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| 編輯推薦： |
本书以物联产品电磁兼容（EMC）分析和设计为主线，站在工程师的角度，从工程实践着眼，结合产品的架构，进行风险评估分析，讲解产品外部到内部再到PCB的EMC问题。通过物联产品的系统，比如对外壳（机壳）、产品电源线、内外部连接线电缆、电路模块单元的EMC进行分析与设计，*后到测试与整改技巧方面呈现具体的实践内容。本书以实用为目的，将复杂的理论简单化，化繁为简、化简为易，从而简化了冗长的理论，可以作为在企业从事电子产品开发的部门主管、EMC设计工程师、EMC整改工程师、EMC认证工程师、硬件开发工程师、PCB LAYOUT工程师、结构设计工程师、测试工程师、品管工程师、系统工程师等研发人员进行EMC设计的参考资料。
本书附带内容丰富的课件资源，并配套视频课程，所有相关视频资源在电子星球APP独家上线，读者可以通过随书赠送的精美书签获得这些配套资源，学习成长的路上我们旨在给广大用户带来方便，欢迎网友踊跃购买杜佐兵老师的新书。
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| 內容簡介： |
本书以物联产品电磁兼容（EMC）分析和设计为主线，站在工程师的角度，从工程实践着眼，结合产品的架构，进行风险评估分析，讲解产品外部到内部再到PCB的EMC问题。通过对物联产品的系统，比如对外壳（机壳）、产品电源线、内外部连接线电缆、电路模块单元的EMC进行分析与设计，*后到测试与整改技巧方面呈现具体的实践内容。
本书以实用为目的，将复杂的理论简单化，化繁为简、化简为易，从而简化了冗长的理论，可以作为在企业从事电子产品开发的部门主管、EMC设计工程师、EMC整改工程师、EMC认证工程师、硬件开发工程师、PCB LAYOUT工程师、结构设计工程师、测试工程师、品管工程师、系统工程师等研发人员进行EMC设计的参考资料。
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| 關於作者： |
杜佐兵
高级讲师及专家顾问，高级EMC注册工程师，企业高级技术专家、顾问，电源网长期特邀讲师，柠檬豆平台玺品智库专家。主要研究方向为工业及消费类电子产品的电磁兼容设计、开关电源及LED背光驱动设计。服务多个知名家电品牌，为其进行EMC设计，建立企业设计标准及规范，获得“家电联盟EMC专家”称号。组织多场关于产品电磁兼容分析与设计、电磁兼容整改等方面的培训活动。
王海彦
毕业于武汉工程大学工业电气自动化专业。从事家电电视产品的机芯开发、产品测试验证、产品全流程认证等工作近20年。参与多品牌、多型号的电视产品机芯开发与电磁兼容设计。获得研发流媒体多功能大屏幕液晶电视科技奖、无尾电视发明奖等。目前从事家电电视外设产品的可靠性及电磁兼容设计方案研究。
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| 目錄：
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前言
第1章工程师需要了解的电磁兼容知识//1
1.1物联产品的电磁兼容实验标准及要求//1
1.1.1物联产品实验测试分析//2
1.1.2电磁兼容设计方法//7
1.1.3原理图方面的设计//7
1.1.4结构级、PCB级设计//11
1.1.5提高物联产品及设备的EMC性能//12
1.2需要掌握的基本概念和工程实践方法//14
1.2.1基本概念和理论//14
1.2.2实际应用中的几个实践及理论//15
1.2.3掌握工程实践方法//16
第2章物联产品的框架架构和风险评估//18
2.1产品架构EMC评估机理//19
2.2物联产品EMC风险分析和评估//21
2.2.1产品机械结构设计的EMC风险//23
2.2.2产品信号电缆的分布//27
2.2.3产品原理图设计的EMC风险//28
2.2.4产品PCB设计的EMC风险//30
第3章物联产品系统需要了解的电磁兼容知识//31
3.1电磁兼容三要素分析//31
3.1.1电磁干扰的耦合路径//33
3.1.2判断耦合路径的方法//33
3.1.3电路中的du/dt和di/dt//33
3.1.4电路中的导体//37
3.2产品系统集成中电磁兼容的风险辨识//40
