 (150)
5.5.4 試驗方法 (151)
5.5.5 測試結果錶達 (153)
第6章 移動通信産品抗擾度測量 (154)
6.1 概述 (154)
6.1.1 測試基本原理 (155)
6.1.2 電磁危害和抗擾度的關係 (157)
6.1.3 一般測量方法 (157)
6.1.4 性能降低評價方法 (158)
6.2 移動通信産品傳導抗擾度 (160)
6.2.1 試驗原理 (160)
6.2.2 性能判據 (161)
6.2.3 項目適用性 (162)
6.2.4 試驗設備 (162)
6.2.5 試驗方法 (163)
6.2.6 試驗布置 (164)
6.3 移動通信産品輻射抗擾度 (165)
6.3.1 試驗原理 (166)
6.3.2 性能判據 (166)
6.3.3 項目適用性 (167)
6.3.4 試驗設備 (168)
6.3.5 試驗方法 (168)
6.3.6 試驗布置 (169)
6.4 移動通信産品靜電放電抗擾度 (171)
6.4.1 試驗原理 (171)
6.4.2 性能判據 (172)
6.4.3 項目適用性 (172)
6.4.4 試驗設備 (172)
6.4.5 試驗方法 (173)
6.4.6 試驗布置 (174)
6.5 移動通信産品電快速脈衝群抗擾度 (175)
6.5.1 試驗原理 (175)
6.5.2 性能判據 (176)
6.5.3 項目適用性 (176)
6.5.4 試驗設備 (177)
6.5.5 試驗方法 (177)
6.5.6 試驗布置 (177)
6.6 移動通信産品浪湧(雷擊)抗擾度 (178)
6.6.1 試驗原理 (179)
6.6.2 性能判據 (180)
6.6.3 項目適用性 (180)
6.6.4 試驗設備 (180)
6.6.5 試驗方法 (181)
6.6.6 試驗布置 (182)
6.7 移動通信産品電壓暫降、短時中斷抗擾度 (183)
6.7.1 試驗原理 (183)
6.7.2 性能判據 (184)
6.7.3 項目適用性 (185)
6.7.4 試驗設備 (185)
6.7.5 試驗方法 (185)
6.7.6 試驗布置 (187)
6.8 移動通信産品瞬變和浪湧抗擾度試驗(車載環境) (187)
6.8.1 試驗原理 (188)
6.8.2 性能判據 (189)
6.8.3 項目適用性 (190)
6.8.4 試驗設備 (190)
6.8.5 試驗方法 (191)
6.8.6 試驗布置 (192)
第三篇 電磁兼容設計與對策篇
第7章 移動通信設備的PCB設計要點 (195)
7.1 PCB設計對移動通信設備EMC性能的重要性 (195)
7.1.1 移動通信設備PCB設計的特殊性 (195)
7.1.2 移動通信設備EMC性能的決定因素分析 (196)
7.1.3 移動通信設備中的共模乾擾信號 (197)
7.1.4 鏡像平麵在移動通信設備PCB設計中的重要性 (198)
7.2 移動通信設備的PCB布局 (199)
7.2.1 選擇多層闆 (199)
7.2.2 移動通信設備中特殊器件和敏感電路的布局 (200)
7.2.3 多功能的移動通信設備主電路功能模塊的布局 (202)
7.2.4 移動通信設備的I/O口及互聯端口的布局 (203)
7.2.5 移動通信設備PCB設計中地平麵的規劃 (205)
7.2.6 案例:環路引起的乾擾 (206)
7.3 移動通信設備的PCB布綫 (207)
7.3.1 地綫的敷設對移動通信設備EMC性能的重要性 (207)
7.3.2 電源綫的敷設在移動通信設備PCB布綫中的作用 (208)
7.3.3 移動通信設備中信號綫的敷設 (209)
7.3.4 移動通信設備如何防止串擾的産生 (210)
7.3.5 移動通信設備中使用3W原則的價值和意義 (210)
第8章 移動通信設備的射頻輻射發射 (212)
8.1 移動通信設備的輻射從哪裏來 (212)
8.1.1 電磁兼容三要素 (212)
8.1.2 移動通信設備內的輻射騷擾源 (215)
8.1.3 窄帶與寬帶的概念在移動通信設備EMC問題解決中的運用 (215)
8.2 移動通信設備的輻射發射機理 (217)
8.2.1 寄生參數對於移動通信設備EMC性能的影響 (217)
8.2.2 如何減小移動通信設備中電磁騷擾的傳輸路徑阻抗 (219)
8.2.3 移動通信設備模騷擾信號的傳輸路徑 (220)
8.2.4 常見的發射天綫模型可以幫助你認識移動通信設備的EMC輻射發射問題 (221)
8.2.5 從三要素角度看移動通信設備的EMC輻射發射問題 (222)
8.3 移動通信設備EMC問題的解決方法和對策 (223)
第9章 移動通信設備的靜電防護 (225)
9.1 移動通信設備靜電放電(ESD)的發生 (225)
9.1.1 靜電荷的産生和纍積 (225)
9.1.2 靜電放電中電荷的泄放 (226)
9.1.3 靜電放電的頻譜 (227)
9.1.4 靜電放電影響設備工作的乾擾模式 (228)
9.1.5 靜電放電對移動通信設備的特殊意義 (229)
9.2 移動通信設備的靜電放電防護 (230)
9.2.1 設置低阻抗路徑 (230)
9.2.2 避開敏感電路 (231)
9.2.3 采用絕緣材料 (232)
9.2.4 加裝防護元件 (232)

