电子设备的电磁兼容性设计

第1章 绪论

1. 1 电磁兼容发展简史

1. 2 电磁兼容的主要国际组织和机构

1. 3 电磁兼容学科和研究对象

1. 3. 1 雷电(Lighting)

1. 3. 2 强电磁脉冲(EMP)

1. 3. 3 静电放电(ESD)

1. 3. 4 开关操作

1. 3. 5 对电气. 电子设备或元器件造成的危害

1. 3. 6 研究所涉及的领域

1. 4 EMC的研究方法

1. 4. 1 EMC设计方法的演变

1. 4. 2 EMI的预测和分析

1. 4. 3 EMC设计的有效性

1. 4. 4 EMI的控制技术

1. 4. 5 EMC的仪器与测量技术

1. 5 21世纪将是质量的世纪

第2章 电子设备电磁兼容设计原理

2. 1 电子设备电磁兼容设计的内容及

采用的方法

2. 1. 1 保证元件. 部件级的电磁兼容性

2. 1. 2 保证设备级的电磁兼容性

2. 1. 3 保证综合系统和系统级的

电磁兼容性

2. 1. 4 保证业务级的电磁兼容性

2. 2 常见的电磁干扰源及特性

2. 2. 1 自然界存在的电磁干扰源

2. 2. 2 人为的电磁干扰源

2. 3 电磁干扰作用途径及分析方法

2. 3. 1 辐射干扰

2. 3. 2 传导干扰

2. 4 保证电磁兼容性的方法

2. 4. 1 在不同等级上保证电磁兼容性

的方法

2. 4. 2 减小导线之间的耦合

2. 4. 3 接地

2. 4. 4 屏蔽与滤波

第3章 电子电气系统电磁兼容性

分析和设计

3. 1 系统电磁兼容性概述

3. 1. 1 电磁兼容性设计的依据

3. 1. 2 电磁兼容性设计的主要原则

3. 1. 3 电磁兼容性问题的处理和设计方法

3. 1. 4 系统设计的任务

3. 2 谱域分析和系统间电磁兼容

3. 2. 1 发射机功率谱函数数学模型

3. 2. 2 接收机响应谱函数数学模型

3. 2. 3 天线增益函数数学模型

3. 2. 4 馈线损耗

3. 3 环境电磁场及安全界限值

3. 3. 1 接收系统的环境电磁场

3. 3. 2 发射系统的环境电磁场

3. 3. 3 电磁波安全界限值

3. 3. 4 一般性环境电磁场

3. 4 频谱控制和尖峰脉冲控制

3. 4. 1 频谱分析与控制

3. 4. 2 尖峰脉冲控制

3. 5 电源的电磁兼容性要求

3. 5. 1 系统对电源干扰的限制性要求

3. 5. 2 一次电源系统特性要求

3. 6 系统内不可控噪声电平

3. 6. 1 系统地线干扰指标和分配方法

3. 6. 2 系统地线干扰噪声的测量

3. 7 电子. 电气系统的防雷措施

3. 7. 1 避雷针结构

3. 7. 2 避雷针引下线和接地

3. 7. 3 对感应雷的防护

第4章 电子设备电磁屏蔽的设计

4. 1 概述

4. 2 电场屏蔽

4. 2. 1 静电屏蔽

4. 2. 2 交变电场屏蔽

4. 3 磁场屏蔽

4. 3. 1 静磁屏蔽

4. 3. 2 低频磁场屏蔽

4. 4 电磁屏蔽

4. 4. 1 电磁辐射干扰源

4. 4. 2 屏蔽效能的计算

4. 5 电磁屏蔽材料

4. 5. 1 屏蔽用金属材料

4. 5. 2 缝隙屏蔽材料

4. 5. 3 薄膜屏蔽材料

4. 5. 4 通风孔屏蔽材料

4. 5. 5 观察窗屏蔽材料

4. 5. 6 引线孔的屏蔽材料

第5章 EMI电源滤波器的防护设计

5. 1 电网的电源干扰

5. 2 开关电源的干扰

5. 3 开关电源的噪声模型

5. 3. 1 开关电源的噪声分类

5. 3. 2 共模噪声的等效电路

5. 3. 3 共模噪声的测试电路

5. 3. 4 差模噪声的等效电路

5. 3. 5 差模噪声的测试电路

5. 4 共模噪声的预估方法

5. 5 差模噪声的预估方法

5. 5. 1 开关谐波噪声引起的差模反馈噪声

5. 5. 2 工频宽带噪声引起的差模反馈噪声

5. 6 EMI电源滤波器插入损耗的计算方法

5. 6. 1 插入损耗的定义

5. 6. 2 电源滤波器一般常用的典型电路

5. 6. 3 低频共模插入损耗的推导

5. 6. 4 低频差模插入损耗I. LDM的推导

5. 7 EMI滤波器中的滤波电感

5. 7. 1 磁性材料的磁特性参数

