电磁兼容设计与测试实用技术

所有与应用技术、技巧和工艺无关的内容一律删去，这其中包括王守三编译的《电磁兼容设计与测试实用技术》中所有有关讨论经济效益、成本核算及市场准入和竞争等的内容。
间接与应用技术、技巧和工艺有关的内容则按照不同情况，以能删即删或进行部分压缩的原则处理。比如大多数章节中的概述和简介就是以此原则处理的。 

本书共分为4篇，分别为电磁兼容的实用设计与技术（包括电路设计和元器件的选择、电缆和连接器、滤波器和浪涌保护装置、屏蔽）、PCB的电磁兼容设计和技术(包括隔离和接口抑制、PCB与底板的搭接、0V参考面和电源参考面、包含掩埋电容在内的去耦合技术、传输线、包含微化孔在内的布线和层叠技术、PCB设计中很后需要提及的一些问题)、设备和系统安装中的电磁兼容技术（包括设备安装中的EMC技术、产品装配中的EMC技术、滤波和屏蔽技术、正确选用滤波器、良好EMC工程技术在工业机柜设计和构成中的实施、系统设备及其电缆的EMC通用安装指南）和电磁兼容测试方法的设计和技术（包括辐射发射测试、传导发射测试、快速瞬态猝发、浪涌和静电放电的测试、辐射抗扰度测试、传导抗扰度测试、现场EMC测试方法）。
本书适合从事EMC设计、管理人员阅读，也适合参加EMC培训的师生选作教材。

王守三 1966年毕业于原上海科技大学无线电系无线电物理专业。毕业后曾在原上海仪表电讯工业局仪器仪表工业公司从事电子仪器的开发和研制。1975年复旦大学指名调入化学系从事电化学电子学测量方法的科研与教学工作。1983年赴美国康涅狄州立中央大学物理系计算机实验室工作，并分别于1986年和1992年以优异成绩获得康涅狄州立中央大学硕士学位(M.S.)和康涅狄大学哲学博士学位(Ph.D)，主修多媒体技术及高等教育管理。其问还通过考试获得美国视听工程学会工程师证书和美国国家无线电和电通信学会多学科一级(优选一级)工程师证书(National Association of Radio and Telecommunication，Engineer of First Class Master Endorsement)。目前担任康涅狄州立中央大学多媒体中心工程部主任(Tenure)，并在该校教授计算机电子学等课程。从1992年起至今，还兼任美国靠前教育多媒体杂志编委(Member of Editorial Board，International、Journal of Instructional Media)。主要兴趣领域有：数模转换技术、计算机网络、计算机辅助教学、多媒体技术和应用、电磁兼容技术、测量技术等方面。在相关领域编写了多部专著和发表了多篇论文。 

第1篇电磁兼容的实用设计和技术
第1章电路设计和元器件的选择
11EMC数字元器件和电路设计
111元器件的选择
112批次和掩模缩小问题
113IC插座是问题的根源之一
114电路技术
115扩展频谱时钟
12模拟元器件和电路设计
121模拟元器件的选择
122防止解调问题
123其他模拟电路技术
13开关模式设计
131IC布局和器件选择
132阻尼
133散热器
134整流器
135有关磁性元件的问题
及其解决办法
136用于开关模式的扩展频谱时钟
14信号通信元件和电路设计
141非金属通信为最佳选择
142金属通信技术
143光隔离
144外部I/O保护
145“不接大地”和“浮地”通信
第2章电缆和连接器
21频谱的使用和骚扰的可能性
22导体的漏电和天线效应
23所有电缆都会受其内在的电阻、
电容和电感的影响
24避免导体的使用
25电缆的分离和路由选择
26如何获得电缆的最佳性能
261传输线
