EMC电磁兼容设计与测试案例分析

出版时间：2010-1  出版社：电子工业  作者：郑军奇  页数：371  
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前言

　　《EMC（电磁兼容）设计与测试案例分析 》在2006年出版以来，受到了广大读者的关注，同时在这两年的时间内也发现了本书不少缺陷，本书修改了第一版的不少缺陷，并且在原来已有案例分析的基础上，通过案例进一步澄清了以下几个重要的EMC设计要点的原理及具体处理措施。　　（1） EMC测试的实质，解析标准规定的各种EMC测试项目的实质；　　（2） 澄清了电源端口滤波电路设计方法，包括滤波电路的选择，滤波元件参数的选择；　　（3） 澄清了数模混合电路的EMC设计方法，不但澄清了数模混合电路数模电路之间的串扰问题，而且澄清了如何从系统上考虑EMC问题。特别是广大设计者比较疑惑的数字地与模拟地的处理问题；　　（4） 澄清了对PCB中地平面进行分地的优缺点；　　（5） 澄清了金属外壳产品PCB中各种工作地与金属外壳之间的互连的方法与原理，涉及两者之间要不要连？如何连？怎么连？在哪里连？等问题；　　（6） 澄清了PCB边缘为何不能布置敏感线、敏感器件、时钟线或时钟器件等的原理，并澄清了具体的解决与弥补措施；　　（7） 澄清了多层PCB设计时的层叠设计与EMC问题；　　（8） 澄清环路引起的差模辐射量级。　　中国EMC起步较晚，但是发展较快，经过几年的发展，越来越多的企业及其工程师已经渐渐了解了EMC，也逐渐掌握了一些EMC设计规则，并用以指导产品的设计。然而，在电子技术飞速发展的中国，在产品设计过程中，还存在许多对EMC本质问题的误解。消除这些误解才能帮助读者解决不可避免的EMC难题，这些误解主要体现在：　　［接地］ “接地”这个词在接触EMC之前已经进入广大电子产品设计者的视野中了，大家最熟悉的“地”，就是自然界的地球。电子、电气产品为了安全，最终需要把产品的某个金属导体接入“大地”（称为“保护地”），即自然界的地球中(通常通过建筑物中或专用的接地线排接入)。 对于EMC来讲，“接地”可以最大限度地降低产品的EMI辐射，也可以最大限度地减小进入产品的外界干扰。然而，需要把产品接自然界的地球吗？如何正确理解EMC中的“接地”？案例14《PCB工作地与金属外壳直接相连是否会导致ESD干扰进入电路》、案例13《金属外壳屏蔽反而导致EMI测试失败》和案例69《数模混合电路的PCB设计详细解析案例》在一定程度上给出了以上问题的答案，控制好产品EMC并不一定需要把产品接入自然界地球的“地” ，对于EMC来说，“接地”是为了引导共模电流的流向。实际上，对于EMI，EMI的骚扰源的参考点是PCB中工作地上的某一点，为了让骚扰源通过各种途径流入“天线”（如产品中的电缆），正确的接“地”点应该为这个PCB中工作地上的某一点，可见，这种“接地”从EMI骚扰的流向看，应该发生在“天线”（如电缆）之前；对于产品的大多数高频抗扰度来说，干扰源的参考点为测试时的参考接地板，正确的接“地”点应该为参考接地板，它“接地”的目的是为了让外部注入的共模电流不流入产品中的电路。可见，这种“接地”从干扰的流向看，发生在产品的电路之前。产品的“接地”设计首先需要考虑的并非选择或设计“单点接地”或“多点接地”而是考虑“接地”点的位置和“接地”的措施。如果产品具有金属外壳，以上的两种“接地”都可以借助于金属外壳或其他寄生参数很好的实现，这就是金属外壳设备为什么更容易通过EMC测试原因，对于非金属外壳，这两种接地相对变得更为困难，通过EMC测试也会变得更难。

