电磁兼容原理与应用:方法.分析.电路.测量(原书第3版)

译者序
原书序
第1章电磁兼容1
11电磁干扰简介1
111电磁干扰产生的影响1
112电磁干扰的耦合方式2
113总结2
12电磁干扰规范概述4
121军用规范5
122商用规范5
123非管制的设备5
13电磁环境概述5
131自然电磁噪声源6
132人为电磁噪声源8
14工业、科学和医疗设备8
141FCC18部分8
142从工业设备测得的场强9
143由高压输电线路和其附近的电场和磁场产生的干扰11
15交通、荧光灯、微波炉的噪声和家庭及办公室里的磁场干扰17
16医院的电磁环境19
17有意发射器20
18低功率有意辐射体21
19高功率有意辐射体24
110电源线的传导噪声25
参考文献26
第2章电场与磁场、近场与远场、辐射体、感受器、天线28
21静态场和准静态场29
211直流电场29
212直流磁场29
213双绞线30
214由环路产生的直流场和准静态场33
22导线上和自由空间中的电波34
221辐射35
222电流元辐射体37
223电流环路38
224球面波38
225环路的接收性能39
226双绞线产生的远场辐射44
23辐射功率45
24测量单位48
25天线的接收性能49
251功率密度转换为电场强度49
252根据天线增益将功率密度转换为电场强度49
253天线系数50
254孤立导线/电缆的接收性能57
255作为测量设备和用于电磁兼容性预估的单极子天线58
26简单易做的电场天线和磁场天线63
261屏蔽环形天线63
262平衡环形天线64
263蝶形电场天线66
264单极子天线68
265调谐偶极子天线68
266螺旋天线68
267小型螺旋天线72
26801~1000MHz磁场探头73
269校准73
27非电离电磁场的暴露安全限值82
271对人体的临床研究83
272加拿大的限值83
273美国标准84
274欧洲和其他标准87
275ICNIRP、CENELEC、IRPA和CEU限值88
276电磁场电平的测量88
277直流(DC）场和工频场(Power Frequency Field）89
28计算机程序90
281计算导线辐射的计算机程序90
282用于计算电场/磁场耦合到导线/电缆中的电流的计算机程序93
参考文献98
第3章典型的噪声源及其辐射和传导发射特性100
31噪声源简介100
311单脉冲和周期性脉冲产生的谐波相关噪声100
312阶跃函数的频谱占有率109
32傅里叶变换法和计算机程序110
33案例分析３１：由ＤＣ-ＤＣ变换器产生的噪声电平110
331通用测试配置和方法111
332根据输入功率测试结果对24V－24V变换器的传导发射(CE102）和
辐射发射(RE102）情况小结112
333在24V-5V变换器输出端的差模和共模传导噪声114
334变换器输出功率的辐射发射116
34发射机产生的噪声127
参考文献128
第4章PCB印制线、导线、电缆间的串扰和电磁耦合129
41串扰和电磁耦合简介129
42导线和电缆间的容性串扰和电场耦合131
43导线和电缆间的感性串扰和磁场耦合137
44感性串扰和容性串扰的合成146
441运用接地平面上方的PCB印制线和导线的特性阻抗预估串扰147
442双绞线、交叉绞合双绞线、屏蔽双绞线和带状电缆中的串扰150
443相对于干扰源上升时间有长传输延迟的导线串扰153
444计算串扰的计算机程序155
445PCB印制线之间的串扰和PCB上器件间的耦合162
446电磁耦合182
447评价屏蔽和无屏蔽电缆/导线对电缆/导线间耦合的计算机程序183
参考文献190
第5章元件，减小发射的方法及抗扰度191
51元件191
511电磁兼容使用的元件简述191
512导线、PCB的印制线和接地平面的阻抗191
513一般布线导则197
514电路分类197
515布线隔离197
516内部单元/设备的布线197
517外部单元/设备的布线198
518导线屏蔽198
519射频屏蔽198
5110用于控制发射和提高抗扰度的元件199
52电源线滤波器242
521定制设计的滤波器254
522带谐振电容器的共模滤波器259