262选用产品内外导体
时的EMC考虑
263发送和返回信号的成对导体
264从屏蔽电缆中获取其最佳
性能：屏蔽
265从屏蔽电缆中获取其最佳性能：
屏蔽的终止方法
266在电缆两端都完成屏蔽的终止
27如何获得连接器的最佳性能
271非屏蔽连接器
272PCB之间的连接
273屏蔽的连接器
第3章滤波器和浪涌保护装置
31滤波器的工作原理
32软性铁氧体的优点
33共模（CM）和差模（DM）
34选用滤波器的简单经验规则
35电感量随电流的变化而改变
36滤波器技术规范的规定
37实践中的阻抗问题
38大地漏电电流和安全
39有用信号的频率和敏感性问题
310滤波器的接地
311滤波器和屏蔽的最佳协调
312滤波器的结构、安装和
电缆的敷设
313浪涌保护装置（SPD）
3131SPD的类型
3132数据线上是否需要SPD？
3133SPD和数据完整性
3134SPD的等级
3135SPD及其熔丝
3136SPD的安装
3137地电位提升问题
第4章屏蔽
41屏蔽的一般概念
42较大的和矩形的屏蔽罩性能较好
43趋肤效应
44缝隙
45低频（磁场）屏蔽
46截止频率以下的波导技术
47密封衬垫
48显示器件和类似器件的屏蔽
49通风装置缝隙的屏蔽
410使用金属喷涂（导电漆）或电镀
塑料进行屏蔽
411非金属屏蔽
412由于不恰当屏蔽造成
的传导测试失败
413屏蔽罩壳的安装
414使用在PCB一级上的屏蔽
第2篇PCB的电磁兼容设计和技术
第1章隔离和接口抑制
11隔离技术简介
12PCB层次上的屏蔽
121PCB上采取屏蔽措施的原因
122PCB层次上的屏蔽综述
123PCB上屏蔽罩壳的类型
124PCB上屏蔽罩壳的固定和安装
125PCB屏蔽罩壳的材料
126屏蔽罩壳上的孔洞和缝隙
127截止频率以下波导技术
128近场对屏蔽的影响
129空腔谐振
13互连接和屏蔽
14屏蔽和滤波技术的组合应用
15屏蔽和散热技术的组合应用
16PCB层次上的滤波
161PCB层次上采用滤波
技术的原因
162PCB层次上的滤波技术综述
163高性能的滤波要求一个高
质量的RF参考面
164单级低功率和信号PCB
滤波器的设计
165PCB层次上的电源滤波器
166屏蔽连接器的滤波
17离板互连接的设置
第2章PCB与底板的搭接
21PCB与底板的搭接简介
211什么是“底板”?
212什么是“搭接”?
213混合型搭接
214“地环路”和传统惯例
22为什么要把PCB的 0V参考面
搭接到底板上?
221降低转移阻抗
222更好地控制边缘场
23所关心的最高频率
24PCB和其底板较为靠近的优点
25控制PCB与底板间的空腔谐振
251为什么和怎样会
形成空腔谐振？
252波长准则
253通过增加搭接点的数目来
提高谐振频率
254如果不能使用足够的搭
接点该怎么办?
255扩展谐振频率的宽度来降低
它的峰值幅度
256通过设计来避开引起问题
频率上的谐振
257正确地选用电容器
258使用电阻器来阻尼空腔谐振
259使用吸波器来阻尼空腔谐振
2510降低容性搭接的阻抗
2511使用屏蔽技术
2512使用全屏蔽PCB组件
26子板和小背板
第3章0V参考面和电源参考面
31参考面简介
32参考面的设计问题
321参考面尺寸
322参考面上缝隙和孔洞的处理
323网状栅格和铜质充填
324器件与参考面间的连接
325隔热衬垫
326元器件的设置
327充填和网格
3280V参考面中的谐振
329参考面对中的空腔谐振
3210降低来自参考面对的
侧面射击发射
3211为主动信号和电源选择正确
的通孔位置
3212何时和如何变更
线条的层次?
