EMC 設(shè)計(jì)分析方法與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)

第1章 EMC與EMC設(shè)計(jì)基礎(chǔ)\t1
1．1 什么是EMC和EMC設(shè)計(jì)\t1
1．2 產(chǎn)品的EMC性能是設(shè)計(jì)賦予的\t3
1．3 EMC也是常規(guī)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的例外情況\t4
1．4 EMC理論基礎(chǔ)\t6
1．4．1 EMC相關(guān)基本單位\t6
1．4．2 時(shí)域與頻域\t7
1．4．3 電磁騷擾單位分貝（dB）的概念\t9
1．4．4 正確理解分貝真正的含義\t11
1．4．5 電場(chǎng)與磁場(chǎng)\t12
1．4．6 電路基本元器件及其基本特性\t14
第2章 EMC設(shè)計(jì)與共模電流\t18
2．1 EMC測(cè)試與共模電流分析\t18
2．1．1 EMC測(cè)試是EMC設(shè)計(jì)的重要依據(jù)\t18
2．1．2 輻射發(fā)射測(cè)試\t19
2．1．3 傳導(dǎo)騷擾測(cè)試\t22
2．1．4 靜電放電抗擾度測(cè)試\t24
2．1．4 射頻輻射電磁場(chǎng)的抗擾度測(cè)試\t29
2．1．5 電快速瞬變脈沖群的抗擾度測(cè)試\t33
2．1．7 浪涌的抗擾度測(cè)試\t41
2．1．8 傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試（CS）和大電流注入（BCI）測(cè)試\t47
2．1．9 電壓跌落、短時(shí)中斷和電壓漸變的抗擾度測(cè)試\t52
2．2 產(chǎn)品電路中的共模和差模信號(hào)\t55
2．3 EMC測(cè)試的實(shí)質(zhì)與共模電流\t57
2．4 典型共模干擾在產(chǎn)品內(nèi)部傳輸機(jī)理\t58
2．5 共模干擾電流干擾電路正常工作的機(jī)理\t59
2．6 數(shù)字電路的噪聲承受能力\t62
2．7 EMI共模電流的產(chǎn)生與分析\t67
2．7．1 傳導(dǎo)騷擾與共模電流分析\t69
2．7．2 輻射發(fā)射與共模電流分析\t70
2．7．3 產(chǎn)生共模電流輻射的條件\t76
第3章 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估概念及EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估\t77
3．1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估定義\t77
3．2 EMC風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的目的和EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估\t77
3．3 EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)象\t78
3．4 明確環(huán)境信息\t78
3．5 EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)則\t78
3．5 EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程\t79
3．5．1 概述\t79
3．5．2 EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別\t80
3．5．3 EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析\t81
3．5．4 EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)\t81
3．6 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具\(yùn)t82
3．6．1 風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法\t82
3．6．2 風(fēng)險(xiǎn)矩陣法\t82
3．6．3 層次分析法\t83
3．7 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告要求\t83
第4章 產(chǎn)品的機(jī)械構(gòu)架EMC設(shè)計(jì)與接地設(shè)計(jì)\t85
4．1 產(chǎn)品的機(jī)械構(gòu)架決定共模電流路徑\t85
4．4．1 產(chǎn)品的機(jī)械構(gòu)架決定共模電流機(jī)理\t85
4．1．2 EMC抗干擾測(cè)試中的共模電流與產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)\t91