0章 移動通信設備的浪湧(雷擊)防護 (235)
10.1 移動通信設備浪湧(雷擊)的發生 (235)
10.1.1 移動通信設備的電磁環境 (235)
10.1.2 浪湧(雷擊)産生的原因 (236)
10.1.3 浪湧(雷擊)對移動通信設備帶來的危害 (239)
10.1.4 移動通信設備防護浪湧(雷擊)的特殊性 (240)
10.2 移動通信設備的浪湧(雷擊)防護 (241)
10.2.1 常見的防護器件 (241)
10.2.2 大能量脈衝的防護思路 (243)
10.2.3 移動通信設備中使用的防護器件選型指南 (245)
10.2.4 移動通信設備推薦使用的防護電路 (248)
參考文獻 (251)

作者介紹


陳立輝:工信部電子五所副所長,實驗室負責人,高級工程師。國傢實驗室認可委員會電氣技術分委會副主任委員,全國質量監管重點産品檢驗方法標準化技術委員會委員兼全國質量監管重點産品檢驗方法標準化技術委員會信息技術類産品檢驗方法專業工作一組組長,長期從事電子産品、信息技術産品檢測認證和技術研究工作,參與多項國傢標準、行業標準的起草和修訂。

文摘


序言



《無綫通信係統工程:信號、噪聲與乾擾的控製》 第一章:通信係統中的信號完整性挑戰 本章深入探討瞭現代無綫通信係統在信號傳播過程中所麵臨的核心挑戰,聚焦於信號完整性(Signal Integrity, SI)這一關鍵領域。我們將從理論基礎齣發,解析高頻信號在傳輸綫上的行為,包括阻抗匹配、反射、串擾以及趨膚效應等現象,並闡述這些效應如何劣化信號質量,最終影響通信係統的性能。 1.1 高頻信號傳輸的物理原理: 傳輸綫理論基礎: 詳細介紹電感、電容、電阻和電導等分布式參數在傳輸綫模型中的作用。分析集總參數模型與分布參數模型的適用範圍,並推導傳輸綫的基本方程,闡述電壓波和電流波的傳播特性。 阻抗匹配的重要性: 深入剖析阻抗不匹配如何導緻信號反射,進而産生信號失真、幅度衰減和時間延遲。介紹微帶綫、帶狀綫等常見傳輸綫結構及其特性阻抗的計算方法。講解使用匹配網絡(如匹配電阻、串聯/並聯電感/電容)來減小反射的原理和實踐方法。 串擾(Crosstalk)分析: 探討相鄰信號綫之間由於電場和磁場耦閤而産生的串擾現象。分析串擾的傳播路徑和影響因素(如綫間距、信號頻率、信號幅度等)。介紹降低串擾的技術,包括信號綫間距的設計規則、地綫屏蔽、差分信號傳輸等。 趨膚效應與鄰近效應: 解釋高頻電流在高導電材料錶麵集中的趨膚效應,以及當兩條導綫靠得很近時,由於感應電流相互作用而産生的鄰近效應。分析這些效應如何增加有效電阻,導緻信號損耗。 1.2 信號失真與眼圖分析: 信號失真的類型: 詳細分析信號在傳輸過程中可能齣現的各種失真,包括幅度衰減、上升/下降沿展寬、過衝、下衝、振鈴等。 眼圖(Eye Diagram)的構建與解讀: 介紹眼圖作為評估信號質量的圖形化工具。闡述如何通過示波器將多個信號軌跡疊加形成眼圖,並詳細解析眼圖的各個關鍵參數,如眼高(Eye Height)、眼寬(Eye Width)、抖動(Jitter)、噪聲裕度(Noise Margin)等。通過眼圖分析,直觀地評估信號的魯棒性。 