内容概要

本书以分析EMC案例分析为主线，通过案例描述分析，介绍产品设计中的EMC技术，向读者介绍产品设计有关EMC的实用设计技术与诊断技术，减少设计人员在产品的设计与EMC问题诊断中的误区。所描述的EMC案例涉及结构、屏蔽与接地、滤波与抑制、电缆、布线、连接器与接口电路、旁路、去耦与储能、PCB layout还有器件、软件与频率抖动技术各个方面。

作者简介

　　郑军奇，硕士学历，中国电磁兼容标准委员会委员，全国无线电干扰委员会委员，上海电器科学研究所EMC专家。他专注于各类工科医、车载、民（军）用、工业用产品的EMC标准、EMC设计和EMC测试工作；主要从事产品的EMC测试方法，EMC设计的规则、方法论及EMC诊断方法的研究及培训工作；发表EMC相关论文数篇，拥有多项EMC专利；长期与国外EMC专家交流、学习、培训，是专业的EMe培由11讲师。主要著作有：《EMC（电磁兼容）设计与测试案例分析》2006年12月出版，《电子产品设计EMC风险评估》2008年5月出版。

书籍目录

第1章　EMC基础知识及EMC测试实质　1.1　什么是EMC　1.2　传导、辐射与瞬态　1.3　理论基础　　1.3.1　时域与频域　　1.3.2　电磁骚扰单位分贝（dB）的概念　　1.3.3　正确理解分贝真正的含义　　1.3.4　电场、磁场与天线　　1.3.5　RLC电路的谐振　1.4　EMC意义上的共模和差模　1.5　EMC测试实质　　1.5.1　辐射发射测试实质　　1.5.2　传导骚扰测试实质　　1.5.3　ESD抗扰度测试实质　　1.5.4　辐射抗扰度测试实质　　1.5.5　共模传导性抗扰度测试实质　　1.5.6　差模传导性抗扰度测试实质　　1.5.7　差模共模混合的传导性抗扰度测试实质第2章　产品的结构构架、屏蔽、接地与EMC　2.1　概论　　2.1.1　产品的结构、构架与EMC　　2.1.2　产品的屏蔽与EMC　　2.1.3　产品的接地与EMC　2.2　相关案例分析　　2.2.1　案例1:传导骚扰与接地　　2.2.2　案例2:传导骚扰测试中应该注意的接地环路　　2.2.3　案例3:屏蔽体外的辐射从哪里来　　2.2.4　案例4:“悬空”金属与辐射　　2.2.5　案例5:伸出屏蔽体的“悬空”螺柱造成的辐射　　2.2.6　案例6:屏敝材料的压缩量与屏蔽性能　　2.2.7　案例7:开关电源中变压器初、次级线圈之间的屏蔽层对EMI作用有多大　　2.2.8　案例8:金属外壳接触不良与系统复位　　2.2.9　案例9:静电放电与螺钉　　2.2.10　案例10:散热器与ESD也有关系　　2.2.11　案例11:怎样接地才有利于EMC　　2.2.12　案例12:散热器形状影响电源端口传导发射　　2.2.13　案例13:金属外壳屏蔽反而导致EMI测试失败　　2.2.14　案例14:PCB工作地与金属外壳直接相连是否会导致ESD干扰进入电路　　2.2.15　案例15: 数/模混合器件数字地与模拟地如何接第3章　产品中电缆、连接器、接口电路与EMC　3.1　概论　　3.1.1　电缆是系统的最薄弱环节　　3.1.2　接口电路是解决电缆辐射问题的重要手段　　3.1.3　连接器是接口电路与电缆之间的通道　　3.1.4　PCB之间的互连是产品EMC的最薄弱环节　3.2　相关案例　　3.2.1　案例16: 由电缆布线造成的辐射超标　　3.2.2　案例17:屏蔽电缆“Pigtail”有多大影响　　3.2.3　案例18:接地线接出来的辐射　　3.2.4　案例19: 使用屏蔽线一定优于非屏蔽线吗　　　3.2.5　案例20：塑料外壳连接器与金属外壳连接器对ESD的影响　　3.2.6　案例21：塑料外壳连接器选型与ESD　　3.2.7　案例22：当屏蔽电缆的屏蔽层不接地时　　3.2.8　案例23：数码相机辐射骚扰问题引发的两个EMC设计问题　　3.2.9　案例24：为什么PCB互连排线对EMC那么重要　　3.2.10　案例25：环路引起的辐射发射超标　　3.2.11　案例26: 注意产品内部的互连和布线　　3.2.12　案例27:信号线与电源线混合布线的结果　　3.2.13　案例28:电源滤波器安装要注意什么第4章　通过滤波与抑制提高产品EMC性能第5章　旁路和去耦第6章　PCB设计与EMC第7章　器件、软件与频率抖动技术附录A　EMC术语附录B　民用、工科医、铁路等产品相关标准中的EMC测试附录C　汽车电子、电气零部件的EMC测试附录D　军用标准中的常用EMC测试附录E　EMC标准与认证

