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第1章 绪论1

1.1电磁兼容发展简史1

1.2电磁兼容的主要国际组织和机构2

1.3电磁兼容学科和研究对象3

1.3.1电磁脉冲与电磁环境效应3

1.3.2雷电（Lightning）5

1.3.3强电磁脉冲（EMP）5

1.3.4静电放电（ESD）6

1.3.5开关操作7

1.3.6对电气、电子设备或元器件造成的危害7

1.3.7研究所涉及的领域7

1.4 EMC的研究方法8

1.4.1 EMC设计方法的演变8

1.4.2 EMI的预测和分析10

1.4.3 EMC设计的有效性11

1.4.4 EMI的控制技术11

1.4.5 EMC的仪器与测量技术12

第2章 电子设备电磁兼容设计原理14

2.1电子设备电磁兼容设计的内容及采用的方法14

2.1.1 21世纪的电子信息设备的电磁兼容14

2.1.2保证设备级的电磁兼容性16

2.1.3保证综合系统和系统级的电磁兼容性17

2.1.4保证业务级的电磁兼容性19

2.2常见的电磁干扰源及特性20

2.2.1自然界存在的电磁干扰源20

2.2.2人为的电磁干扰源20

2.2.3干扰源的频谱评估24

2.3电磁干扰作用途径及分析方法27

2.3.1辐射干扰28

2.3.2传导干扰33

2.4保证电磁兼容性的方法38

2.4.1在不同等级上保证电磁兼容性的方法39

2.4.2减小导线之间的耦合40

2.4.3接地42

2.4.4屏蔽与滤波44

第3章 电子电气系统电磁兼容性分析和设计48

3.1系统电磁兼容性概述48

3.1.1电磁兼容性设计的依据48

3.1.2电磁兼容性设计的主要原则48

3.1.3电磁兼容性问题的处理和设计方法49

3.1.4系统设计的任务50

3.2谱域分析和系统间电磁兼容性51

3.2.1发射机功率谱函数数学模型52

3.2.2接收机响应谱函数数学模型53

3.2.3天线增益函数数学模型54

3.2.4馈线损耗56

3.3环境电磁场及安全界限值57

3.3.1接收系统的环境电磁场57

3.3.2发射系统的环境电磁场58

3.3.3电磁波安全界限值59

3.4频谱控制和尖峰脉冲控制61

3.4.1频谱分析与控制61

3.4.2尖峰脉冲控制62

3.5电源的电磁兼容性要求63

3.5.1系统对电源干扰的限制性要求63

3.5.2一次电源系统特性要求63

3.6系统内不可控噪声电平64

3.6.1系统地线干扰指标和分配方法64

3.6.2系统地线干扰噪声的测量66

3.7电磁干扰隔离度和布局67

3.7.1发射机与接收机的隔离度67

3.7.2接收机通道隔离度67

3.7.3系统内其他设备之间的隔离度68

3.7.4装备和电子设备的布局68

3.8接地、布线、屏蔽总体方案69

3.9电子、电气系统的防雷措施70

3.9.1避雷针结构70

3.9.2避雷针引下线和接地71

3.9.3对感应雷的防护71

第4章 电子设备电磁屏蔽的设计72

4.1概述72

4.2电场屏蔽73

4.2.1静电屏蔽73

4.2.2交变电场屏蔽74

4.3磁场屏蔽77

4.3.1静磁屏蔽77

4.3.2低频磁场屏蔽81

4.4电磁屏蔽83

4.4.1电磁辐射干扰源83

4.4.2屏蔽效能的计算85

4.5电磁屏蔽材料98

4.5.1屏蔽用金属材料98

4.5.2缝隙屏蔽材料98

4.5.3薄膜屏蔽材料99

4.5.4通风孔屏蔽材料99

4.5.5观察窗屏蔽材料101

4.5.6引线孔的屏蔽材料101

第5章 EMI电源滤波器的防护设计102

5.1电网的电源干扰102

5.2开关电源的干扰103

5.3噪声源的等效电路104

5.3.1三线制输入端的开关电源噪声104

5.3.2开关电源输出端噪声105

5.3.3二线制输入端的开关电源噪声107

5.3.4噪声源等效电路的输入阻抗108

5.4 EMI电源滤波器插入损耗的理论计算方法114

5.4.1插入损耗的定义114

5.4.2电源滤波器一般常用的典型电路115

5.4.3共模插入损耗的推导116

5.4.4差模插入损耗的推导117

5.4.5理论计算与实测结果118

5.4.6高频参数的修正119

5.5 EMI电源滤波器插入损耗的工程计算方法121

5.5.1理论计算公式121

5.5.2工程应用123

5.5.3应用步骤126

5.5.4设计举例126

5.6 EMI输入滤波器的稳定性问题130

5.6.1并联阻尼滤波器131

5.7 EMI滤波器中的滤波电感133

5.7.1共模扼流圈136

5.7.2差模扼流圈143

5.7.3整流滤波电感153

5.8 EMI滤波器标准和测量方法156