4．1．3 機(jī)械構(gòu)架設(shè)計(jì)實(shí)例分析\t98
4．1．4 EMI共模電流與產(chǎn)品的機(jī)械架構(gòu)設(shè)計(jì)\t100
4．1．5 相關(guān)案例分析\t105
4．2 接地是決定共模電流方向與大小的最重要因數(shù)\t108
4．2．1 什么是接地與浮地\t108
4．2．2 接地改變共模電流方向和大小的原理\t109
4．3 電纜/連接器 在產(chǎn)品中的位置是決定共模電流的流向與大小的第二重要因素\t110
4．3．1 EMC測(cè)試與連接器、電纜位置\t110
4．3．2 EMI設(shè)計(jì)分析從連接器電纜開(kāi)始\t111
4．3．3 電纜引入的的EMC抗擾度問(wèn)題\t117
4．3．4 關(guān)注電纜的固有電阻、電容、電感對(duì)EMC的影響\t118
4．3．5 敏感電路．EMI騷擾源的位置 和產(chǎn)品中共模電流的方向大小\t119
4．4 電纜/連接器中抑制共模電流的方法\t123
4．5 接口電路及其中的濾波、抑止可以改變共模電流的方向和大小\t129
4．5．1 平衡電路設(shè)計(jì)\t129
4．5．2 濾波器與抑制設(shè)計(jì)\t130
4．6 隔離改變共模電流大小\t132
4．6．1 變壓器隔離在EMC中的實(shí)質(zhì)\t133
4．6．2 光電耦合器隔離在EMC中的實(shí)質(zhì)\t140
4．6．3 繼電器隔離在EMC中的實(shí)質(zhì)\t146
4．6．4 使用共模扼流圈（共模電感）在EMC中的實(shí)質(zhì)\t147
4．7 浮地產(chǎn)品的共模電流與EMC分析\t150
4．8 產(chǎn)品內(nèi)部PCB板間的互連是產(chǎn)品EMC問(wèn)題最薄弱環(huán)節(jié)\t155
4．8．1 產(chǎn)品內(nèi)部連接器與EMI\t155
4．8．2 產(chǎn)品內(nèi)部連接器與EMS\t159
4．8．3 互聯(lián)電纜中的串?dāng)_分析方法\t160
4．9 相關(guān)案例分析\t160
4．9．1 案例分析1\t160
4．9．2 案例分析2\t164
4．4．3 案例分析3\t166
第5章 濾波、去耦、旁路設(shè)計(jì)\t171
5．1 電容\t171
5．1．1 電容的自諧振\t171
5．1．2 電容的并聯(lián)\t175
5．1．3 X電容和Y電容\t177
5．2 RC電路\t177
5．2．1 RC微分電路\t177
5．2．2 RC耦合電路\t178
5．2．3 RC積分電路\t180
5．3 再談LC電路\t182
5．4 濾波器和濾波電路的設(shè)計(jì)分析\t183
5．4．1 什么是濾波器和濾波電路\t183
5．4．2 濾波效果與阻抗\t185
5．4．3 電源濾波器\t186
5．4．4 信號(hào)接口濾波器的設(shè)計(jì)方法\t188
5．5 常用信號(hào)接口電路的濾波器或?yàn)V波電路設(shè)計(jì)原理。\t192
5．5．1 鼠標(biāo)和鍵盤(pán)PS/2端口濾波器\t192
5．5．2 RS232接口電路的濾波設(shè)計(jì)\t192
5．5．3 RS422和RS485接口的濾波電路設(shè)計(jì)\t193
5．5．4 E1/T1接口電路EMC設(shè)計(jì)\t194
5．5．5 以太網(wǎng)接口電路EMC設(shè)計(jì)方法\t195
5．5．6 USB接口電路EMC設(shè)計(jì)\t198
5．6 濾波器或?yàn)V波電路的安裝與放置\t201
5．7 濾波器與共模電流\t204
5．8 PCB板中的去耦設(shè)計(jì)方法\t204
5．8．1 去耦的實(shí)質(zhì)\t204
5．8．2 去耦電容的選擇方法\t206
5．8．3 去耦電容的安裝方式與PCB設(shè)計(jì)\t208
5．9 電容旁路的設(shè)計(jì)方法\t208
第6章　PCB EMC設(shè)計(jì)\t210
6．1 什么是阻抗\t210
6．1．1 阻抗與特性阻抗\t210
6．1．2 阻抗的意義\t211
6．1．3 阻抗在實(shí)際PCB中的體現(xiàn)形式\t213
6．1．4 PCB中印制線阻抗\t215
6．1．5 導(dǎo)線的阻抗\t217
6．2 PCB中地平面的設(shè)計(jì)與分析方法\t219
6．2．1 完整地平面的阻抗與設(shè)計(jì)方法\t219
6．2．2 過(guò)孔、裂縫及其對(duì)地平面阻抗的影響\t223
6．2．3　PCB中的過(guò)孔設(shè)計(jì)技巧\t230
6．3 金屬板的阻抗分析方法及在EMC中的應(yīng)用\t230
6．4 連接器對(duì)阻抗的影響\t231
6．5 PCB設(shè)計(jì)中串?dāng)_的防止設(shè)計(jì)\t231
6．5．1 串?dāng)_對(duì)產(chǎn)品整體EMC性能的影響原理\t231
6．5．2 產(chǎn)品中的串?dāng)_是如何發(fā)生的\t232
