电子电器产品电磁兼容质量控制及设计

本书是一本关于电子电器产品电磁兼容设计与整改对策分析的工具书，从元器件选择、电路设计、印制电路板设计、接地、屏蔽、滤波、产品内部结构布局、电缆分类敷设等方面，对电磁兼容设计进行了比较系统的介绍；对传导骚扰、辐射骚扰、谐波电流、静电放电、电快速瞬变脉冲群、雷击浪涌、传导抗扰度、辐射抗扰度等方面的电磁兼容问题进行了介绍，对整改对策进行了重点的分析和讲解,并通过实际工作中积累的大量整改实例，介绍并分析具体的整改过程及整改思路，同时为便于产品设计人员的使用及保持知识的连贯性，在本书的开头对与电磁兼容设计和整改相关的电磁兼容基础理论和测量方面的知识做了简要介绍。^[1]

第一篇电子产品的电磁兼容设计

第1章电磁兼容基础知识

11电磁兼容的定义和研究领域

111电磁兼容的定义

112电磁兼容的研究领域

12实施电磁兼容规范的目的

121电磁干扰及其危害

122国内外电磁兼容技术法规

13电磁兼容起源及发展

14世界主要国家、地区的电磁兼容管理及实施情况

15国内电磁兼容的发展与3C认证的电磁兼容要求

16电磁兼容基本名词术语和常用单位

161基本名词术语

162电磁兼容测试中常用单位

17电磁兼容标准构成及相应要求

171国际标准——IEC/CISPR标准

172欧盟标准——EN标准

173美国FCC法规

174中国国家标准——GB、GB/T及GB/Z标准

175标准类别

176电磁兼容标准要求的主要检测项目

18电磁兼容测试设备和场地

181测量接收机

182人工电源网络（AMN）

183电流探头

184电压探头

185天线

186电磁屏蔽室

187电波暗室

19电磁骚扰检测原理及方法

191骚扰限值的含义

192被测样品（EUT）工作状态的选择

193EUT的配置

194传导骚扰电压测量

195骚扰功率测量

196辐射骚扰场强测量

110电磁抗扰度测量的基本原理和方法

1101性能降低客观评价方法

1102性能降低主观评价方法

1103限值测量法

1104抗扰性能降低分类及试验结果判别

111本章小结

第2章EMC设计概述

21EMC设计方法

22EMC设计的费效比

23电磁干扰形成的三要素

231电磁骚扰源

232电磁骚扰的耦合途径

233电磁骚扰敏感设备

234端口

24电磁骚扰源的特性

241电磁骚扰（EMI）的定义

242电磁骚扰源的分类

243电磁骚扰的频谱

244电磁骚扰的幅度（电平）

245电磁骚扰的波形

246电磁骚扰的出现率

25电磁骚扰传播特性

251电磁骚扰传播途径

252公共阻抗耦合

253电源耦合

254辐射耦合

26EMC设计要点

261抑制电磁骚扰源

262抑制干扰耦合

263提高敏感设备的抗扰能力

264一般原则

27本章小结

第3章元器件的选择

31无源器件的选择

311电阻的选择

312电容的选择

313二极管的选择

32模拟与逻辑有源器件的选择

321模拟器件的选择

322逻辑器件的选择

323IC插座的选择

324散热片的处理

33磁性元器件的选择

331共模扼流圈的选择

332铁氧体磁珠和铁氧体磁环、磁夹的选择

333其他磁性元器件的选择

34开关元器件的选择

35连接器的选择

36元器件选择的一般规则

37本章小结

第4章电路的选择和设计

41单元电路设计

411放大电路设计

412RAM电路设计

413A/D、D/A电路设计

414电源电路设计

415集成电路的线路设计

416一般屏蔽盒设计

417时钟电路设计及频谱扩展技术

42模拟电路设计

43逻辑电路设计

44微控制器电路设计

441I/O引脚

442IRQ引脚

443复位引脚

45电子线路设计的一般规则

451电源电路设计规则

452控制单元电路设计规则

453放大器电路设计规则

454数字电路设计规则

455其他设计规则

46本章小结

第5章印制电路板（PCB）的设计

51PCB布局

511电路板板层的规划原则

512元器件布局原则

513电路的功能模块布局原则

52PCB的叠层设计

521单面PCB的设计

522双面PCB的设计

523多层PCB的布线设计

53PCB设计的一般考虑因素

531电路板走线的阻抗

532PCB布线

533PCB设计的带宽

534PCB的EMC设计电路

535PCB的旁路电容与去耦电容的设计

536时钟电路的PCB走线设计

54磁通量最小化、镜像平面

541磁通量最小化

542镜像平面

55PCB布线

551PCB与元器件的高频特性

552功能分割

553电源线、地线设计

554布线分离、分流线路和保护线路

555局部电源和IC间的去耦

556布线技术

557布线策略

56PCB的地线设计

561PCB接地的一般要求

562PCB几种地线布线的分析

57模拟—数字混合线路板的设计

58高速电路设计

581高速信号的确定

582边沿速率问题

583传输线效应

584传输线效应的解决方法

