包邮工程电磁兼容

第1章 绪论 1 1.1 电磁干扰与电磁污染 1 1.2 电磁兼容 8 1.2.1 电磁干扰与电磁骚扰 9 1.2.2 电磁兼容的含义 9 1.2.3 系统电磁兼容性 10 1.3 电磁兼容学科的发展 11 1.3.1 第二次世界大战前 11 1.3.2 第二次世界大战及其以后的25年 12 1.3.3 20世纪60年代后 13 1.3.4 中国的电磁兼容发展概况 14 1.4 电磁兼容的研究内容 16 1.5 电磁兼容学科的特点 19 习题 21 参考文献 21 第2章 电磁兼容基本概念 24 2.1 基本电磁兼容术语 24 2.1.1 一般术语 24 2.1.2 噪声与干扰术语 25 2.1.3 发射术语 26 2.1.4 电磁兼容性术语 27 2.1.5 相关术语之间的关系 29 2.2 电磁干扰的产生条件 30 2.2.1 电磁干扰三要素 30 2.2.2 敏感设备 32 2.3 常用EMC单位及换算关系 34 2.3.1 功率 36 2.3.2 电压 36 2.3.3 电流 37 2.3.4 功率密度 37 2.3.5 电场强度与磁场强度 38 2.4 电缆的功率损耗与信号源特性 41 2.4.1 电缆的功率损耗 41 2.4.2 信号源特性 44 2.5 电磁骚扰源 48 2.5.1 电磁骚扰源的分类 48 2.5.2 自然电磁骚扰源 49 2.5.3 人为电磁骚扰源 49 2.6 电磁骚扰的性质 52 2.7 电磁环境 54 2.7.1 环境的电磁现象 54 2.7.2 端口的概念 55 2.7.3 环境分类与设备位置 56 2.8 电尺寸与电磁波频谱 57 2.8.1 电尺寸 57 2.8.2 电磁波频谱 59 习题 62 参考文献 63 第3章 电磁骚扰的耦合与传输理论 65 3.1 电磁骚扰的耦合途径 65 3.2 传导耦合的基本原理 66 3.2.1 电路性耦合 66 3.2.2 电容性耦合 68 3.2.3 电感性耦合 72 3.3 电磁辐射的基本理论 75 3.3.1 电磁辐射的物理概念 76 3.3.2 基本振子电磁场分布的一般表示式 76 3.3.3 近区场与远区场 79 3.3.4 近区与远区之间的转换区 81 3.3.5 高阻抗场和低阻抗场 82 3.4 近区场的阻抗 82 3.4.1 电基本振子近区场的波阻抗 82 3.4.2 磁基本振子近区场的波阻抗 83 3.5 辐射耦合 85 3.5.1 导体的天线效应 85 3.5.2 辐射耦合方式 86 习题 87 参考文献 87 第4章 电磁兼容性控制 89 4.1 分析和解决电磁兼容性问题的一般方法 89 4.1.1 问题解决法 89 4.1.2 规范法 90 4.1.3 系统法 90 4.2 电磁骚扰的抑制策略 91 4.3 空间分离 92 4.4 时间分隔 93 4.5 频率划分和管制 93 4.5.1 频谱管制 93 4.5.2 滤波 95 4.5.3 频率调制 95 4.5.4 数字传输 95 4.5.5 光电传输 95 4.6 电气隔离 95 习题 96 参考文献 96 第5章 屏蔽理论及其应用 99 5.1 电磁屏蔽原理 99 5.1.1 电磁屏蔽的类型 99 5.1.2 静电屏蔽 100 5.1.3 交变电场屏蔽 101 5.1.4 低频磁场的屏蔽 102 5.1.5 高频磁场的屏蔽 104 5.1.6 电磁场屏蔽 105 5.2 屏蔽效能 106 5.2.1 屏蔽效能的表示 106 5.2.2 屏蔽效能的计算方法 107 5.3 无限长磁性材料圆柱腔的静磁屏蔽效能 108 5.3.1 圆柱腔内的静磁场 108 5.3.2 圆柱腔的静磁屏蔽效能分析 109 5.3.3 圆柱腔的静磁屏蔽效能计算实例 110 5.4 低频磁屏蔽效能的近似计算 111 5.4.1 矩形截面屏蔽盒的低频磁屏蔽效能的近似计算 111 5.4.2 圆柱形及球形壳体低频磁屏蔽效能的近似计算 112 5.5 计算屏蔽效能的电路方法 112 5.5.1 低频屏蔽问题的定性讨论 113 5.5.2 屏蔽的电路方法 115 5.6 屏蔽的平面波模型 120 5.6.1 导体平板的屏蔽效能 121 5.6.2 平面波模型推广到非理想屏蔽结构 