6．5．3 串?dāng)_模型分析\t234
6．5．4 產(chǎn)品中串?dāng)_的防止方法\t243
6．5．5　哪些信號(hào)之間需要考慮串?dāng)_問(wèn)題\t249
6．6　相關(guān)案例分析\t250
6．6．1　連接器地阻抗引起的EMC問(wèn)題案例\t250
6．6．2 PCB布線串?dāng)_引起的干擾\t256
第7章　產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)分析方法\t258
7．1　產(chǎn)品機(jī)械構(gòu)架設(shè)計(jì)的EMC分析\t258
7．1．1　產(chǎn)品機(jī)械構(gòu)架設(shè)計(jì)的EMC分析原理\t258
7．1．2　產(chǎn)品相關(guān)的EMC重要描述\t259
7．1．3　估算共模電流和干擾壓降\t261
7．1．4 產(chǎn)品的系統(tǒng)接地與浮地分析\t262
7．1．5 局部接地、隔離與浮地分析\t263
7．1．6 產(chǎn)品系統(tǒng)接地方式分析\t263
7．1．7 工作地和大地（保護(hù)地或機(jī)殼地）之間的連接點(diǎn)的位置（直接或通過(guò)Y電容接）分析\t263
7．1．8 金屬板的應(yīng)用情況、形狀及其分析\t263
7．1．9　輸入輸出端口連接器在產(chǎn)品中或在電路板中的位置分析\t265
7．1．10　印制電路板之間的互連、互連線和連接器處理分析\t265
7．1．11 屏蔽需求分析\t266
7．1．12 屏蔽體的設(shè)計(jì)方式分析\t266
7．1．13 電纜類(lèi)型及屏蔽電纜屏蔽層的連接方式分析\t266
7．1．14 開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)關(guān)管上的散熱器的處理分析\t267
7．1．15 傳導(dǎo)騷擾與輻射發(fā)射措施額外描述\t267
7．1．16 產(chǎn)品抗ESD干擾措施的描述\t267
7．1．17 其它EMC方面的考慮\t268
7．2　單板設(shè)計(jì)的EMC分析\t268
7．3　電路原理圖設(shè)計(jì)的EMC分析\t268
7．3．1 電路原理圖設(shè)計(jì)的EMC分析原理\t268
7．3．2 電路原理圖描述\t270
7．3．3 將電路原理圖進(jìn)行EMC描述\t270
7．3．4 電路原理圖的濾波分析\t270
7．5．5 地及地平面分析\t272
7．3．6 高速線的EMC分析及處理\t274
7．3．7 敏感信號(hào)線的EMC分析及處理\t274
7．3．8 指出并確認(rèn)未使用元器件及懸空信號(hào)線并對(duì)其進(jìn)行EMC處理\t274
7．4 PCB布局布線的建議\t275
7．4．1 PCB布局布線的建議的意義\t275
7．4．2 PCB層數(shù)及各層的分配建議\t275
7．4．3 GND 、AGND等地平面及VCC等電源平面在PCB層中的位置\t278
7．4．4 指出敏感元器件在PCB中放置的相對(duì)位置\t278
7．4．5 濾波電容等濾波器件在PCB中的相對(duì)放置\t279
7．4．6 GND地平面的設(shè)計(jì)\t279
7．4．7 模擬地AGND地平面的設(shè)計(jì)\t279
7．4．8 VCC電源平面的設(shè)計(jì)\t279
7．4．9 串?dāng)_防止的處理方式\t279
7．4．10 特殊信號(hào)線的處理方式（如時(shí)鐘信號(hào)線、高速信號(hào)線、敏感信號(hào)線等）\t279
7．4．11 PCB中空置區(qū)域的處理\t280
7．4．12 其它建議\t280
7．4．13 PCB布局布線示意圖\t280
7．5 PCB設(shè)計(jì)審查與EMC分析\t281
7．5．1 PCB設(shè)計(jì)審查的意義和任務(wù)\t281
7．5．2　地平面完整性及其阻抗審查\t281
7．5．3　串?dāng)_審查\t282
7．5．4　去耦．旁路電容和濾波電容的審查\t282
7．5．5　PCB布局布線文件\t283
第8章　產(chǎn)品的防雷擊浪涌、ESD和差模EMC問(wèn)題設(shè)計(jì)與分析\t287
8．1 產(chǎn)品的防雷與防浪涌；\t287
8．1．1 雷擊與浪涌定義\t287
8．1．2　防雷與防浪涌設(shè)計(jì)理念\t290
8．1．3　防雷電路中的元器件\t292
8．1．4　交流電源口防雷電路和防浪涌電路的設(shè)計(jì)\t302
8．1．5 直流電源口防雷電路和防浪涌電路的設(shè)計(jì)\t304
8．1．6 信號(hào)口防雷和浪涌保護(hù)電路設(shè)計(jì)\t305
8．1．7　電源防雷器的安裝\t307
8．1．8 信號(hào)防雷器的接地\t309
8．2　EMC中的差模干擾與騷擾．\t310
8．2．1 什么是差模：參見(jiàn)第二章\t310
8．2．2 接口電路中的差模干擾與騷擾\t310