3213用于安装DC/DC变换器和
时钟的元件层面
330V参考面的分割已不再是
一个良好的实践
34线条必须跨越一个分割的0V
或电源参考面的情况
35高密度互连接（HDI）、堆焊和
微化孔PCB技术
36全屏蔽PCB组件
第4章包括掩埋电容在内
的去耦合技术
41去耦合简介
42使用分立电容器进行去耦合
421在电路的什么位置上需要
使用去耦电容?
422在IC和多芯片模块中设置
去耦电容的好处
423需要使用多大电容量
的去耦电容?
424去耦电容的类型
425减小电流环路尺寸的布局
426去耦电容的串联谐振
427在去耦合中铁氧体的使用
428把一个去耦电容分割为二
429以并联的方式使用
多个去耦电容
4210降低去耦电容ESL
的其他方法
43使用0V/电源参考面对的去耦合
431使用0V/电源参考面对的
去耦合效益简介
432一个0V/电源参考面对
的分布电容
433使用0V/电源参考面对时的
PCB 0V和电源布线
434去耦电容的位置
435当使用0V/电源参考面对时如何
消除去耦电容的并联谐振
436在0V/电源参考面对中
的空腔谐振
437用去耦电容搭接参考面来
提高谐振频率
438由π形滤波器向电源
参考面岛供电
439阻尼空腔谐振的峰值
4310参考面的扩展电感
431120H规则
4312充分利用去耦电容
串联谐振的优点
4313去耦电容壁
4314用于降低发射的其他0V/
电源参考面对技术
4315掩埋电容技术
第5章传输线
51PCB上的匹配传输线
511简介
512传播速度v和特性阻抗Z0
513阻抗非连续性效应
514保持Z0为恒定值的效果
515时域反射测量技术
516什么时候需要使用
匹配传输线?
517现代产品中使用匹配
传输线的重要性
518问题的关键所在是信号的真实
上升/下降时间
519噪声和抗扰度问题应该包括在
设计考虑之中
5110线条两端的波形计算
5111两种常用类型的传输线
5112共面传输线
5113容性负载的影响
5114PCB上设置测试线条的需要
5115上升时间和频率之间的关系
52传输线的终端法
521终端法的类型
522驱动器的困难所在
523传输线匹配中折中方案的选择
524带有智能终端器的IC
525双向终端法
526非线性终端技术
527终端补偿
528传输线端头上的终端器位置
53传输线布线的制约
531一般布线原则
532通过电缆离开一个
产品的传输线
533产品内部PCB间的互连接
534线条在PCB中变更层次
535线条穿越PCB参考面
的沟槽或缝隙
536避免线条形成尖锐的拐角
537利用通孔或去耦电容来
连接返回电流平面
538通孔短截线的影响
539通孔周围区域布线
的选择和影响
5310PCB叠层和布线所造成
的其他影响
5311有关微带线的一些问题
54差分传输线的匹配
541差分信号简介
542在差分传输线中的CM和
DM特性阻抗
543离开PCB或穿越分割
参考面的差分传输线
544差分信号传输中的失衡控制
545布线的非对称性
55介质材料的选择
551编织基板的影响
552其他类型的PCB介质
56阻抗连接器的匹配
57屏蔽的PCB传输线
571沟道化带状线
572在PCB内部形成
一个全屏蔽的传输线
58其他的一些有关问题
581阻抗匹配、变换和AC耦合
582留有安全裕度是一种
良好的工程实践
583滤波
584CM扼流圈
585用串行数据总线来
代替并行总线
586FR4和铜材的损耗
587微带线的涂敷所带来的问题
588搭接导线和插针的影响
第6章包括微化孔在内的
布线和层叠技术
61布线、层叠和微化孔技术
62布线选择技术和技巧
63层叠
631从减小线条与参考面
间距中获益
632从减小元器件与参考
面间距中获益
633铜平衡
634单层PCB
635双层PCB
636四层PCB
637六层PCB
638八层PCB
639多于八层的PCB
6310在工程实践中，PCB的层次数
和成本效益的考虑
64使用区域充填或栅格网络形成铜
平衡的EMC问题
65PCB中的高密度互连接技术
651什么是HDI?