59PCB终端匹配方法

591串联终端

592并联终端

593戴维南终端

594RC网络终端

595二极管网络终端

510印制电路设计的一般规则

5101PCB布局

5102PCB布线

5103PCB设计时的电路措施

511本章小结

第6章接地和搭接设计

61接地的基本概念

611对接地平面的要求

612地线的阻抗

613接地的目的

614安全接地

615EMC接地

62接地的基本方法

621浮地

622单点接地

623多点接地

624混合接地

625大系统接地

63信号接地方式及其比较

631共用地线串联单点接地

632独立地线并联单点接地

633独立地线并联多点接地

634电路系统的分组接地

635混合接地

636对接地系统的评价

64接地点的选择

65地线环路干扰及其抑制

66公共阻抗干扰及其抑制

661公共阻抗耦合的形成

662消除公共阻抗耦合

67设备接大地

671设备接大地的目的

672接大地的方法与接地电阻

68搭接

681搭接电阻的要求

682搭接的类型

683搭接面的处理

69接地和搭接设计的一般规则

691接地设计的一般规则

692搭接设计的一般规则

610本章小结

第7章屏蔽技术应用

71屏蔽的基本概念

72屏蔽效能的设计

721屏效的确定

722屏蔽性能预测

723屏蔽罩的屏蔽效能

73屏蔽原理

731电场屏蔽

732磁场屏蔽

733电磁屏蔽

734多层屏蔽

735屏蔽体的孔缝对屏效的影响

74屏蔽机箱的设计

75设备孔、缝的屏蔽设计

751设计难点

752衬垫及附件装配

753穿透和开口

754结论

76电磁屏蔽材料的选用

761电磁密封衬垫

762常用的电磁密封衬垫类型

763导电化合物

764截止波导通风板

765导电玻璃和导电膜片

766导电镀膜

767金属丝网与穿孔金属板

77屏蔽设计的一般规则

771屏蔽

772结构材料

773缝隙

78本章小结

第8章滤波技术应用

81滤波器的分类

811滤波器的分类方式

812信号线滤波器

813电源线滤波器

814PCB滤波器

82滤波器的主要参数

821滤波器的主要技术指标

822滤波器的衰减特性

83滤波电路的设计

84滤波器的选择

85滤波器的安装

86滤波器的使用场合

87本章小结

第9章产品或设备内部布置

91产品或设备内部布局

92产品或设备内部布线

93本章小结

第10章导线的分类和敷设

101屏蔽电缆的分类

1011常用的电缆

1012电缆连接线的屏蔽效果比较

102导线和电缆的布线设计

1021电缆布线原则

1022电缆上干扰的处理

1023贯穿导体的处理

1024其他处理方法

103电缆的连接

104导线分类及成束

105电缆连接设计原则

106本章小结

第11章产品EMC设计举例

111开关电源的EMC设计

1111开关电源的工作原理及电磁骚扰的来源

1112开关电源电磁骚扰的抑制措施

112时钟电路的设计

1121通过信号滤波降低电磁干扰

1122通过控制上升/下降时间抑制电磁干扰

1123通过使用扩频时钟（SSC）减少电磁干扰

1124扩展频谱法实际应用

1125减少时钟脉冲干扰的其他措施

113USB20接口电路的EMI和ESD设计

1131EMC设计

1132ESD防护设计

1133PCB布线设计

114本章小结

第二篇电磁兼容整改措施及对策

第12章电磁兼容整改和对策概述

121什么时候需要电磁兼容整改及对策

122常见的电磁兼容整改措施

123电子、电气产品内的主要电磁骚扰源

124骚扰源定位

125本章小结

第13章传导发射超标问题对策

131传导骚扰形成机理

132各类传导骚扰的特点及抑制对策

1321电源输入端骚扰电压

1322电源输入端断续骚扰

1323电源输出端、信号端、控制端传导骚扰测量

133本章小结

第14章辐射骚扰场强和骚扰功率超标问题对策

141辐射骚扰形成机理

142辐射骚扰的特点及抑制对策

1421辐射骚扰场强测试超标时问题部位的确定

1422辐射骚扰场强超标的原因分析

1423抑制辐射骚扰的措施

143骚扰功率的特点及抑制对策

144本章小结

第15章谐波电流和电压闪烁超标问题对策

151谐波电流测量标准介绍

1511标准的适用范围

1512设备的分类

1513谐波电流限值

1514谐波电流测量仪器

1515试验条件

152谐波电流发射的基本对策

1521主动式功率因数校正

1522被动式功率因数校正

1523其他解决措施

153谐波电流测试超标解决方案

1531电感储能电流泵式解决方案

1532低频谐波电流抑制滤波解决方案

1533主动式PFC解决方案

1534谐波问题的其他对策

154电压闪烁的产生及危害

155电压闪烁测量标准介绍

156电压波动和闪烁的问题对策

1561静止无功补偿器（SVR）

1562无源滤波装置

1563有源滤波器(APF)