124 5.6.3 屏蔽效能计算的解析方法 125 5.7 孔隙的电磁泄漏 128 5.7.1 金属板缝隙的电磁泄漏 129 5.7.2 金属板孔隙的电磁泄漏 130 5.7.3 截止波导管的屏蔽效能 132 5.7.4 孔阵的电磁屏蔽效能 133 5.7.5 通风窗孔的屏蔽效能 135 5.8 有孔阵矩形机壳屏蔽效能公式化 137 5.8.1 理论分析 138 5.8.2 结果与讨论 140 5.8.3 结论 143 5.9 抑制电磁泄漏的工程措施 143 习题 149 参考文献 150 第6章 接地技术及其应用 153 6.1 接地及其分类 153 6.1.1 接地的概念 153 6.1.2 接地的要求 154 6.1.3 接地的分类 154 6.2 安全接地 154 6.2.1 设备安全接地 154 6.2.2 接零保护接地 155 6.2.3 防雷接地 156 6.2.4 安全接地的有效性 156 6.3 导体阻抗的频率特性 157 6.3.1 直流电阻与交流电阻的广义描述 157 6.3.2 导体电感 158 6.3.3 如何选择搭接条 160 6.4 信号接地 160 6.4.1 单点接地 161 6.4.2 多点接地 163 6.4.3 混合接地 164 6.4.4 悬浮接地 164 6.5 屏蔽体接地 164 6.5.1 放大器屏蔽盒的接地 164 6.5.2 电缆屏蔽层的接地 165 6.5.3 电缆屏蔽层的一端接地与两端接地 167 6.6 地回路干扰 169 6.6.1 接地公共阻抗产生的干扰 169 6.6.2 地电流与地电压的形成 170 6.7 电路的接地点选择 171 6.7.1 放大器与信号源的接地点选择 171 6.7.2 多级电路的接地点选择 172 6.7.3 谐振回路的接地点选择 173 6.8 地回路干扰的抑制措施 173 6.8.1 隔离变压器 173 6.8.2 纵向扼流圈 175 6.8.3 光电耦合器 177 6.8.4 差分平衡电路 178 习题 180 参考文献 181 第7章 搭接技术及其应用 183 7.1 搭接的一般概念 183 7.2 搭接的有效性 185 7.3 搭接的实施 187 7.3.1 搭接的电化学腐蚀原理 187 7.3.2 搭接表面的清理和防腐涂覆 187 7.3.3 搭接的加工方法 188 7.4 搭接的设计 188 7.5 搭接质量的测试 192 习题 192 参考文献 192 第8章 滤波技术及其应用 194 8.1 滤波器的工作原理和类型 194 8.1.1 滤波器的工作原理 194 8.1.2 滤波器的类型 194 8.1.3 EMI滤波器的特点 195 8.2 滤波器的特性 195 8.3 反射式滤波器 197 8.4 吸收式滤波器 201 8.5 电源线滤波器 205 8.5.1 共模干扰和差模干扰 206 8.5.2 电源线滤波器的网络结构 206 8.6 滤波器的安装 208 习题 210 参考文献 211 第9章 EMC标准简介 215 9.1 EMC标准化组织 215 9.1.1 国际电工委员会(IEC) 215 9.1.2 国际无线电干扰特别委员会(CISPR) 216 9.1.3 TC77的组织结构及其主要任务 217 9.1.4 与EMC相关的其他IEC技术委员会 218 9.1.5 有关地区和国家的EMC标准化组织 218 9.1.6 我国EMC标准化组织 219 9.2 国际EMC标准简介 219 9.2.1 标准体系和分类 220 9.2.2 CISPR标准简介 221 9.2.3 IEC/TC77标准简介 223 9.2.4 欧洲EMC标准简介 227 9.2.5 美国EMC标准简介 236 9.2.6 德国EMC标准简介 238 9.3 我国国家EMC标准简介 239 9.3.1 我国国家EMC标准 239 9.3.2 我国国家军用EMC标准 245 9.3.3 我国国家TEMPEST 技术标准 248 9.4 EMC标准举例 249 9.4.1 GJB 151A—97简介 249 9.4.2 GJB 152A—97简介 251 9.5 中国军用EMC标准更新简介 252 9.5.1 