章节摘录

　　当在使用手机时，旁边的计算机Crrl、显示器图像会出现抖动，这是因为手机工作时的信号通过空间以电磁场的形式传输到CRT。显示器内部。当摩托车从附近道路通过时，电视会出现雪花状干扰。这是因为摩托车点火装置的脉冲电流产生了电磁波，传到空间再传给附近的电视天线、电路上，产生了干扰电压／电流。像这种通过空间传播，并对其他设备电路产生无用电压／电流、造成危害的干扰称为“辐射干扰”。辐射现象的产生必然存在着天线与源。由于传播途径是空间，屏蔽也是解决辐射干扰的有效方法。　　如上所述，干扰的根源是电压／电流产生不必要的变化，这种变化通过导线直接传递给其他设备，造成危害，称为“传导干扰”。另外，由于电压电流变化而产生的电磁波通过空间传播到其他设备中，在电路或导线上产生不必要的电压电流，并造成危害的干扰称为“辐射干扰”。但是，实际上并不能这样简单区分。　　例如，计算机等计算设备的骚扰源，虽然是在设备内部电路上流动的数字信号的电N／电流，但这些干扰以传导干扰的方式通过电源线或信号线泄漏，直接传递给其他设备。同时这些导线产生的电磁波以辐射干扰的形式危及附近的设备。而且计算设备本身内部电路也产生电磁波，以辐射的形式危及其他设备。　　辐射干扰现象的产生总是与天线分不开的，根据天线原理，如果导线的长度与波长相等，则容易产生电磁波。例如，数米长的电源线会产生VHF’频带（30～300MHz）的辐射发射。在比此频率低的频带内，因波长较长，当电源线中流过同样的电流时，不会辐射太强的电磁波。所以在30MHz以下的低频带主要是传导干扰。但是，伴随着传导干扰会在电源线周围产生干扰磁场，给AM广播等带来干扰。另外，如前所述，由于在VHF宽带内电源线泄漏的干扰能转变成电磁波扩散到空间，因此辐射干扰成为比传导干扰更主要的问题。在比此更高的频率上，比电源线尺寸更小的设备内部电路会产生辐射干扰，危害其他设备。　　总而言之，当设备和导线的长度比波长短时，主要问题是传导干扰，当它们的尺寸比波长长时，主要问题是辐射干扰。　　环境中还存在着一些短暂的高能脉冲干扰，这些干扰对电子设备的危害很大，一般称这种干扰为瞬态干扰。瞬态干扰既可以通过电缆进入设备，也可以以宽带辐射干扰的形式对设备造成影响。例如，汽车点火系统和直流电动机电刷对收音机的干扰。产生瞬态干扰的原因主要有：雷电、静电放电、电力线上的负载通断（特别是感性负载）、核电磁脉冲等。可见瞬态干扰是指时间很短但幅度较大的电磁干扰。常见的瞬态干扰（设备需要通过测试验证抗扰度）有三种：各类电快速脉冲瞬变（EYT）、各类浪涌（SURGIE）、静电放电（ESD）等。