3.3产品中预防电磁干扰的措施//41
第4章产品外部干扰问题//42
4.1雷电浪涌的分析设计//42
4.1.1问题分析//43
4.1.2测试模拟雷电浪涌干扰//46
4.1.3设计技巧//48
4.2EFT快速脉冲群的分析设计//60
4.2.1问题分析//61
4.2.2测试模拟EFT/B干扰//64
4.2.3设计技巧//68
4.3ESD 静电放电的分析设计//75
4.3.1问题分析//75
4.3.2设计技巧//85
第5章产品内部干扰问题//91
5.1传导发射的分析设计//91
5.1.1产品中的差模电流和共模电流等效//91
5.1.2开关电源电路中的共模和差模等效//94
5.1.3电子产品的差模与共模信号的电流路径//96
5.1.4杂散参数分布电容的参考//98
5.1.5传导发射的设计//100
5.2辐射发射的分析设计//102
5.2.1辐射天线场理论//102
5.2.2产品天线分析//113
5.2.3共模辐射与差模辐射//115
5.2.4两种典型干扰源//121
5.2.5产品辐射发射的耦合路径//123
第6章产品PCB的问题//125
6.1PCB的两种辐射机理//125
6.1.1减小差模辐射//128
6.1.2减小共模辐射//131
6.1.3实际PCB电路的辐射理论//133
6.2PCB信号源的回流//138
6.2.1不同频率信号源路径//138
6.2.2PCB单层板和双层板减小回路面积//142
6.2.3PCB双层板减小回路错误的方法//144
6.2.4PCB多层板减小辐射//144
6.2.5PCB多层板减小回路错误的方法//149
6.2.6PCB边缘设计的问题//150
6.2.7高速时钟和开关电源的PCB回路//150
6.3PCB接地分析设计//151
6.3.1接地的分析思路//151
6.3.2接地的重要性//157
6.3.3产品PCB接地的定义//159
6.3.4产品PCB接地线的阻抗//160
6.3.5产品PCB常见接地分类//161
6.3.6地走线对电磁兼容的影响//162
6.3.7地电位差及地线阻抗带来的电磁兼容问题//166
6.3.8地回路及回路面积-环天线//168
6.3.9地与共模电压及地电压的辐射-棒天线//168
6.3.10地串扰的影响//169
6.3.11接地设计的关键//171
6.4PCB容性耦合串扰问题//181
6.4.1相邻层PCB印制线平行布线间寄生电容//183
6.4.2没有地平面的PCB中相邻两条印制线间寄生电容//184
6.4.3带一层地平面两条PCB印制线间寄生电容（微带线）//185
6.4.4双层地平面时线间寄生电容（带状线）//185
6.5PCB的电磁辐射发射设计//186
6.5.1数字电路中的几个辐射源//186
6.5.2信号源回路的设计//187
6.5.3电源回路的设计//188
6.5.4信号电源输入的设计//189
6.5.5地走线噪声的设计//189
第7章产品金属结构的EMC设计//191
7.1结构缝隙的设计//192
7.1.1衡量缝隙泄漏转移阻抗//192
7.1.2缝隙的简单模型//193
7.1.3缝隙的处理//194
7.2结构开口孔的设计//195
7.2.1处理孔洞泄漏的思路//196
7.2.2结构开孔-散热孔设计//198
7.2.3特殊的屏蔽材料//199
7.3结构贯通导体的设计//200
7.3.1贯通导体电磁泄漏的分析//200
7.3.2屏蔽导体的外部//201
7.3.3屏蔽导体的内部//202
7.3.4滤波电容的方法处理贯通导体//203
第8章产品电源线的EMC问题//205
8.1滤波器的插入损耗//205
8.1.1典型滤波器件的插入损耗//206
8.1.2影响滤波器的因素//207
8.1.3滤波器安装的重要性//208
8.2EMI输入滤波器的设计//211
8.2.1共模电流与差模电流//211
8.2.2EMI低通滤波器的设计分析//214
8.2.3输入滤波器的设计//216
8.2.4输入滤波器的应用优化//232
8.2.5EMI滤波器的动态特性问题//235
8.3电源线EMI辐射的问题//239
8.3.1电源线的电磁辐射//239
8.3.2预测电源线的辐射强度//239
8.3.3从RE标准计算共模电流的限值//240