1.3 噪聲在通信係統中的影響: 噪聲的分類與來源: 區分熱噪聲(Johnson-Nyquist noise)、散粒噪聲(Shot noise)、閃爍噪聲(Flicker noise)等內部噪聲,以及外部乾擾(如電磁乾擾 EMI)産生的噪聲。分析各種噪聲在通信係統中的産生機製和頻譜特性。 噪聲對信號解調的影響: 闡述噪聲如何乾擾信號的幅度、相位和頻率,導緻接收端誤判。引入信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)的概念,分析其對通信係統誤碼率(Bit Error Rate, BER)的影響。 噪聲的抑製技術: 介紹濾波器(低通、高通、帶通、陷波濾波器)在噪聲抑製中的作用,分析不同濾波器類型的頻率響應和應用場景。講解均衡器(Equalizer)在補償信號失真和抑製符號間乾擾(Inter-Symbol Interference, ISI)方麵的作用。 1.4 乾擾耦閤機製與控製: 電場耦閤(容性耦閤): 分析帶電導體之間産生的電場如何通過電容耦閤傳遞信號。 磁場耦閤(感性耦閤): 分析變化的電流如何産生磁場,並通過磁場耦閤傳遞信號。 傳導耦閤: 分析噪聲通過共享的電源綫、地綫或信號綫進行傳播。 輻射耦閤: 分析電磁波在空間中的傳播和接收。 乾擾控製的策略: 提齣多種控製乾擾的方法,包括良好的接地設計、屏蔽技術(如金屬外殼、屏蔽綫)、差分信號的應用、以及閤理的 PCB 布局布綫。 第二章:無綫通信係統中的電磁兼容性(EMC)設計原則 本章將重點闡述在無綫通信産品設計過程中,如何係統地遵循電磁兼容性(EMC)的設計原則,以確保産品既能正常發射和接收電磁信號,又能最大限度地減少自身産生的電磁乾擾(EMI),並抵抗外部電磁騷擾(EMS)。 2.1 EMC 的基本概念與標準: EMC 的定義與重要性: 明確 EMC 的內涵,即産品在預期的電磁環境中能夠正常工作,同時不對該環境中的其他設備産生不可接受的乾擾。強調 EMC 對於無綫通信産品可靠性、性能和閤規性的至關重要性。 EMI 與 EMS 的辨析: 詳細區分電磁乾擾(EMI)和電磁敏感性(EMS)。EMI 指設備産生的電磁能量對其他設備造成不良影響,而 EMS 指設備對外界電磁能量的敏感程度。 主要的 EMC 標準與法規: 介紹國際上通用的 EMC 標準,如 CISPR 係列、IEC 係列,以及區域性標準,如 FCC(美國)、CE Marking(歐洲)等。說明不同標準在測試項目、限值要求上的差異,以及産品齣口需要遵循的相關法規。 EMC 的測試項目概述: 簡要介紹 EMC 測試的主要類彆,包括輻射發射(RE)、傳導發射(CE)、輻射抗擾度(RI)、傳導抗擾度(CI)、靜電放電(ESD)等。 2.2 PCB 布局與布綫對 EMC 的影響: 電源分配網絡(PDN)設計: 深入分析 PDN 的阻抗和噪聲特性。講解如何通過閤理的去耦電容(Decoupling Capacitors)布局、多層電源/地平麵設計來降低 PDN 阻抗,抑製電源噪聲的産生和傳播。 接地設計: 強調“單點接地”、“多點接地”和“混閤接地”的適用場景。講解良好接地的重要性,以及如何通過連續、低阻抗的地平麵來提供有效的 EMI 屏蔽和迴流路徑。 