用户评论 (总计89条)

•   EMC电磁兼容设计与测试案例分析好书一本
•   通过实际案例分析，将EMC测试标准和EMC设计经验总结出来，没有过多的原理分析，非常实用。
•   书中对EMC的目的，测试方法，测试标准都做了介绍。更为关键的就是书中有大量的案例，这些案例对硬件设计非常好，可以在设计之初就采取相应的措施通过EMC测试。
•   在没有实验室的情况下，读这本书对硬件设计人员提升EMC设计能力有非常大的帮助，书中的例子把各种实验都总结了，省去了亲自动手的时间和精力，只需研究其要表明的道理就好了。节省了时间和精力。
  太多的人还说书中公式太多，我觉得并不多，EMC本来就是很理论的东西，就需要学理论的知识，没有理论怎么去指导实践，难道会动动手插几个电容电感，就觉得自己EMC设计能力很强了么。人是会思考的动物，没有任何理论的人不能称为好的工程师。
  值得一提的是，本书中错误也太多，图画得有时与文字描述完全不一样，有些“见图xx”的标注也根本找不到原图，有些话说的词不达意，怀疑就是直接从国外文献生硬翻译过来的，如果能克服这些缺点，可以称为国内EMC书籍中不错的奇葩。
•   很适合工程应用，尤其是emc测试人员，没有复杂理论，完全是介绍工程案例，国产书中为数不多的精品。个人认为做测试的人员更有用。
•   书快看完了，一本不错的实践指导书。书中列出了大量的EMC整改实际案例，而不是停留在理论水平上，摒弃了繁杂的理论描述，很多总结的方法和结论具有比较高的参考价值，建议从事电子信息行业的朋友可作为有用的参考书。
•   全书结合了很多的工程实例来简介高频PCB的EMC设计，通俗易懂，值得深读。
•   适合从事EMC设计、电路设计的人员
•   对于做硬件电路设计的工程师来说，EMC知识是必需的，而本书也是目前国内为数不多的经典之作。
•   安规认证，EMC整改，很好的指导书。里面有许多案例，对策。
•   内容丰富，实用，是PCB和EMC工程师必备手册
•   真正在测试EMC的时候，这书能指出一个更改的方向。
  书真的很贵吗？在EMC实验室节省1个小时的钱，就足以买几十本书了。
  