第9章产品信号连接线电缆的EMI问题//242
9.1I/O电缆的辐射发射问题//242
9.1.1电缆共模电压的来源//245
9.1.2电缆的辐射与连接的设备有关//247
9.1.3电缆带来的传导问题//247
9.2I/O 电缆的辐射发射设计//248
9.2.1消除地线电压的影响//248
9.2.2增加共模电流的阻抗//249
9.2.3减小内部的耦合//249
9.2.4改变共模电流的路径//251
9.2.5使用屏蔽的电缆//252
第10章物联产品的EMI设计技巧//253
10.1产品中开关电源的EMI设计//254
10.1.1开关电源噪声源分析//254
10.1.2开关电源噪声特性//258
10.1.3干扰源的传播路径和抑制措施//259
10.1.4差模发射与共模发射//261
10.1.5开关电源辐射发射的高效设计//266
10.2产品中高频时钟信号EMI设计//271
10.2.1高频时钟信号噪声特性//274
10.2.2时钟限流滤波技术//276
10.2.3扩谱时钟技术//277
10.2.4时钟差共模辐射PCB设计//284
10.3产品传导发射超标的测试与整改//289
10.3.1测试与整改的步骤//289
10.3.2优先排除外部耦合//290
10.3.3区分差模共模传导//291
10.4产品辐射发射超标的测试与整改//292
10.4.1测试场地及数据的准备 //294
10.4.2仪器和配件的准备//294
10.4.3必要的器件准备//295
10.5产品EMI逆向分析设计法//296
10.5.1有规律的单支信号//296
10.5.2低频连续性信号//297
10.5.3杂散无规律信号//298
10.5.4整体底噪高//299
10.5.5辐射试验数据分析技巧//300
附录EMC术语//305
参考文献//309
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| 內容試閱：
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电子产品的电磁兼容（EMC）及可靠性问题是大多数产品的难题，很多研发人员对此也非常头疼，同时产品整改也会大幅增加测试成本、人力成本以及时间成本。所以，大多数企业研发人员希望可以在产品EMC设计时同步进行产品功能设计，在功能设计的同时完成EMC设计。有一本接地气的关于产品类的EMC设计参考书籍是目前行业电子工程师所亟需的。EMC的分析设计实际上是和测试相关联的，EMC的分析和设计需要建立在EMC测试的基础上。EMC的三要素是关键因素，如干扰源、耦合路径、敏感源/设备。敏感源/设备如果是敏感电路或器件就可能会有EMS问题；敏感源/设备如果是接收天线，当干扰源存在等效发射天线时就可能会有EMI辐射发射问题。传导干扰测试是通过线路阻抗稳定网络（LISN）进行测试的，在50Ω阻抗的情况下，传导干扰的大小程度取决于流过LISN中这个电阻的电流，简单的处理EMI传导问题的方法就是要降低流经这个电阻的电流，在实践的过程中，在电源端口传导干扰的问题在于流过电源端口的共模电流，分析其共模电流的路径和大小就变得非常重要。在产品可靠性的EMS方面重点描述了三种重要的环境与模拟测试，如SURGE雷电浪涌、EFT快速脉冲群、ESD静电放电。除了差模的雷电浪涌外，其他的测试都是一种典型的共模抗扰度的测试，干扰源是一种共模干扰，是相对于参考接地板的干扰。EMS这些共模干扰源的参考点是参考接地板，按照信号要返回其源，这就意味着这种干扰所产生的电流终要流回到参考接地板，这是分析EMS这类干扰问题的重点。因此对于EMC的问题，信号电流总是要返回其源头，同时由于研究的是电路中导体的特性（分布参数），所以对于传导干扰来说，当产品进行测试时，干扰电流不流过LISN中的采样电阻或者减小干扰电流流过LISN中的采样电阻就可以解决传导干扰的问题。对于辐射干扰，当在屏蔽暗室进行天线接收测试时，减小流过产品中等效发射天线模型（单偶极子天线模型和环天线模型）的电流，就有利于解决辐射发射的问题。同时，对于产品EMS抗扰度的测试来说，如果不让噪声干扰电流流过或减小流过产品中的关键电路及敏感电路，那么就能解决EMS的问题。这些对EMC设计有利的措施，就是产品EMC设计时所需要考虑的。对于实际应用中EMC的信号源与回路，先分析再设计实现性价比化原则，以获得性价比的设计。