8．2．3 PCB電路中的差模干擾與騷擾\t311
8．2．4 解決電路中的差模干擾與騷擾的方法\t315
8．3 ESD\t316
8．3．1 ESD產(chǎn)生的機(jī)理\t316
8．3．2 通過(guò)絕緣防止ESD\t316
8．3．3 通過(guò)屏蔽防止ESD\t317
8．3．4 通過(guò)良好的搭接與接地防止ESD\t317
8．3．5 通過(guò)PCB布局布線防止ESD產(chǎn)生的電磁場(chǎng)感應(yīng)\t318
8．3．6 I/O端口的ESD 防護(hù)\t319
第9章　產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)分析方法之應(yīng)用實(shí)例\t321
9．1　產(chǎn)品機(jī)械構(gòu)架設(shè)計(jì)的EMC設(shè)計(jì)分析實(shí)例（抗擾度分析方法）\t321
9．1．1 分析原理\t321
9．1．2 產(chǎn)品相關(guān)的EMC重要信息描述\t322
9．1．3 估算共模電流和干擾壓降\t325
9．1．4 產(chǎn)品的系統(tǒng)接地與浮地分析\t326
9．1．5 局部接地、隔離與浮地分析\t327
9．1．6 產(chǎn)品系統(tǒng)接地方式的分析\t327
9．1．7 工作地和大地（保護(hù)地或機(jī)殼地）之間的連接點(diǎn)的位置（直接或通過(guò)Y電容接）分析\t327
9．1．8 金屬板的應(yīng)用情況、形狀及其分析\t328
9．1．9　輸入輸出端口連接器在產(chǎn)品中或在電路板中的位置分析\t328
9．1．10　印制電路板之間的互連、互連線和連接器處理分析\t328
9．1．11 電纜類(lèi)型及屏蔽電纜屏蔽層的連接方式分析\t329
9．1．12 屏蔽需求分析\t329
9．1．13 屏蔽體的設(shè)計(jì)方式分析\t330
9．1．14 開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)關(guān)管上的散熱器的處理分析\t330
9．1．15 傳導(dǎo)騷擾與輻射發(fā)射措施額外描述\t330
9．1．16 產(chǎn)品抗ESD干擾措施的描述\t331
9．1．17 產(chǎn)品其它在EMC方面的考慮\t331
9．2　單板EMC設(shè)計(jì)的分析\t332
9．3 電路原理圖EMC設(shè)計(jì)分析\t332
9．3．1 電路原理圖EMC設(shè)計(jì)分析原理\t332
9．3．2 原理圖描述\t334
9．3．3 將電路原理圖進(jìn)行EMC描述\t334
9．3．4 電路原理圖的濾波分析\t337
9．3．5 地及地平面分析\t339
9．3．6 高速線的EMC分析及處理\t340
9．3．7 敏感信號(hào)線的EMC分析及處理\t341
9．3．8 指出并確認(rèn)未使用元器件及懸空信號(hào)線并對(duì)其進(jìn)行EMC處理\t341
9．4 PCB設(shè)計(jì)審查與EMC分析\t342
9．4．1 PCB布局布線的建議的意義\t342
9．4．2 PCB層數(shù)及各層的分配建議\t342
9．4．3 GND 、AGND等地平面及VCC等電源平面在PCB層中的位置\t343
9．4．4 指出敏感元器件在PCB中放置的相對(duì)位置\t343
9．4．5 濾波電容等濾波器件在PCB中的相對(duì)放置\t344
9．4．6 GND平面的設(shè)計(jì)\t344
9．4．7 模擬地AGND平面的設(shè)計(jì)\t345
9．4．8 VCC平面的設(shè)計(jì)\t345
9．4．9 串?dāng)_防止的處理方式\t345
9．4．10 特殊信號(hào)線的處理方式（如時(shí)鐘信號(hào)線、高速信號(hào)線、敏感信號(hào)線等）\t345
9．4．11 PCB中空置區(qū)域的處理\t345
9．4．12 其它建議：\t345
9．4．13 PCB布局布線示意圖\t346
9．5　PCB設(shè)計(jì)審查\t346
9．5．1 PCB設(shè)計(jì)審查的意義和任務(wù)\t346
9．5．2　地平面完整性及其阻抗審查\t346
9．5．3　串?dāng)_審查\t348
9．5．4　去耦．旁路電容和濾波電容的審查\t350
9．5．5　PCB布局布線文件\t351
9．6 產(chǎn)品機(jī)械構(gòu)架設(shè)計(jì)的EMC設(shè)計(jì)分析實(shí)例（EMI分析方法）\t352
9．6．1　分析原理\t352
9．6．2　產(chǎn)品相關(guān)的EMC重要機(jī)械構(gòu)架描述\t352
9．6．3　關(guān)于產(chǎn)品的系統(tǒng)接地、浮地與屏蔽分析\t355
9．6．4　局部接地、隔離與浮地\t357
9．6．5　工作地和大地（保護(hù)地或機(jī)殼地）之間的連接點(diǎn)的位置（直接或通過(guò)Y電容接）\t357
9．6．6　EMC意義上的產(chǎn)品接地設(shè)計(jì)方式\t358