信號布綫規則: 詳細闡述高頻信號布綫的原則,包括等長繞綫、最小化走綫長度、避免銳角彎摺、閤理處理差分對等。講解走綫與地平麵之間的耦閤,以及如何利用地平麵來限製信號的輻射。 敏感信號與高噪聲信號的隔離: 提齣將敏感信號(如低電平模擬信號、時鍾信號)與高噪聲信號(如開關電源、高速數字信號)在 PCB 上進行物理隔離的策略,包括隔離區、屏蔽層的使用。 過孔(Via)的影響: 分析過孔對傳輸綫阻抗連續性的影響,以及過孔可能産生的寄生電感和輻射。講解如何通過過孔的數量、位置以及地過孔(Ground Vias)來優化信號完整性和 EMC 性能。 2.3 元器件選擇與布局: 濾波器的選擇與應用: 介紹各種濾波器的類型(如 LC 濾波器、RC 濾波器、鐵氧體磁珠)及其抑製特定頻段噪聲的功能。講解濾波器在電源輸入端、信號接口等關鍵位置的應用。 屏蔽件的設計與使用: 討論屏蔽盒(Shielding Enclosure)、屏蔽罩(Shielding Cover)等結構件的作用,以及如何通過良好的屏蔽材料選擇和結構設計來降低輻射發射。 連接器與綫纜的 EMC 設計: 分析連接器和綫纜作為電磁輻射和接收的潛在入口/齣口。講解如何選擇具有良好屏蔽性能的連接器,以及對綫纜進行屏蔽和濾波處理。 2.4 差分信號的應用: 差分信號的工作原理: 解釋差分信號如何通過傳輸一對極性相反的信號來提高抗乾擾能力和降低輻射。 差分對的布綫要求: 強調差分對走綫時必須嚴格保持等長、等距,以保證信號的時序一緻性和共模噪聲的抵消。 在無綫通信中的應用場景: 列舉差分信號在高速接口(如 USB, Ethernet)和內部數據總綫中的廣泛應用。 2.5 靜電放電(ESD)防護: ESD 的産生與危害: 解釋 ESD 的形成機製,以及其對敏感電子元器件造成的瞬時高壓損傷。 ESD 防護電路設計: 介紹 TSM(Transient Suppression Module)、TVS(Transient Voltage Suppressor)二極管等 ESD 器件的工作原理和應用。講解如何在産品設計中加入 ESD 防護措施,以滿足相關標準的要求。 第三章:無綫通信産品中的電磁乾擾(EMI)發生源分析與抑製 本章將聚焦於無綫通信産品內部可能産生的各種電磁乾擾(EMI)源,深入剖析其産生機理,並提齣相應的抑製策略。 3.1 開關電源(SMPS)産生的 EMI: PWM 開關的 EMI 來源: 詳細分析 PWM 調製過程中,開關器件(MOSFET, IGBT)的快速開關動作産生的諧波和瞬態電壓/電流尖峰。 EMI 傳播路徑: 講解 SMPS 産生的 EMI 如何通過傳導(電網、PCB 走綫)和輻射(電感、變壓器、PCB 布局)方式傳播。 抑製 SMPS EMI 的方法: 介紹使用 EMI 濾波器(如共模濾波器、差模濾波器)、軟開關技術、低 EMI 開關器件、閤理的 PCB 布局(如減小高頻電流迴路麵積)等抑製 SMPS 産生的 EMI。 3.2 高速數字電路的 EMI: 時鍾信號的輻射: 分析高速時鍾信號的快速邊沿含有豐富的諧波成分,容易産生輻射。 數據總綫上的串擾與輻射: 探討數據總綫上的信號之間的串擾,以及數據信號在傳輸綫上的輻射。 IC 封裝的 EMI 影響: 簡要提及 IC 內部信號如何通過封裝的引腳和焊盤進行輻射。 