5. 7. 2 磁场中的基本概念和规律

5. 7. 3 共模扼流圈

5. 7. 4 差模扼流圈

5. 7. 5 整流滤波电感

5. 8 EMI滤波器标准和测量方法

5. 8. 1 标准

5. 8. 2 插入损耗的测量方法

5. 9 EMI滤波器的正确选择和使用

5. 9. 1 具体电路分析

5. 9. 2 额定电流与环境温度

5. 9. 3 耐压. 泄漏电流与安全

5. 9. 4 正确的安装方法

5. 10 EMI滤波器的发展趋势

5. 10. 1 目前片式EMI滤波器的发展概况

5. 10. 2 目前模块电源的EMI滤波器

第6章 电子电气设备接地设计

6. 1 基本概念

6. 1. 1 接地是电路的组成部分

6. 1. 2 接地建立电平

6. 1. 3 地线干扰分析

6. 2 克服地线干扰的主要方法

6. 2. 1 克服差模干扰的有效方法

6. 2. 2 克服共模干扰的主要方法

6. 2. 3 地线的天线效应引起的电流

6. 2. 4 接地电位差干扰的抑制方法

6. 2. 5 安全接地

6. 3 接地系统设计实例

6. 3. 1 接地系统设计几项主要要求

6. 3. 2 接地线截面积选择

6. 3. 3 供电配电箱接地

6. 3. 4 复杂电子设备的接地

6. 3. 5 供电接地. 电子设备接地. 避雷

接地的相互关系

6. 4 搭接

6. 4. 1 搭接的类型

6. 4. 2 搭接片的设计

6. 4. 3 搭接面的处理

6. 4. 4 搭接技术的一般原则

6. 4. 5 搭接电阻的要求

第7章 电子电气设备的布线和接续

设计

7. 1 线间串扰分析

7. 1. 1 电容耦合产生的干扰

7. 1. 2 电感耦合产生的干扰

7. 1. 3 减小线间耦合的一种方法

7. 2 屏蔽线的磁屏蔽和电磁屏蔽作用及

地回路的形成

7. 2. 1 屏蔽层的磁屏蔽

7. 2. 2 地回路干扰的形成

7. 2. 3 电磁辐射和同轴电缆屏蔽

7. 3 电子设备常用线型

7. 3. 1 屏蔽线

7. 3. 2 双绞线

7. 3. 3 同轴电缆

7. 4 工程上布线. 布缆方法

7. 5 接续设计

7. 5. 1 滑动连接装置

7. 5. 2 电连接器应用

7. 5. 3 转接箱(信号分配器)接续设计

第8章 多层印制电路板的电磁兼容

设计

8. 1 电子设备电磁兼容性设计

8. 1. 1 概述

8. 1. 2 电子设备电磁兼容设计思想

8. 2 多层印制电路板设计基础

8. 2. 1 电磁兼容设计要考虑的带宽和

等效电路

8. 2. 2 印制线条及电路的高频参数计算

8. 2. 3 决定多层印制电路板的布线安排

8. 2. 4 多层印制电路板的接地设计

8. 2. 5 多层板布线的其他方法

8. 3 数字电路的电容设计

8. 3. 1 电容的自谐振频率

8. 3. 2 电容设计原理

8. 3. 3 实际设计问题

8. 4 时钟电路的电磁兼容设计

8. 4. 1 概述

8. 4. 2 时钟电路设计方法

8. 4. 3 时钟电路的电磁兼容设计举例

8. 4. 4 时钟电路印制线条的布线方法

8. 4. 5 减小时钟电路辐射的方法

8. 4. 6 时钟电路引起的串音. 保护的线

安排

8. 4. 7 时钟线条终端方法

8. 5 I／0电路及背板和连接器的设计

8. 5. 1 连接器设计的基本概念

8. 5. 2 I／O电路. 背板和连接器设计的

一般原理

8. 5. 3 印制电路板到背板的连接设计

8. 5. 4 插板到插槽的阻抗控制

8. 5. 5 I／0电路与背板和连接器设计的

经验方法

8. 5. 6 多层印刷电路板电磁兼容设计的

理论方法

第9章 静电. 静电测量和静电防护

9. 1 静电的产生

9. 1. 1 静电产生的机理

9. 1. 2 静电产生方式

9. 1. 3 静电的屏蔽性

9. 1. 4 电子产品敏感特性

9. 2 静电放电(ESD)试验模型

9. 2. 1 人体模型

9. 2. 2带电器件模型

9. 2. 3 电场感应模型

9. 3 危害

9. 3. 1 引起爆炸和火灾

9. 3. 2给人以电击

9. 3. 3 妨碍生产

9. 3. 4对电子产品的影响

9. 4 测量

9. 4. 1 电子元器件静电放电(ESD)