1564动态电压恢复器（DVR）

157本章小结

第16章静电放电抗扰度测试问题对策

161静电放电形成的机理及对电子产品的危害

162电子产品的静电放电测试及相关要求

163电子产品的静电放电对策及设计要点

1631结构设计

1632外壳设计

1633接地设计

1634电缆设计

1635键盘和面板

1636电路设计

1637印制电路板设计

1638软件

1639操作者及其环境

16310USB端口的静电放电(ESD)防护

164本章小结

第17章辐射抗扰度测试问题对策

171射频辐射干扰形成机理分析

172射频连续波辐射抗扰度（RS）测试及相关要求

1721试验波形和试验设备

1722试验等级及其选择

1723试验布置及实施

173射频辐射抗扰度试验失败原因分析

1731射频干扰（RFI）传输途径

1732RFI对EUT的影响表现形式

1733RFI频率与传输途径的关系

1734EUT测试失败原因的判断和定位

174电子产品通过射频辐射抗扰度试验的对策

1741隔离EUT连接电缆的RFI感应

1742加强EUT外壳的屏蔽

1743提高EUT内部电路的抗扰性

175本章小结

第18章电快速瞬变脉冲群抗扰度测试问题对策

181电快速瞬变脉冲群干扰机理

182电快速瞬变脉冲群测试及相关要求

1821适用对象及试验目的

1822试验发生器和试验波形

1823试验等级及其选择

1824试验布置

1825试验方法及实施

183电快速瞬变脉冲群试验失败原因分析

1831从干扰施加方式分析

1832从干扰传输方式分析

1833根据EFT干扰造成设备失效的机理分析

1834从EFT耦合单元参数分析

1835从EFT干扰的幅度分析

1836从EFT干扰传输途径分析

184电子产品通过电快速瞬变脉冲试验测试的对策

1841抑制EFT干扰的一般对策

1842EFT干扰传输环路

1843电源线EFT干扰抑制措施

1844信号和控制线EFT干扰抑制措施

1845其他端口的防护措施

1846其他EFT干扰抑制措施

185本章小结

第19章浪涌（冲击）抗扰度测试问题对策

191电子产品的浪涌（冲击）损坏机理

1911浪涌（冲击）的机理

1912电子产品的浪涌（冲击）损坏机理

192电子产品的浪涌（冲击）抗扰度标准及测试

1921常用的防雷标准及其适用范围

1922GB/T 176265标准测试要求

1923YD/T 993标准测试要求简述

1924GB 3482和GB 3483标准测试要求简述

1925其他电磁兼容标准的浪涌抗扰度要求

193常见的浪涌抑制器件特点及应用

1931金属氧化物压敏电阻（MOV）

1932硅瞬变电压吸收二极管（TVS）

1933气体放电管（GDT）

1934其他浪涌吸收器件

1935气体放电管和压敏电阻的串联使用

1936浪涌抑制器件的正确运用

194电子产品浪涌防护设计

1941电源端口的浪涌抑制

1942通信端口的浪涌抑制

1943天线端口的浪涌抑制

1944其他信号和控制端口的浪涌抑制

1945地线反弹的抑制

195本章小结

第20章传导抗扰度测试问题对策

201射频传导骚扰形成机理

202射频场感应的传导骚扰抗扰度（CS）测试及相关要求

2021试验波形和试验设备

2022试验等级及其选择

2023试验布置及实施

203传导抗扰度试验失败原因分析

2031射频干扰（RFI）传输途径

2032RFI对EUT的影响表现形式

2033RFI频率与传输途径的关系