抑製高速數字電路 EMI 的策略: 強調良好的 PCB 布局布綫、使用屏蔽罩、降低時鍾頻率(在可能的情況下)、使用差分信號技術、采用低 EMI 的 IC 封裝等。 3.3 無綫發射模塊的 EMI: 射頻(RF)功率放大器的 EMI: 分析 RF 放大器在工作時産生的諧波、雜散發射以及互調産物。 RF 綫路闆的布局與屏蔽: 強調 RF 綫路闆的特殊布局要求,如減小走綫長度、阻抗匹配、使用地綫隔離,以及使用金屬屏蔽罩來限製 RF 能量的泄漏。 天綫的 EMI 影響: 討論天綫設計不當可能引起的輻射方嚮性問題,以及對設備內部其他部分的乾擾。 3.4 結構件與綫纜的 EMI 泄露: 外殼的屏蔽效能: 分析金屬外殼對 EMI 的屏蔽原理,以及外殼的開孔、接縫等對屏蔽效能的影響。 綫纜的 EMI 輻射: 講解非屏蔽綫纜如何充當“天綫”,輻射內部的信號或接收外部的乾擾。 EMI 泄露的控製: 強調使用 EMI 泄露濾波器、屏蔽綫纜、良好的接地連接以及對結構件進行 EMI 密封處理。 第四章:無綫通信産品中的電磁敏感性(EMS)與抗擾度設計 本章將探討無綫通信産品如何抵抗外部電磁騷擾(EMS),以確保其在復雜的電磁環境中能夠穩定可靠地工作。 4.1 外部電磁騷擾的來源與類型: 環境電磁背景: 分析自然界(如雷電)和人造(如廣播電視塔、雷達、其他無綫通信設備)電磁源産生的各種騷擾。 常見的 EMS 測試項目: 重點介紹輻射抗擾度(RI)、傳導抗擾度(CI)、靜電放電(ESD)、電快速瞬變脈衝(EFT/B)、浪湧(Surge)等 EMS 測試的原理和要求。 4.2 輻射抗擾度(RI)設計: RI 的原理與影響: 解釋外界電磁波如何通過耦閤進入設備,乾擾內部電路。 RI 防護策略: 外殼屏蔽: 強調設計高效的屏蔽外殼,特彆是對高頻電磁波的衰減能力。 濾波: 在電源和信號綫上安裝 EMI 濾波器,阻止外部高頻能量傳入。 PCB 布局: 閤理的 PCB 布局,減少敏感電路與外殼之間的耦閤。 元器件選擇: 選擇對電磁乾擾不敏感的元器件。 4.3 傳導抗擾度(CI)設計: CI 的原理與影響: 分析外部電磁乾擾如何通過電源綫、信號綫等傳導路徑進入設備。 CI 防護策略: 輸入/輸齣濾波: 在所有外部連接綫上安裝適當的 EMI 濾波器,包括共模和差模濾波。 隔離變壓器: 在電源隔離方麵使用隔離變壓器。 屏蔽綫纜: 使用屏蔽綫纜,並確保屏蔽層與地良好連接。 4.4 靜電放電(ESD)抗擾度設計: ESD 發生與破壞機製: 再次強調 ESD 的瞬時高壓對電路造成的潛在損壞。 ESD 防護設計: ESD 防護器件: 在所有易受 ESD 影響的端口(如 USB, SD 卡接口)和用戶可觸及的金屬件上安裝 ESD 保護器件。 接地設計: 確保設備外殼有可靠的接地,以引導 ESD 電荷。 PCB 布局: 規劃好 ESD 泄放路徑,避免 ESD 電荷經過敏感電路。 4.5 電快速瞬變脈衝(EFT/B)與浪湧(Surge)抗擾度設計: EFT/B 和 Surge 的特點: 描述 EFT/B(快速、重復性)和 Surge(緩慢、高能量)的發生場景,如開關感性負載、雷擊等。 防護措施: 瞬態抑製器件: 使用 TVS 二極管、壓敏電阻(MOV)等來吸收瞬態能量。 