敏感度测量

9. 4. 2 电子设备静电放电(ESD)

敏感度试验

9. 5 静电放电(ESD)的防护

9. 5. 1 一般措施

9. 5. 2 仪器和设备的防静电措施

9. 5. 3 防静电保护区

9. 5. 4 接地考虑

9. 5. 5 信息技术设备的静电放电

(ESD)防护

第10章 电子设备的防雷技术

10. 1 雷电形成的物理过程

10. 1. 1 气体导电

10. 1. 2 闪电的物理过程

10. 1. 3 对雷电活动规律的归纳

10. 2 雷电破坏作用的机理

10. 2. 1 雷电流热效应的破坏作用

10. 2. 2 雷电流冲击波的破坏作用

10. 2. 3 雷电流电动力效应的破坏作用

10. 2. 4 雷电的静电感应和电磁感应的

破坏作用

10. 2. 5 雷电反击和引入高电位

10. 2. 6 对人身的雷电灾害

10. 3 雷电电磁脉冲的物理特性

10. 3. 1 一般物理特性

10. 3. 2 雷电电磁脉冲的频谱分析

10. 3. 3 雷电电磁脉冲的传播途径

10. 4 雷电电磁脉冲(LEMP)的防护原理

10. 4. 1 接闪

10. 4. 2 屏蔽

10. 4. 3 均压(等电位)

10. 4. 4 接地

10. 5 防雷器件

10. 5. 1 火花隙与火花放电管

10. 5. 2 氧化锌压敏电阻(无间隙防雷器)

10. 5. 3 瞬变抑制二极管等半导体避雷器

10. 6 防雷技术

10. 6. 1 关于防雷规范的讨论

10. 6. 2 接闪器

10. 6. 3 地网

10. 6. 4 电源避雷器的选择与安装

10. 6. 5 信号避雷器的要求与选择

10. 6. 6 综合防雷的示例

第11章 电磁兼容测量方法及

测量标准

11. 1 电磁兼容测量的基本概念

11. 1. 1 引言

11. 1. 2 电磁辐射的基本概念

11. 1. 3 几种电磁兼容测量量纲及换算

关系

11. 2 电磁兼容测量需用的主要仪器和设施

11. 2. 1 接收设备

11. 2. 2 信号发生器

11. 2. 3 功率放大器

11. 2. 4 EMC测量附件

11. 2. 5 EMC测量设施

11. 3 电磁兼容性能预测

11. 3. 1 电磁干扰产生的根源

11. 3. 2 干扰信号的频谱

11. 3. 3 电磁兼容性能预测

11. 3. 4 电磁干扰诊断方法举例

11. 3. 5 辐射诊断预测注意事项

11. 4 电磁兼容基本测量方法

11. 4. 1 电磁辐射发射测量系统(RE)

(电磁骚拢. 辐射骚扰)

11. 4. 2 电磁辐射敏感度测量系统(贴)

(电磁抗扰度)

11. 4. 3 传导发射测量系统(哪)

(传导骚扰)

11. 4. 4 传导敏感度测量系统(CS)

11. 5 电磁兼容测量仪器和附件的校准

11. 6 电磁兼容测量不确定度分析

11. 6. 1 不确定度分析的基本概念

11. 6. 2 EMI测量不确定度分析

11. 6. 3 电磁敏感度(EMS)测量不确定

度分析

11. 7 安全与电磁兼容标准概况

11. 7. 1 电磁兼容标准概况

11. 7. 2 安全标准概况

第12章 电磁兼容性故障诊断技术

12. 1 概述

12. 2 电磁兼容性设计可以改善电磁

兼容性指标

12. 2. 1 接地可以广泛改善电磁

兼容性指标

12. 2. 2 屏蔽对辐射强度的影响

12. 2. 3 电源滤波器能有效抑制电源线传导

发射干扰, 并降低传导敏感度

12. 2. 4 提高GJBl51A00C. 5103, CSl04,

CSl05性能的设计措施

12. 3 显性故障的诊断方法

12. 3. 1 故障树和排除法

12. 3. 2 引起故障的信号探测和追踪

12. 3. 3 故障综合法和试探法

附录

附录A 欧盟发布的19条安全指令

附录B 部分电磁兼容国家标准

附录C 部分电磁兼容国家军用标准

附录D 部分安全国家标准

附录E 信息部部分安全标准

附录F 国际电工委员会技术委员会TC-81

制定的IEC. 61312-1, IEC61312-3和

IECSC37A规范中, 关于浪涌保护器件

要求的部分摘要

参考文献