《电磁兼容原理与应用:方法.分析.电路.测量(原书第3版)》[加拿大]大卫・A.韦斯顿(David | PDF下载|ePub下载
电磁兼容原理与应用:方法.分析.电路.测量(原书第3版) 版权信息
- 出版社:机械工业出版社
- 出版时间:2017-12-01
- ISBN:9787111634997
- 条形码:9787111634997 ; 978-7-111-63499-7
电磁兼容原理与应用:方法.分析.电路.测量(原书第3版) 本书特色
本书的主要内容包括电磁兼容(EMC)的基本概念和原理,各种电 磁干扰产生的机理和模型,减少干扰及提高抗扰度的方法,电磁场的生物 效应与人体暴露限值,系统的EMC和天线耦合的分析,电磁干扰(EMI) 的预估技术和计算机电磁建模的方法,以及各种民用与军用EMC标准的 限值要求和测试方法。书中还提供了 69个电路层级的EMI固化(EMI Hardening)解决方案,1130个插图和表格,包括丰富的器件数据资料以 及它们的正确安装和应用方法。本书的阐述从EMC技术的工程应用角度 出发,所讨论问题的思路清晰,图文并茂,内容丰富、翔实、具体,便于 实际应用。此外,本书还提供了一些可供选用的EMI诊断技术和费效比 优良的解决方案,是一本非常实用的参考书。
本书适合从事电气和电子产品研发、设计、制造、质量管理、检测与 维修工作的工程技术人员使用,也可供科研院所、检测机构、大型工程项 目等专业技术人员作为EMC分析、测试和设计的参考书,还可作为电气 与电子工程、精密仪器、通信和计算机技术、生物医学工程、人工智能等 专业师生的教学参考书。
电磁兼容原理与应用:方法.分析.电路.测量(原书第3版) 内容简介
本书的主要内容包括电磁兼容(EMC)的基本概念和原理,各种电 磁干扰产生的机理和模型,减少干扰及提高抗扰度的方法,电磁场的生物 效应与人体暴露限值,系统的EMC和天线耦合的分析,电磁干扰(EMI) 的预估技术和计算机电磁建模的方法,以及各种民用与军用EMC标准的 限值要求和测试方法。书中还提供了 69个电路层级的EMI固化(EMI Hardening)解决方案,1130个插图和表格,包括丰富的器件数据资料以 及它们的正确安装和应用方法。本书的阐述从EMC技术的工程应用角度 出发,所讨论问题的思路清晰,图文并茂,内容丰富、翔实、具体,便于 实际应用。此外,本书还提供了一些可供选用的EMI诊断技术和费效比 优良的解决方案,是一本很好实用的参考书。本书适合从事电气和电子产品研发、设计、制造、质量管理、检测与 维修工作的工程技术人员使用,也可供科研院所、检测机构、大型工程项 目等专业技术人员作为EMC分析、测试和设计的参考书,还可作为电气 与电子工程、精密仪器、通信和计算机技术、生物医学工程、人工智能等 专业师生的教学参考书。
电磁兼容原理与应用:方法.分析.电路.测量(原书第3版) 目录
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�保保河桑模�-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
电磁兼容原理与应用:方法.分析.电路.测量(原书第3版) 相关资料
“本书第3版比第2版增加了60%以上的新知识。凡千变万化的电气/电子设备中所涉及的各种电磁兼容问题,书中都以更加新颖和更加实用的方法来诠释这些问题。”
——Ion Boldea ,University Politechnica Timisoara , Romania
“这是一本完整的著作,包含了大量的实用信息和实例。”
——John F. Dawson , University of York , United Kingdom
修改,更新和扩版的《电磁兼容原理与应用——方法、分析、电路、测量 (原书第3版)》一书,为读者提供了在电气和电子设备和系统中涉及的设计,问题解决和电磁兼容(EMC)测试等全面而实用的方法。
本版新书也为电磁兼容技术的理论、应用、评估、电磁计算程序,适用的预估方法方面提供了新的知识和资料,此外,本书还提供了69个电路级的电磁干扰(EMI)硬化和费效比好的EMI问题的解决方案,还有1130个插图和表格,包括广泛的器件数据资料及它们的正确安装和应用。至于那些常见的所谓神奇功能,错误应用和错误概念等情况,在讨论EMC和EMI的时候,也会得到处理和纠正。
电磁兼容原理与应用:方法.分析.电路.测量(原书第3版) 作者简介
大卫· A. 韦斯顿(David A. Weston)是EMC顾问和获得美国国家无线电和电信工程师协会(iNARTE)认证的加拿大安大略梅里克维尔(Merrickville,Ontario,Canada)EMC咨询公司的EMC工程师,他也是美国电气与电子工程师学会(IEEE)的终身会员。韦斯顿从事电子设计工作已经长达44年,在过去的34年里专攻EMC领域内的控制、预估、测量、整改(问题解决)、设计。1960~1965年,韦斯顿在克罗伊登技术学院(Corydon Technical College)学习,1965年获得伦敦研究院城市和行会学院(the City and Guilds of the London Institute)颁发的两项广播与电视证书,这两个机构均在英国。