  对于没有接触过EMC的人，书中的很多东西都是看不懂的，只有在用到时才能派上用场。
  对做测试的人有用，其他的人也可以作为知识了解。
•   因为从事的职业和EMC有点关系, 在其它地方也没看见这方面的书, 可能自己知道的太少了, 书里面的内容都是看不太懂, 特别是里面还有汽车方面的测试, 太强大了.
•   详细讲解了关于EMC相关的知识，实用价值很高！值得一睹！
•   很不错的一本EMC方面的书，开始有一些EMC方面知识的讲解，但希望能够更详细一些。然后就是例子，有得例子让人看得云里雾里，可能没有越到过类似的情况，不好把握。
•   内容很不错，对从事EMC的工程师很有参考价值
•   送货速度不错，EMC还得慢慢看
•   EMC经验书 很不错
•   刚参加完了郑老师的培训，他对EMC独特的认识和高度精简的概括，让我对EMC的认知有质的飞跃，书的内容是对培训内容的扩充，非常好。
•   我读过的最好的EMC书了。实践性非常强，作者很用心。
•   目前有个项目正好需要从电磁兼容的角度出发考虑测试项目，如何测试，测试标准。这本书至少给出了具体的案例分析说明，很好，可以借鉴！
•   刚学习设计，电磁兼容一点不了解。这本书例子很多，的确很好。只可惜，不一定所有的例子，自己遇到的问题都能与文中例子对好入座。有些问题，因为自己没有涉猎，所以感觉即使有例子也不太清楚。可能是自己水平太有限。
  书的价格有些贵。也好啦，至少有些问题，尽管不太了解例子中的原理，但是电磁兼容的注意事项还是写的不错。实验终于通过了。阿门~~~~
•   电磁兼容的例子不错有案例有解决方法理论讲的也比较清晰
•   这本书，在我工作中接触到电磁兼容测试时，就拿出来查询，比较好。收获挺大。
•   丰富的案例，结合理论分析和实在的数据，很有参考和学习价值。
•   对学习电子专业硬件电路设计的有帮助
•   案例式的讲解更实用，更有依据
•   对设计人员的帮组挺大的，很好。
•   绝对值得一读，是电磁兼容不可多得的佳作，前几天还刚听了作者本人的培训讲课，绝对适合工程师。
•   学习电路板设计的好书一本 很给力的样子 看着也不错 还没细细读里面的内容
•   有点像是教材的味道，有案例知识面也较全
•   文章列举了很多案例，适合搞工程的用
•   在阅读过有关电磁兼容性方面的基本知识的书籍后,在结合本书中的实际应用事例,感觉收获很大。
•   很有用，很实用，文字描述也很流畅好读！
•   讲的超详细，以前不懂的现在看过之后恍然大悟了，比如说去耦电容大小的计算等
•   书内容翔实，既有理论分析，又有实例分析，很值得一读。本书信息量大，需要仔细研读。
•   这本书很实用，适合电子专业的
•   这本书还不错，就是里面有一些错误，公式计算方面出现了一点点小错误，建议以后要多加细心.
•   书已到手，感觉还不错，内容很实用
•   内容不错，比较实用，值得购买！
•   写的很详细，很实用。
•   不错，实用的书！
•   书的内容非常好，适合开发人员阅读。
•   很适合做系统项目的工程师，工艺人员乃至生产装配人员学习。
•   对有一定基础的读者有些帮助，比第一版好多了。
•   看了下，受益非浅，学习中......
•   还是应该从网络中吸取知识，最好是培训，书中没有什么
•   书不错，价格实惠，正在阅读中
•   内容将理论与实际相结合，对刚踏入工作的我有一定的帮助，但也需要非常扎实的理论基础才能将书中的内容明白得彻底。
•   从一个个实践中总结出经验，比那些空洞的说教书强多了
•   送货送了半个月噢！光配货就配了三天。当当你在配什么货呀？！我一共这单就一本书！而且，书到后，打开，脏死了，全是灰尘，甚至还有泥土！差评！以后还不如淘宝去买呢！虽然进货可能一样，但人家物流给力！哼！
•   这本书讲的很详细，里面有很多专业知识，对于初学者可能会比较吃力
•   好书，快读完了，很结合实际的一本书。
•   这本书非常有参考价值 ，硬件工程师必备
•   新来了一些同事，买了给他们看看，有实例，不错的一本书。
•   这本书很不错，很多实例！
•   还不错的一本书，值得看
•   正在学习这方面的知识，很有帮助
•   好书！送货速度快
•   EMC电磁兼容设计与测试案例分析
•   郑老师的书，实用性相当高！
•   好书！好书！！！！！
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•   真心不错的书，快递也给力。
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•   非常好！收获非常大！值得一买！
•   这本卖给同事的，自己也看了，很好。
•   送货非常快，书都是正版
•   还没有看，但看着还不错哦
•   看了一些，讲解的不错，有列子可以看！
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•   看书挺好
•   还没来得及看，但粗略翻了翻，感觉很好
•   书好像被压了，有点小瑕疵，
•   由浅入深，切合实际
•   刚拿到书,迫不及待阅读
•   书很好，包装不错，关键是很快到货
•   理论联系实践，不错的书
•   帮老公买的,他说很好,对他工作有帮助
•   图书质量很好，物流很快，很满意！
•   书还不错，结合实际，理论等，比较明了。
•   看了前两章了，不错
•   这类书还是要有工程实践相结合比较好
•   虽然没有细看，但感觉不错，值得好好看看。
•   内容清楚，讲解详细。
•   对电磁兼容很有帮助
•   第二版了，还可以
•   书可以，实用