523满足航天要求的电源线滤波器262
524滤波器的低频和高频元件的分置263
525案例分析51：滤波器设计264
526案例分析31（续）267
527交流电源线滤波器269
528输出电源线滤波器270
53信号线滤波器271
531有源滤波器272
532无源滤波器273
533微波滤波器274
534PCB微波滤波器276
535连接器型滤波器278
536低频无源高通、低通、陷波和带通滤波器280
537滤波器设计实例283
538商用滤波器284
539案例分析52285
5310滤波连接器286
54减小发射的方法288
541信号和电源的生成特性288
542电路拓扑289
543储能电容器和去耦电容器290
544散热片290
545电路布局290
55噪声抗扰度292
551接口电路噪声抗扰度292
552接收器和驱动器294
553典型集成电路的噪声响应和抗扰度试验电平306
554数字逻辑电路的抗扰度307
555模拟视频和射频电路的噪声和抗扰度313
56噪声源和噪声电平320
561射频和无线电321
562屏蔽322
563射频接地324
564滤波326
57减小辐射发射的方法328
58瞬态脉冲防护328
581瞬态保护器件329
59雷击防护332
510静电防护341
511电磁脉冲防护344
参考文献345
第6章电磁屏蔽346
61反射、吸收和屏蔽效能346
611理想导体的反射346
612传输线理论应用于屏蔽347
613金属阻抗、趋肤深度、屏障阻抗347
614实际导体的反射349
615电磁波的吸收350
616再反射的修正350
62屏蔽效能351
621使用屏蔽效能公式的注意事项358
63新型屏蔽材料：导电漆和热塑性塑料、塑料涂层和胶水360
631导电涂层的磁屏蔽效能365
632屏蔽效能和表面电阻率之间的相关性370
633导电涂层的电场屏蔽效能371
634导电涂层塑料外壳和铝在满足MIL-STD-461标准要求方面的对比373
635塑料涂层外壳与金属外壳的测试375
636外壳类型376
637测试的执行376
638导电布386
639用铝箔屏蔽的医院房间387
6310有缝隙的外壳对平面波的屏蔽效能390
6311有缝隙的外壳的电场耦合机理391
6312容积1m×07m×1m、厚0075mm的铝箔外壳内部电场的预测391
6313预测外壳内部的电场392
6314无缝隙的小外壳对电场和平面波的屏蔽394
6315导电布服装396
6316导电黏合剂和吸波材料398
64缝隙、接合处、通风缝隙和其他孔隙399
641透过薄材料的电场耦合399
642孔隙耦合的测量值与参考文献\[9\]中的公式和FEKO程序计算值的比较407
643厚型材料中的波导低截止效应417
65有接头和孔隙的外壳对磁场的衰减420
651有缝隙的六边形薄金属箔外壳对磁场的衰减（外壳内外的
电流几乎相等）420
652由发射环产生并感应到外壳的磁场及由外壳电流产生的磁场424
653带有缝隙和孔隙的外壳磁场屏蔽效能428
654外壳的磁场衰减举例431
654外壳的磁场衰减举例431
655外壳内的磁场源的实测衰减437
66衬垫理论、 衬垫的转移阻抗、 衬垫类型和表面处理437
661衬垫理论简述437
662衬垫测试方法 438
663衬垫材料的有关性能441
664现代衬垫材料446
665带有衬垫填缝的外壳的屏蔽效能447
666影响衬垫选择的因素449
67波导衬垫 450
68导电表面处理、直流（DC）电阻和腐蚀对衬垫材料的影响451
69实际的屏蔽和对屏蔽效能的限制457
610分隔 457
611建筑物的屏蔽效能 458
612评估屏蔽效能的计算机程序460
参考文献462
第7章电缆屏蔽、电场和磁场产生的耦合、电缆发射464
71电缆耦合和发射简介464
72电缆屏蔽效能/转移阻抗464
721频率相关性:60Hz~100kHz 466
722频率相关性：100kHz~22GHz转移阻抗472
723军用和RG型电缆的转移阻抗481
724屏蔽双绞线的转移阻抗489
725导管转移阻抗490
726柔性屏蔽499
73半刚性电缆503