军用设备和分系统EMC标准更新 252 9.5.2 军用系统级EMC标准更新 255 9.5.3 系统电磁环境效应试验方法 256 习题 256 参考文献 257 第10章 EMC测量 258 10.1 概述 258 10.1.1 EMC测量分类 258 10.1.2 EMC预测量与EMC标准测量 259 10.2 EMC测量设施 260 10.2.1 开阔试验场 260 10.2.2 屏蔽室 261 10.2.3 电波暗室 264 10.2.4 横电磁波小室 265 10.2.5 混响室 266 10.3 EMC测量设备 269 10.3.1 测量接收机 269 10.3.2 电磁干扰测量设备 273 10.3.3 电磁敏感度测量设备 278 10.4 EMC测量实例 278 10.4.1 测量步骤和过程 278 10.4.2 测量报告 287 习题 294 参考文献 294 第11章 PCB的电磁兼容性 296 11.1 印制电路板的EMC特性 296 11.1.1 PCB元器件 296 11.1.2 PCB走线带 298 11.1.3 走线带的阻抗 300 11.2 印制电路板EMC设计技术 302 11.2.1 印制电路板通用EMC设计技术 302 11.2.2 印制电路板EMC设计的一般原则 303 11.2.3 印制电路板的叠层设计 308 11.3 印制电路板的EMC实现 312 11.3.1 时钟电路 312 11.3.2 输入/输出及内部连接 314 11.3.3 背板及附属卡 316 11.3.4 散热片 318 11.3.5 元件组 318 11.3.6 旁路、去耦和储能 321 11.3.7 铁氧体元件 325 11.3.8 集成电路 326 11.4 印制电路板EMC仿真分析 329 11.4.1 PCB设计的EMC预测仿真 329 11.4.2 印制线拐角的频域分析 334 11.4.3 基于ADS的EMC特性仿真 338 习题 344 参考文献 345 第12章 电磁兼容性仿真分析 352 12.1 电磁兼容仿真分析的基本原理及特点 352 12.2 电磁兼容仿真分析中的系统综合性 355 12.3 电磁兼容仿真分析方法 357 12.3.1 有限差分法 358 12.3.2 矩量法 361 12.3.3 有限元法 362 12.3.4 高频方法 364 12.3.5 时域有限积分法 365 12.3.6 传输线矩阵法 366 12.4 仿真软件介绍 368 12.5 车辆电磁兼容仿真分析案例 377 12.5.1 车外天线空间特性仿真分析 378 12.5.2 车体结构屏蔽特性仿真分析 383 12.5.3 车内线缆耦合特性仿真分析 384 12.5.4 车内线缆辐射特性仿真分析 389 12.6 基于FSS加载的车辆电磁兼容设计案例 391 12.6.1 车辆平台的电磁兼容性分析 391 12.6.2 车载屏蔽用FSS的设计 392 12.6.3 加载FSS后车辆电磁分布及屏蔽效能分析 395 习题 396 参考文献 397 第 13章 电磁兼容诊断与整改 399 13.1 电磁兼容诊断基本内容 399 13.2 电磁兼容三要素及诊断原理 400 13.2.1 电磁干扰的主要来源 400 13.2.2 电磁干扰的传播途径 401 13.2.3 敏感源 401 13.3 源头诊断法(PCB板的设计诊断) 401 13.3.1 标准测试法面临的风险 402 13.3.2 采用近场扫描诊断法的优势 402 13.4 接口诊断法 403 13.4.1 电源接口 403 13.4.2 接地接口 403 13.4.3 信号接口 405 13.4.4 机械接口 405 13.5 试验诊断法 405 13.5.1 发射类诊断 405 13.5.2 敏感度诊断 406 13.5.3 瞬态干扰诊断 408 13.6 电磁兼容诊断常用工具 410 13.6.1 近场扫描系统(EMSCAN) 410 13.6.2 近场探头测试 414 13.7 整机系统诊断法 418 13.7.1 案例一 整车系统辐射干扰故障诊断 418 13.7.2 案例二 复杂系统辐射发射超标诊断 424 习题 429 参考文献 429