5.8.1 EMI滤波器的标准156

5.8.2插入损耗的测量方法157

5.8.3 EMI电源滤波器实际的输入／输出负载160

5.9 EMI滤波器的正确选择和使用161

5.9.1具体电路分析162

5.9.2额定电流与环境温度164

5.9.3耐压、泄漏电流与安全165

5.9.4正确安装方法166

5.10 EMI滤波器的发展趋势167

5.10.1模块电源EMI滤波器向小型化和功能复合化方向发展168

5.10.2 X2Y平衡式MLCC电容滤波器170

5.10.3常规连接器向带有滤波或压敏功能的连接器方向发展172

5.11简易的共／差模分离方法174

第6章 电子电气设备接地设计179

6.1基本概念179

6.1.1接地是电路的组成部分179

6.1.2接地建立基准电平179

6.1.3地线干扰分析180

6.2克服地线干扰的主要方法181

6.2.1克服差模干扰的有效方法181

6.2.2克服共模干扰的主要方法183

6.2.3地线的天线效应引起的电流186

6.2.4接地电位差干扰的抑制方法187

6.2.5安全接地188

6.3接地系统设计实例189

6.3.1接地系统设计几项主要要求189

6.3.2接地线截面积选择190

6.3.3供电配电箱接地191

6.3.4复杂电子设备的接地191

6.3.5供电接地、电子设备接地、避雷接地的相互关系192

6.4搭接193

6.4.1搭接的类型193

6.4.2搭接片的设计193

6.4.3搭接面的处理194

6.4.4搭接技术的一般原则194

6.4.5搭接电阻要求194

6.5接地综合性问题分析195

6.5.1接地平面电位的平坦度195

6.5.2地线汇总点的确定195

6.5.3地面装备（设备）接地电阻196

6.5.4军用装备和民用设备接地要求的差别197

6.5.5高压设备接地和数字设备防静电接地的特殊要求198

第7章 电子电气设备的布线和接续设计199

7.1线间串扰分析199

7.1.1电容耦合产生的干扰199

7.1.2电感耦合产生的干扰201

7.1.3减小线间耦合的一种方法202

7.2屏蔽线的磁屏蔽和电磁屏蔽作用及地回路的形成204

7.2.1屏蔽层的磁屏蔽204

7.2.2地回路干扰的形成205

7.2.3电磁辐射和同轴电缆屏蔽206

7.3电子设备常用线型209

7.3.1屏蔽线209

7.3.2双绞线210

7.3.3同轴电缆210

7.4工程上布线、布缆方法211

7.5接续设计212

7.5.1滑动连接装置212

7.5.2电连接器应用213

7.5.3转接箱（信号分配器）接续设计213

7.6布线电磁兼容性工程应用和分析214

7.6.1电缆对中辐射发射RE102指标的影响214

7.6.2电缆满足GJB151A标准中CS114、CS115、CS116指标的电磁兼容性设计215

7.6.3互连电缆对电子设备间电磁干扰隔离度的影响217

7.6.4电缆屏蔽层的终端连接法217

7.6.5采用印制母板布线替代电子设备布线218

第8章 高速印制电路板的电磁兼容设计220

8.1电子信息设备电磁兼容性设计与信息安全220

8.1.1概述220

8.1.2电子设备电磁兼容设计思想221

8.2高速印制电路板设计基础224

8.2.1电磁兼容设计要考虑的带宽和等效电路226

8.2.2印制线条及电路的高频参数计算229

8.2.3决定多层印制电路板的布线安排232

8.2.4高速印制电路板的接地设计236

8.2.5高速电路板布线的其他方法237

8.3数字电路的电容设计239

8.3.1开关电路供电的特点和解决方案240

8.3.2电容器的自谐振频率240

8.3.3数字电路电源系统电容的设计方法242

8.3.4数字电路电源系统设计遇到的实际问题243

8.4时钟电路的电磁兼容设计247

8.4.1概述247

8.4.2时钟电路设计方法248

8.4.3时钟电路的电磁兼容设计举例255

8.4.4时钟电路印制线条的布线方法257

8.4.5减小时钟电路辐射的方法260

8.4.6时钟电路引起的串音、保护线的安排262

8.4.7时钟线条终端方法264

8.5 I/O电路及背板和连接器的设计267

8.5.1连接器设计的基本概念267

8.5.2 I/O电路、背板和连接器设计的一般原理268

8.5.3印制电路板到背板的连接设计276

8.5.4插板到插槽的阻抗控制278

8.5.5 I/O电路与背板和连接器设计的经验方法279

8.5.6多层印制电路板电磁兼容设计的理论方法283

第9章 静电、静电测量和静电防护288

9.1静电的产生288

9.1.1静电产生的机理288

9.1.2静电产生方式289

9.1.3静电的屏蔽性290