74长线效应504
75转移导纳506
751 长电缆的屏蔽效能506
76屏蔽终端对转移电压的影响510
77电场和磁场产生的耦合511
78运用NEC程序对在自由空间或接近自由空间条件下的电缆耦合建模515
79吉赫兹频率下的电缆屏蔽效能521
710频率达到12GHz的电缆屏蔽效能525
711入射场的极化和角度529
712屏蔽层对地端接 529
713电缆和导线的发射533
7131环路的辐射534
7132几何形状的传输线产生的辐射535
7133附加电缆和不附加电缆情况下的环路辐射538
714降低电缆产生的电场和磁场的辐射543
715屏蔽连接器、后壳和其他的屏蔽端接方法544
716以太网和USB连接器558
717其他电缆屏蔽层端接方法571
718符合军标 MIL-STD/DO-160C或商用辐射发射要求的电缆屏蔽的
实际水平576
719屏蔽层连接到壳外还是壳内580
参考文献586
第8章接地和搭接588
81接地简介588
82安全接地、接大地和大系统接地589
821大地593
83信号地和电源地598
831信号地598
832接地的基本原理598
833单点接地608
834改进过的差动运算放大器电路610
84信号接地准则611
85电源和接地电路图612
86雷击保护接地612
861避雷器612
862地电位616
863案例分析81：一个用于通信场地的雷电保护接地617
87搭接618
871概述618
872美国军标MIL-B-5087、MIL-HDB-419A和MIL-STD-464619
873腐蚀、不同类金属和氧化作用624
874搭接的测试方法628
875接地设计软件629
参考文献630
第9章EMI测量、控制要求和测试方法631
91简介631
911EMI测试实验室631
92测试设备633
921示波器633
922频谱分析仪635
923前置放大器641
924EMI接收机643
925信号发生器和功率放大器644
926电流探头646
927磁场天线647
928宽带天线647
92941in(104m)单极接收天线650
93诊断测量664
931辐射测量664
932磁场测量664
933传导测量669
934敏感度/抗扰度测量669
94商用EMI要求和测量670
941数字装置发射的FCC标准 670
942天线校准675
943测试场地 677
944加拿大的要求693
945德国的法规 695
946中国的标准695
947日本对计算机装置上的EMI要求696
948澳大利亚和新西兰的标准696
949韩国的标准696
9410欧盟指令2004/108/EC697
95屏蔽室、电波暗室、传输线以及蜂窝天线736
951屏蔽室内场和天线误差736
952GTEM、TEM和其他测试室753
96军用EMI要求和测量方法757
961MIL-STD-461：EMI控制的电磁发射和敏感度要求757
962MIL-STD-462:电磁干扰特性的测量765
963测试计划和测试步骤766
964一般测试准则768
965MIL-STD-461 A-C采用的典型EMI接收机或频谱分析仪带宽772
966接收机陷波带内典型甚低辐射发射限值的测量773
967MIL-STD-461A、B和C的EMI测量775
97RTCA/DO-160要求797
参考文献800
第10章系统EMC和天线耦合802
101系统级的EMC802
1011MIL-STD系统级的要求802
102天线耦合引起的EMI811
1021天线间的耦合813
1022大功率发射机引起的接收机灵敏度降低837
1023SIMOPS（同时运行工作状态）分析（杂散波、谐波和
BB的宽带辐射）840
1024天线对天线耦合的消减技术840
1025吸波体842
1026滤波器和“带内”的EMI解决办法842
1027天线耦合和雷击850
1028表面散射场852
1029案例分析 101：抛物面反射发射天线周边的危险区域856
103环境场地的预估和调查864
1031无源互调865
1032案例分析102：场地的电磁环境预估和场地调查869
104案例分析103：HF相控阵雷达与HVAC线路的耦合873