本书共有10章。第1章为工程师需要了解的EMC知识，通过对物联产品的EMC实验标准及要求进行分析，提供基本的处理思路和方法。第2章为物联产品的框架结构和风险评估，重点分析产品结构、线缆布线、原理图、PCB设计与EMC的关系。第3章通过物联产品系统级的EMC问题，提出了产品系统的电磁兼容分析和设计思路，同时给出了对应的实施措施。第4章为产品外部干扰问题，主要阐述产品EMS的分析与设计，当干扰电压施加在产品的各个输入/输出信号端口时，干扰所形成的电流将流向产品中的各个部分，通过分析可知当这种共模干扰电流流向电路时，就会对电路产生干扰。通过理论与实践方法，以及合理的产品金属结构设计、电路和PCB设计，可以使施加的共模干扰电流不流向产品的内部电路，以及数字工作地或模拟工作地部分，而使其电流流向结构地（包括产品的接地点、金属外壳、产品金属板等），从而避免关键及敏感电路受到共模电流的干扰。第5章为产品内部干扰问题，主要讲解产品内部的EMI发射问题，其主要分析产品中流动的共模电流，这种共模电流是产品中流动的EMI共模电流。当这种共模电流流过LISN时，就会有EMI传导发射的问题。当这种共模电流流向电缆或较长尺寸的电路导体时，就会有EMI辐射发射的问题。同时在电路板上还有很多等效的小型单偶极子天线和环天线，可以通过合理的电路设计和分析产品中的噪声信号源的耦合路径来降低EMI的风险。第6章为产品PCB的问题，主要讲解PCB设计与EMC的关系，无论产品或设备产生电磁干扰发射(EMI问题)还是受到外界干扰（EMS问题）的影响，或者是电路之间产生的相互干扰，PCB设计都是核心点。其PCB中的器件布局、电路布线都会对产品的系统EMC性能产生影响。比如，电路板中的连接线电缆及位置将影响系统共模电流流经的方向，PCB的布线路径将影响电路环路面积的大小，这是PCB问题的关键。因此设计好PCB对于保证产品的EMC性能具有重要意义。接地不仅能解决安全问题，同样对EMC也相当重要，接地的关键点在于地走线、地回路及接地点的位置。有些EMC问题是不合理的接地设计造成的，因为地线电位是整个电路工作的基准电位，如果地线设计不当，则地阻抗带来的地电位差就会导致电路故障，也可能产生额外的EMI问题。接地设计的关键是要保证地电位稳定，降低地阻抗带来的地压降，消除干扰现象。PCB设计的核心就是减小PCB上的电路产生的电磁辐射发射和来自外部干扰的敏感性，同时减小PCB上各电路之间的相互影响。第7章为产品金属结构的EMC设计，主要分析产品的金属结构、屏蔽与EMC的关系，对于大部分的产品或设备，屏蔽设计是有必要的。特别是随着产品的工作频率的提高，仅依靠电路板的设计已不能满足EMC标准的要求。合理的屏蔽设计能提高产品的EMC性能，但是不合理的屏蔽设计可能不仅达不到预期的效果，还会引入EMC问题。因此要处理好贯通导体、机箱上面的孔洞和缝隙的设计，合理地设计散热孔、出线孔、可动部件间的搭接，同时在孔缝尺寸、信号波长、传播方向、搭接阻抗之间进行协调。只有设计好的屏蔽导体才能达到屏蔽效果。第8章和第9章重点分析产品中电源线的EMC问题，以及输入线电缆、连接线信号电缆、接口电路与EMC的关系。连接线电缆是引起辐射发射或引入外部干扰的主要通道，由于线缆长度的原因，电缆不仅是发射天线，同时也是接收天线。良好的接口电路设计不但可以使内部电路的噪声得到很好的抑制，还可以使发射天线无驱动源，而且还能滤除连接线电缆从外部接收到的干扰信号。正确的连接线电缆及滤波的设计可以为电缆与接口电路提供一个良好的配合通道。第10章为物联产品的EMI设计技巧，重点分析产品中两类强干扰噪声源，一类是开关电源系统的开关噪声源，另一类是高频的时钟信号源。根据这两类噪声源的噪声特性提出了分析和设计的方法，对出现的常见问题给出了测试整改的思路。EMC设计的目的是降低EMC测试风险，通过本书描述的EMC分析和设计方法对产品实施性价比化原则，让产品具有的EMC风险，即使通过测试与整改也能达到性价比的设计。由于作者从事工作及产品研究的限制，其EMC设计并不能包含各类电子、电气产品的EMC问题，同时也会因为作者知识结构的不全面性，导致出现一些描述不合理或不够准确，甚至错误的地方，还请广大读者提供宝贵意见和建议。
编者2021年2月前言
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