652HDI的EMC优势
653HDI技术的选用和成本
654使用HDI技术时的 PCB
设计问题
66线条的电流容量
661承受浪涌和瞬态电流的能力
662PCB线条所能承受的最大连续
DC和低频电流
663在PCB电源分配系统
中的电压降
664PCB线条所能承受的连续
RF电流的能力
665关于电流承受能力计算
精确度的考虑
67布局对瞬态和浪涌电压的承受能力
671线条与线条以及线条与
金属体的间距
第7章PCB设计中最后需要
提及的一些问题
71电源与PCB的连接
72低介电常数的介质
73IC的芯片级封装
74在板芯片
75PCB上的散热问题
751散热器对EMC性能的影响
752散热器的RF谐振
753散热器与PCB参考面的搭接
754屏蔽和散热技术的结合使用
755其他可利用的散热技术
756用于功率器件的散热技术
76封装谐振
77消除用于探针板（BON）或飞行
探头测试的测试盘
78未使用的I/O插针
79晶体和振荡器
710IC选用技巧
711传输线端头上的终端器位置
712电磁能带隙（EBG）
713PCB设计中最后两个
需要注意的细节
714密切注意PCB制造厂商对层次
布局和叠层的改变
715生产过程中对EMC设计的检验
7151在设计图上注明用于EMC设计的
要点或所使用的关键元器件
7152EMC设计的质量控制步骤第3篇设备和系统安装中的电磁兼容技术
第1章设备安装中的EMC技术
11装置的分隔和对它们分别
供电的必要性
12把发送和返回电流通路尽可能
地紧挨在一起敷设
13网孔化搭接（接大地）网络
131为什么说星形搭接不是一个
良好的实践方法
132网孔化公共搭接网络（CBN）
133搭接环导体
134搭接垫
135隔离的搭接网络
14在电缆两端同时完成屏蔽搭接
141为什么说仅在电缆屏蔽的一端完成
搭接已不再是一个良好
的实践方法？
142在CBN质量很差的情况下
应该如何处理？
143当制造厂商的应用指南要求电缆
屏蔽仅在一端搭接的情况
144当相应的安全标准禁止使用
这些EMC技术怎么办?
15PEC的类型
16搭接电缆的铠装
17电缆分类、分隔距离和布线
171电缆的分类等级
172电缆间的分隔距离
173电缆布线
18屏蔽机柜的互连接
第2章产品装配中的EMC技术
21沿用良好的EMC实践
22形成一个本机RF参考
（一个EMC大地）
23最佳化RF性能的搭接方法
231保护性搭接（安全性）
导体连接
232与本机RF参考连接用的
短导线或编织带
233金属壳体与本机RF参考的搭接
234使用本机RF参考面作为一个
保护性搭接导体
235屏蔽电缆与屏蔽连接器的搭接
236与本机RF参考的搭接
237尾线
24在电缆屏蔽的两端都要完成搭接
25滤波器以及它们的设置和安装
26罩壳屏蔽
261屏蔽电缆进入一个屏蔽
罩壳的情况
262非屏蔽电缆进入一个屏蔽
罩壳的情况
263一个已完成内部分隔的机柜
264门窗、可移去面板、显示和
通风装置的考虑
265屏蔽罩壳之间的互连接
27连接器面板
28电缆的等级和分隔
281用于计算技术器件的I/O电缆
282当附近存在RF发射机时
外部电缆的分隔
29一个产品内部的布局
第3章滤波和屏蔽技术
31滤波和屏蔽技术的应用
32在安装过程中分区的重要性
33穿越一个区域边界的耦合
331公共阻抗传导耦合
332不属于公共阻抗范围的
其他传导耦合
333消除传导耦合的策略
和具体做法
334电容性、电感性和无线
电波的辐射耦合
335穿越一个区域边界的
EM耦合的归纳
336屏蔽和滤波的最佳协同应用
34设备安装中的滤波技术
341滤波器的目的——衰减金属
化互连接中的噪声
342CM和DM的衰减
343源和负载阻抗的影响
344滤波器产生增益问题