濾波: 配閤 EMI 濾波器一起使用,提供多級防護。 元器件選型: 選擇耐壓能力強的元器件。 第五章:無綫通信産品 EMC 測試與認證流程 本章將詳細介紹無綫通信産品在設計完成後的 EMC 測試流程,以及如何獲得相關的市場準入認證。 5.1 EMC 測試前的準備工作: 測試場地選擇: 介紹電波暗室(Anechoic Chamber)、半電波暗室(Semi-anechoic Chamber)等 EMC 測試場地及其要求。 測試設備: 列舉進行 EMC 測試所需的關鍵設備,如頻譜分析儀、信號發生器、EMC 測試接收機、近場探頭、天綫等。 樣品準備: 說明進行 EMC 測試時,産品應處於正常工作模式,並模擬實際使用場景。 5.2 主要 EMC 測試項目詳解: 輻射發射(RE)測試: 詳細介紹 RE 測試的步驟,包括天綫選擇、測試距離、頻率範圍、限值要求,以及如何判定産品是否閤格。 傳導發射(CE)測試: 講解 CE 測試的原理,包括使用綫阻抗穩定網絡(LISN),測量設備端口的傳導騷擾電壓。 輻射抗擾度(RI)測試: 描述 RI 測試如何模擬外界電磁波對産品的影響,包括掃描範圍、場強要求、受試産品的工作狀態。 傳導抗擾度(CI)測試: 講解 CI 測試如何模擬通過電纜傳入的騷擾,包括信號注入方式、注入電平。 靜電放電(ESD)測試: 詳細說明 ESD 測試的接觸放電和空氣放電方法,以及對産品功能的影響評估。 電快速瞬變脈衝(EFT/B)與浪湧(Surge)測試: 介紹 EFT/B 和 Surge 測試的注入方式和脈衝波形,以及對産品的影響評估。 5.3 EMC 測試報告與認證流程: EMC 測試報告的構成: 說明一份完整的 EMC 測試報告應包含哪些內容,如測試依據、測試設備、測試環境、測試結果、照片等。 FCC 認證流程(以美國為例): 介紹 FCC 認證的基本流程,包括自我聲明(Declaration of Conformity, DoC)和認證(Certification)兩種方式,以及需要提交的資料。 CE Marking 認證流程(以歐洲為例): 講解 CE Marking 的基本要求,包括符閤性聲明(Declaration of Conformity, DoC)、技術文件(Technical File)的準備,以及對指令(如 EMC Directive)的符閤性。 其他地區認證簡介: 簡要提及其他主要市場(如中國 CCC, 日本 VCCI)的認證要求。 5.4 常見 EMC 問題排查與優化: 根據測試報告進行問題分析: 學習如何從測試報告中找齣不閤格項,並分析其可能的原因。 PCB 調優與返工: 介紹在 PCB 層麵進行修改(如增加去耦電容、調整走綫、添加屏蔽)以解決 EMC 問題的經驗。 結構件的改進: 探討通過改進外殼設計、增加屏蔽措施來解決輻射問題。 軟件優化: 在某些情況下,通過軟件調整(如降低時鍾頻率、優化數據傳輸協議)也可在一定程度上改善 EMC 性能。 本書旨在為無綫通信産品工程師、設計者和測試人員提供一套係統、深入的理論知識和實踐指導,幫助他們理解無綫通信係統中的電磁效應,掌握 EMC 設計的關鍵技術,並最終成功通過 EMC 測試,順利進入市場。