1041EMI 电平的预估873
参考文献874
第11章印制电路板876
111概述876
112印制电路板（PCB）的辐射原理876
113低电平辐射的PCB布线：测试数据、布线的比较和建议878
1131PCB的测试878
1132差分结构中的*佳和*差的PCB配置概述880
1133PCB上的共模电流880
1134PCB的测试设置881
1135PCB布线测试882
1136PCB尺寸和印制线所构成的特性阻抗886
114低频差分结构配置的辐射发射结果比较及结论综述889
1141印制线类型889
1142差分PCB配置和传输线的测量数据和详细的PCB对比891
1143传输线PCB辐射发射的比较903
1144PCB连接电缆后的辐射发射情况904
1145单端信号输入的PCB布线的低频和高频辐射发射情况综述907
1146单端布线配置的测量数据和详细PCB比较908
1147实际的带状线PCB布线比微带线PCB好多少921
1148连接器和负载屏蔽后的效果924
1149实际带状线和微带线924
11410过孔间距927
115实际的PCB布线932
116逻辑器件类型的比较936
117降低电路电平的方法939
118PCB接地942
1181在PCB上所产生的共模电压942
1182“良好的”和“不良的”PCB接地平面944
1183屏蔽罩内的PCB的接地949
119印制板的屏蔽952
1110PCB的辐射、串扰预测以及 CAD 程序956
11101NEC预测辐射值与实测辐射值的比较956
11102PCB仿真和测试设置957
11103建模技术961
11104专用于PCB和IC辐射、串扰、耦合和信号完整性预测的计算机程序963
11105PCB近场的测量968
1111PCB去耦电容器、嵌入电容和电磁带隙（EBG）968
1112PCB布线案例分析970
11121案例分析 111：共享同一个PCB的模拟和数字电路的接地970
11122案例分析 112：PCB上视频电路的良好接地技术972
11123案例分析 113：PCB上被屏蔽的模拟区域中的数字信号与模拟
信号之间的耦合974
11124案例分析114：电话设备的超限辐射发射974
1113增强PCB的抗扰度978
参考文献979
第12章EMI和EMC控制、案例研究、EMC预测技术和计算电磁建模980
121EMC控制980
1211EMC控制计划980
1212EMC控制程序计划981
1213质量控制983
122EMI调查984
1221案例分析121：设备内敏感度的EMI调查985
1222案例分析122：将一个计算设备的辐射发射降低到FCC A级限值989
123EMC预测：一般方法991
1231案例分析123：“A”形光纤绘图仪满足RTCA-DO-160
要求的EMC预测993
1232案例分析124：对功率控制器的EMC预测998
1233案例分析125：宇宙飞船（轨道）上天线对电缆的耦合1004
1234案例分析126：雷达对飞机着陆控制信号的耦合1007
1235案例分析127： AM发射器对卫星通信系统的耦合1008
1236案例分析128：发射器/接收器的寄生响应1009
124EMC、计算电磁建模以及场求解的计算机程序1012
1241简单计算机程序1014
1242EMC分析程序1014
1243MOM、MLFMM、FEM、FEM-MOM、GO、PO、UTD、GTD、FEM、
BEM、FDTD、PTD、GMT、TLM FIT、CG-FFT、PEEC分析方法1016
1244计算机电磁代码1022
1245集成工程软件1042
125静电场、静磁场、低频和准静场分析1043
1251麦克斯韦2D-3D1043
1252ANSYS/EMAG1043
1253集成工程软件1043
126使用电磁分析程序的误差1046
参考文献1048
附录1049
附录A导体、导线和电缆特性阻抗1049
附录B单位和转换系数1051
附录C电场强度对磁场以及功率密度的转换1052
附录D常用有关公式1053
附录E铜实心裸导线的数据(线度、重量和电阻)1056
附录F材料的介电常数1057
缩略语表1060