9.1.4电子产品敏感特性291

9.2静电放电（ESD）试验模型293

9.2.1人体模型293

9.2.2带电器件模型296

9.2.3电场感应模型297

9.3危害298

9.3.1引起爆炸和火灾298

9.3.2给人以电击298

9.3.3妨碍生产299

9.3.4对电子产品的影响299

9.4测量300

9.4.1电子元器件静电放电（ESD）敏感度测量300

9.4.2电子设备静电放电（ESD）敏感度试验301

9.5静电放电（ESD）的防护302

9.5.1一般措施302

9.5.2仪器和设备的防静电放电（ESD）措施306

9.5.3软件防静电放电（ESD）措施312

第10章 雷电及电磁脉冲的防护技术313

10.1雷电基础知识313

10.1.1雷电形成的物理过程313

10.1.2雷电活动规律317

10.2雷电及电磁脉冲的物理特性319

10.2.1雷电流波形及一般物理特性319

10.2.2雷电电磁脉冲的频谱分析321

10.2.3电磁脉冲的波形和频谱323

10.2.4雷电及电磁脉冲的传播途径326

10.3雷电电磁脉冲的物理效应和电磁效应328

10.3.1电磁脉冲对器件或系统（设备）的电磁效应328

10.3.2电磁脉冲对地下长传输电缆的影响332

10.3.3对供电线的影响335

10.4雷电和电磁脉冲的防护原理335

10.4.1接闪336

10.4.2屏蔽337

10.4.3均压（等电位）337

10.4.4接地和接地电阻338

10.5过压保护原理及其器件342

10.5.1过压保护原理342

10.5.2过压保护器件（SPD）343

10.6雷电、电磁脉冲防护技术的应用360

10.6.1关于防雷规范的讨论360

10.6.2接闪器362

10.6.3地网367

10.6.4防雷器总体要求369

10.6.5电源防雷器的要求和安装370

10.6.6信号防雷器要求375

10.6.7防护技术应用378

第11章 电磁兼容性测量及测量标准384

11.1电磁兼容性测量的基本概念384

11.1.1电磁干扰形成原因384

11.1.2电磁辐射的基本概念385

11.1.3几种电磁兼容测量量纲及换算关系387

11.2电磁兼容性测量需要的主要仪器和设施389

11.2.1接收设备389

11.2.2信号发生器398

11.2.3功率放大器402

11.2.4使用电子测量仪器注意事项404

11.2.5电磁兼容性测量辅助设备406

11.2.6电磁兼容性测量设施415

11.3电磁兼容性性能预测试420

11.3.1电磁干扰产生的根源421

11.3.2干扰信号的频谱424

11.3.3电磁兼容性性能预测试426

11.3.4电磁干扰诊断方法举例427

11.3.5辐射诊断测量注意事项429

11.4电磁兼容性基本测量方法429

11.4.1电磁辐射发射测量系统（RE）（电磁骚扰或辐射骚扰）430

11.4.2电磁辐射敏感度测量系统（RS）（电磁抗扰度）430

11.4.3传导发射测量系统（CE）（传导骚扰）431

11.4.4传导敏感度测量系统（CS）432

11.5电磁兼容性测量仪器和附件的校准435

11.5.1电磁干扰测量系统的校准436

11.5.2天线的校准437

11.5.3电流探头传输阻抗校准方法442

11.5.4电流注入探头插入损耗校准方法443

11.5.5电源阻抗稳定网络校准443

11.6电磁兼容性测量不确定度分析444

11.6.1不确定度分析的基本概念444

11.6.2 EMI测量不确定度分析446

11.6.3电磁敏感度测量不确定度分析448

11.7电磁兼容性标准概况448

第12章 电磁兼容性故障诊断459

12.1概述459

12.2电磁兼容性故障矩阵460

12.2.1故障矩阵原理461

12.2.2不同分系统故障矩阵元素的分析462

12.2.3电磁兼容性故障矩阵的综合分析465

12.3电磁兼容性故障树——排除法467

12.3.1故障树建立和分析的一般方法467

12.3.2电磁兼容性故障树469

12.3.3故障机理的排除法470

12.4电磁兼容性故障监测与干扰识别471

12.4.1潜在故障监测和设计改进471

12.4.2显性故障的监测和分析476

12.4.3电磁干扰识别480

12.5电磁兼容性故障相似类比法和故障案例484

12.5.1故障案例的收集及案例内容485

12.5.2故障案例的录入和检索486

12.5.3专家系统故障诊断487

12.6电磁兼容性故障诊断综述487

附录489

附录A欧盟发布的19条安全指令489

附录B部分电磁兼容国家标准489

附录C部分电磁兼容国家军用标准494

参考文献495