2034测试失败原因的判断和问题定位

204电子产品通过传导抗扰度试验的对策

2041对被测电缆的处理

2042接口滤波

2043EUT外壳的屏蔽

2044提高EUT内部电路的抗扰性

205本章小结

·ⅩⅦ·

第21章工频（低频）磁场电磁干扰、抗扰及防护

211工频电磁辐射的危害

212用电设备与工频（低频）磁场电磁干扰

213用电设备的低频电磁发射要求

2131测量标准及要求

2132测试范围

2133测量方法

214用电设备的低频电磁发射的对策

215用电设备的工频磁场抗扰度要求

2151工频磁场干扰机理

2152基础测量标准及要求

2153其他测量标准及要求

216用电设备的工频磁场抗扰对策

217本章小结

第22章电压跌落、短时中断和电压变化抗扰度测试问题对策

221电压跌落、短时中断和电压变化抗扰度测试及相关要求

2211电压跌落、短时中断和电压变化的产生

2212试验仪器

2213试验方法

222针对电压跌落试验的电源过电压、欠电压保护

2221直流电源的欠电压保护

2222直流电源的过电压保护

2223交流掉电保护

223本章小结

第23章电磁兼容整改的可行性和有效性

231整改乱象

232原因分析及相应对策

2321EMC整改措施的可行性

2322EMC整改措施的有效性

233本章小结

第三篇电磁兼容整改案例分析

第24章传导骚扰发射类案例分析

241某高频无极灯的电源端子骚扰电压整改案例

242某LED舞台灯的电源端子骚扰电压整改案例

243某超声波清洗机的电源端子骚扰电压整改案例

244某开关电源的电源端子骚扰电压整改案例

245电视机滤波电路位置不当造成电源端子骚扰电压超标的整改案例

246触摸屏滤波器安装不当造成电源端子骚扰电压超标的整改案例

247某型号LED显示屏的传导骚扰整改案例

·ⅩⅧ·

248两台机柜之间产生的电磁骚扰整改案例

249某紧凑型荧光灯的谐波电流整改案例

2410PCB地线干扰及其抑制对策

24101地环路干扰

24102地环路电磁耦合干扰

24103公共阻抗干扰

2411工作在100～500kHz的控制组件地线骚扰整改案例

2412舰船电控柜类产品滤波和接地的整改

2413本章小结

第25章辐射骚扰发射类案例分析

251LED舞台灯的辐射骚扰场强整改案例

252交互式数字平台的辐射骚扰场强整改案例

253利用扩频调制技术进行辐射骚扰场强整改的案例

254计算机信号线走线方向不合理造成辐射骚扰超标的整改案例

255计算机互连电缆引起辐射骚扰超标的整改案例

256某型号LED显示屏的辐射骚扰场强整改案例

257某便携式DVD产品的骚扰功率整改案例

258某光电设备电磁兼容设计改进实例

259舰船电控柜类产品屏蔽的整改

2510某型号雷达火控系统的电磁兼容性设计

2511某舰船通信系统的电磁兼容设计

2512本章小结

第26章电磁抗扰度类案例分析

261某牙科治疗仪的静电放电整改案例

262手写板的静电放电整改案例

263控制柜的静电放电整改案例

264手持式设备的静电放电整改案例

265电路板复位信号线的静电放电整改案例

266某大型绣花机的电快速瞬变脉冲群整改案例

267房间电加热器的浪涌抗（冲击）扰度整改案例

268本章小结

附录A电磁兼容的测试设备和试验场地介绍

附录BEMC故障预测和诊断的简易方法

附录CEMC设计如何融入产品开发的各环节

附录D电磁干扰(EMI)问题的诊断步骤

参考文献^[1]