9．6．7　金屬板對(duì)EMC的意義 及形狀和互聯(lián)要求\t358
9．6．8　輸入輸出端口連接器在產(chǎn)品中或在電路板中的位置\t359
9．6．9　互聯(lián)與電路板之間得排線和連接器處理．\t360
9．6．10　電纜類(lèi)型及屏蔽電纜屏蔽層的連接方式\t360
9．6．11　開(kāi)關(guān)電源的要求\t361
第10章　產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)\t362
10．1　EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估原則和依據(jù)\t363
10．2　產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估概念\t363
10．3　EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基礎(chǔ)機(jī)理和模型\t364
10．3．1　產(chǎn)品機(jī)械構(gòu)架EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)理和理想模型\t364
10．3．2　產(chǎn)品PCB設(shè)計(jì)EMC風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)理\t367
10．3．3 PCB EMC設(shè)計(jì)的理想模型\t368
10．4　EMC設(shè)計(jì)評(píng)估要素風(fēng)險(xiǎn)影響程度等級(jí)與風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)\t373
10．5　EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)\t375
10．6　EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估步驟\t376
10．7　EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估識(shí)別\t376
10．7．1　概述\t376
10．7．2　產(chǎn)品機(jī)械構(gòu)架EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別\t377
10．7．3　產(chǎn)品PCBEMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別\t378
10．8　EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析\t379
10．8．1　產(chǎn)品機(jī)械構(gòu)架EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析\t379
10．8．2 PCB設(shè)計(jì)的EMC風(fēng)險(xiǎn)分析\t384
10．9　EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)\t390
10．9．1　風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法\t390
10．9．2　EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)計(jì)算和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定\t390
第11章　EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)管理與產(chǎn)品研發(fā)\t393
11．1　EMC設(shè)計(jì)技術(shù)與管理的發(fā)展與現(xiàn)狀\t393
11．2　EMC風(fēng)險(xiǎn)管理定義\t395
11．3　EMC風(fēng)險(xiǎn)管理的重要性\t395
11．4　EMC 風(fēng)險(xiǎn)管理原則\t396
11．5 EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)管理過(guò)程\t397
11．5．1　指定EMC專(zhuān)家\t397
11．5．2　產(chǎn)品的EMC測(cè)試計(jì)劃制定\t397
11．5．3　產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法融入到企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程\t399
11．5．4　EMC風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)\t400
11．5．5　監(jiān)督和檢查\t401
11．5．6　溝通和記錄\t401