345滤波器的频率响应
346滤波器的设置位置
347滤波器的接大地
348滤波器的连接
349大地泄漏电流
3410滤波器安全性能的认证
3411滤波器的额定值
3412滤波器和过电压
3413简单的软铁氧体滤波器
35设备安装中的屏蔽
351区域屏蔽
352在很低频率上的屏蔽
353对10kHz以上频率的屏蔽
354对1MHz以上频率的屏蔽
355孔洞问题
356门是一个大问题
357屏蔽罩壳间或
屏蔽室间的互连接
358波导技术
第4章正确选用滤波器
41滤波器技术指标的计算
42阻抗问题
43AC馈电电源滤波器
44信号滤波器
45滤波器的接地
46滤波器和屏蔽的最佳协同应用
47滤波器构成、布局和安装
471概述
472滤波器的安装位置
473大地连接
474滤波器输入和输出导线的布线
48小结
第5章良好EMC工程技术在工业机柜
设计和构成中的实施
51形成一个RF参考
511RF参考
512导线、导电带和编织层的失效
513要求使用不带有聚合物钝化
膜的高导电金属镀层
514形成有效的RF搭接
515有效使用密封衬垫
52导线和电缆的布线技巧
521把发送和返回通路尽量
布置在一起
522把电缆尽量靠近RF搭接
金属件布线
523不同类别电缆的分隔
524如何降低不同类别电
缆间的间距
525使用背板的工业机柜内部
的电缆分隔
526机柜安装设备中的电缆分隔
527电缆屏蔽与RF参考的搭接
53电路和单元与RF参考的搭接
531保护性搭接导体
532具有绝缘壳体的电气/电子单元
与RF参考的RF搭接
533具有金属壳体的电气/电子单元
与RF参考的RF搭接
534PCB与RF参考的RF搭接
535电容性和混合型RF搭接
536安全搭接和RF搭接
的结合使用
537滤波器的选择以及与RF
参考的搭接
538最好采用单一的连接器面板
539VGA显示屏与RF
参考的RF搭接
54使用屏蔽的机柜
541简介
542进出机柜导体的屏蔽和滤波
543控制屏蔽机柜上的缝隙和孔洞
544密封衬垫的实际应用
第6章系统设备及其电缆的
EMC通用安装指南
61电磁兼容（EMC）的定义
62大地和地
621接大地
622接地
63电缆连接
631电缆布线的分类
632电缆和导线连接的准则
633降低噪声
64机柜间电缆的连接
641机柜的接地
642机柜内部电缆和导线
的敷设和布线
643滤波
65屏蔽电缆
651电缆的选择
652如何形成电缆屏蔽的正确连接？
653应该在电缆屏蔽的哪
一端完成终止？
66已存在设备中的问题
661IEC 100044/IEC 801/ENG
100044测试
662铁氧体的使用
663其他解决办法
67整体设计和布局
68几个常用概念的定义
681耦合
682差模共模第4篇电磁兼容测试方法的设计和技术
第1章辐射发射测试
11辐射发射测试
111近场探头
112电流探头
113故障检测器
114天线
115在研制、诊断和质量保障测试
中示波器的使用
116在研制、诊断和质量保障测试
中频谱分析仪的使用
117在研制、诊断和质量保证测试中
无线电接收机的使用
118预符合测试
119可重复性以及
“金产品”测试
1110开放测试场地和封闭
测试场地
1111系统和设备的现场测试
1112完整符合性测试
第2章传导发射测试
21传导发射测试中使用的
感应器（换能器）
211近场探头
212故障检测器
213电流探头
214吸收钳
215电压探头
216由于阻抗的变化在非侵入
式测量中引入的误差
217LISN和AMN
218在使用LISN情况下的CM
和DM的测量
219瞬态限制器
2110ISN
22研制、诊断以及QA测试
221使用示波器
222使用低成本的频谱分析仪
223使用无线电接收机
23预符合测试