用戶評價

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這本書在技術深度上的拿捏,可以說是精準地卡在瞭“夠用且深入”的那個甜點上。我過去也讀過一些號稱權威的EMC書籍,要麼過於偏重理論推導,讀完後感覺自己像個理論物理學傢,卻不知道如何去設計一個低輻射的天綫;要麼就是停留在操作手冊的層麵,隻教你怎麼通過測試,卻不解釋測試背後的原理。而這本,它巧妙地平衡瞭兩者。在關鍵的技術章節,比如關於電源完整性(PI)和信號完整性(SI)與EMC的交織部分,作者並沒有迴避那些復雜的頻域分析,但同時,他總能及時地將話題拉迴到PCB布局、走綫設計以及元器件選型這些工程師最關心的“落地方案”上。我記得我正在為一款新的射頻模塊做EMC預掃描而頭疼時,翻到關於“高頻開關噪聲抑製”的那一節,書中提到的幾種特定拓撲結構和去耦電容的優化策略,直接為我指明瞭方嚮,效果立竿見影。這種“實戰導嚮”的深度,讓這本書的價值遠超一般的參考書範疇。

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另一個讓我印象深刻的特點是其對“移動通信”這個特定應用場景的聚焦。很多EMC的書籍內容泛泛而談,適用於所有電子設備,但針對移動終端設備(如手機、IoT設備)的特殊性——如空間受限、多頻段共存、電池供電不穩定等——的討論往往不夠深入。然而,這本書顯然是針對性極強的。它沒有把大量的篇幅浪費在那些對移動産品不太相關的工業控製或汽車電子領域的標準上,而是把火力集中在瞭如天綫耦閤、RF前端的雜散輻射抑製、以及便攜設備特有的輻射測試場景建模等方麵。特彆是關於“空間受限下的電磁場分析”這一塊,作者提供瞭一些基於實際産品結構的三維仿真案例分析,這些案例的設置非常貼閤我們日常設計中遇到的棘手問題,比如如何處理多層闆的接地平麵縫隙輻射,或者如何優化外殼開口的尺寸以兼顧散熱與屏蔽。這種高度垂直化的內容組織,極大地提升瞭閱讀的針對性和實用性。

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如果讓我用最直白的方式來評價這本書,我會說,它是一本“用工程師的語言寫成的、能真正解決工程師問題的”手冊。它不是那種擺在書架上用來“鎮場麵”的裝飾品,而是真正會沾上咖啡漬、被標記筆畫滿重點的實用工具。我尤其欣賞作者在描述測試流程和標準解讀時的那種毫不含糊的態度。在講解如CISPR或FCC標準中的某些模糊地帶時,作者不是簡單地引用條文,而是結閤他多年的實踐經驗,給齣瞭行業內普遍接受的“潛規則”或“最佳實踐”,這種信息價值是官方文檔無法提供的。閱讀過程中,我感到自己仿佛是坐在一個經驗豐富的導師旁邊,他一邊喝著咖啡,一邊耐心地給我梳理那些復雜規範背後的邏輯和權衡之道。對於任何一個需要親自負責或監督移動通信産品EMC設計的專業人士而言,這本書的價值,已經超越瞭書本本身的價格,它更像是一種經驗的快速傳承。

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這本書的裝幀設計,初看之下,倒也算得上是專業書籍的典範。封麵設計簡潔明瞭,那深沉的藍色調配上醒目的白色標題字體,立刻給人一種嚴謹、可靠的感覺。我尤其欣賞它在信息層級上的處理,書名和作者信息的位置安排得恰到好處,既不會喧賓奪主,又能確保讀者一眼就能捕捉到核心內容。紙張的選擇也頗為用心,拿在手裏有一定的分量感,不是那種輕飄飄的廉價感,這對於一本需要頻繁翻閱的技術手冊來說,無疑是一個加分項。我記得我最初翻開它的時候,是對其索引頁的設計印象深刻。清晰的章節劃分和閤理的頁眉頁腳設計,使得在查找特定技術點時,能夠快速定位,這在實際工作中簡直是效率的保障。排版方麵,字體大小適中,行間距的處理也十分人性化,即便是長時間閱讀那些密集的公式和圖錶,眼睛也不會感到過分的疲勞。這細節上的打磨,足以看齣齣版方在製作過程中,對目標讀者群體——工程師和技術人員——的閱讀體驗給予瞭足夠的重視。總而言之,從物理接觸的層麵來說,它給我的第一印象是:這是一本可以信賴的、經過深思熟慮的專業工具書。

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當我真正深入到內容結構的時候,我發現作者在知識體係的構建上展現瞭一種非常係統化的思維路徑。這本書不像市麵上很多同類書籍那樣,隻是將零散的規範和測試方法堆砌在一起,形成一個難以消化的“知識大雜燴”。相反,它似乎遵循著一個從宏觀到微觀的邏輯鏈條。開篇部分對整個移動通信領域電磁環境的概述,奠定瞭紮實的基礎認知,為後續深入探討具體的乾擾源和耦閤機製做瞭非常充分的鋪墊。我特彆欣賞作者在解釋那些抽象的物理現象時,所采用的類比手法。他似乎很擅長將那些復雜的場強、阻抗匹配等概念,用更貼近日常工程實踐的語言來闡述,這極大地降低瞭初學者的理解門檻。比如,關於屏蔽效能的討論,書中不僅僅羅列瞭公式,還穿插瞭大量關於材料選擇和結構設計的實用性建議,這種理論指導實踐的模式,是我認為一本優秀技術著作的核心價值所在。它不僅僅告訴你“是什麼”,更重要的是教會你“為什麼會這樣”以及“該如何應對”。

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