24系统和设备的现场测试
25完整符合性测试
251电网电源的传导测试
252通信电缆
253骚扰电源的测试
26非连续性骚扰
27传导和辐射发射测试对
测量仪器的要求
第3章快速瞬态猝发、浪涌和
静电放电的测试
31快速瞬态猝发（FTB）
311标准测试的细节
312完整符合性FTB测试
313现场测试
314其他类型的FTB发生器
32浪涌
321完整符合性测试
322现场测试
323浪涌测试发生器的选择和替代
33静电放电（ESD）
331ESD的完整符合性测试
332现场ESD测试
333其他的一些ESD发生器
34抗扰度测试期间如何确定问题所在？
341测试仪器
342局部抗扰度测试
第4章辐射抗扰度测试
41产品可靠性和功能安全性
的抗扰度测试
42辐射场测试和它的主要问题简介
421防止泄漏和确保场的均匀度
422模拟和数字电路对RF场的高
敏感度和敏感度的非线性
423使用已调制的RF波形
424确定一个工程裕度
425测试期间的性能指标
和功能测量
43其他替代测试方法
431近场探头
432电压注入探头
433串扰注入技术
434拥有许可证的无线电发射机
435传导测试方法
436带状线\[横向电磁模式
（TEM）器件\]
437小型测试单元
438使用IEC608013测试方法
439搅拌模测试室
44替代测试方法与EN6100043
间的相关性
45现场测试
46完整符合性测试
461测试设备
462信号源
463RF功率放大器
464场强的监测
465换能器
466测试设施
467室谐振
468场均匀度
469辅助设备
4610测试方法
4611初步检查
4612符合性测试
4613扫描速度和步进尺度
第5章传导抗扰度测试
51传导抗扰度测试简介
511注入一个合理精度的RF
电压（或电流）
512防止泄漏
513模拟和数字半导体器件对RF
的非线性敏感度
514确定一个工程裕度
515对EUT性能进行监测，以便防止
它的性能在测试过程
中会下降过多
52替代的感应器和测试方法
521近场探头
522电压注入探头
523串扰注入技术
524有运行许可证的无线电发射机
525大电流注入（BCI）
526用一个CDN直接注入
527电磁钳
528有关测试装置的一些注意事项
53信号发生器和功率放大器
531替代类型的信号发生器
532RF功率放大器
54替代测试方法与EN6100046
方法间的相关性
55现场测试
56完整的符合性传导RF抗扰度测试
561发生器
562感应器
563校准和电平要求
564测试装置
第6章现场EMC测试方法
61简介
62范围
63参考标准
64定义
65场地的描述
66验收标准
661简介
662检收标准
67测试期间的条件和状况
6 8文件的编制
681测试文件的编制
682测试报告
69适用范围
691简化测试条件1
692简化测试条件2
693简化测试条件3
694简化测试条件4
610发射测试要求
6101简介
6102验收准则
611抗扰度测试要求
6111简介
6112机壳端口
6113信号、数据和控制端口
6114输入和输出DC电源端口
6115输入和输出AC电源端口
6116功能性大地端口
612发射测量的应用说明
6121执行测试的人员
6122测试计划和测试报告
6123执行发射测试前EMC
测试设备的检验
6124传导发射测试
6125辐射发射测试
613抗扰度测量的应用说明
6131对执行测试的工程技术
人员的一点要求
6132测试计划
6133抗扰度测试设备的检验
6134工频磁场抗扰度测试
6135辐射RF电磁场抗扰度测试
6136静电放电（ESD）
抗扰度测试
6137传导RF抗扰度测试
6138测试
6139浪涌
61310电压骤降、丢失和中断