EMC 設(shè)計分析方法與風(fēng)險評估技術(shù)

第1章 EMC與EMC設(shè)計基礎(chǔ)\t1
1．1 什么是EMC和EMC設(shè)計\t1
1．2 產(chǎn)品的EMC性能是設(shè)計賦予的\t3
1．3 EMC也是常規(guī)設(shè)計準(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 電場與磁場\t12
1．4．6 電路基本元器件及其基本特性\t14
第2章 EMC設(shè)計與共模電流\t18
2．1 EMC測試與共模電流分析\t18
2．1．1 EMC測試是EMC設(shè)計的重要依據(jù)\t18
2．1．2 輻射發(fā)射測試\t19
2．1．3 傳導(dǎo)騷擾測試\t22
2．1．4 靜電放電抗擾度測試\t24
2．1．4 射頻輻射電磁場的抗擾度測試\t29
2．1．5 電快速瞬變脈沖群的抗擾度測試\t33
2．1．7 浪涌的抗擾度測試\t41
2．1．8 傳導(dǎo)抗擾度測試（CS）和大電流注入（BCI）測試\t47
2．1．9 電壓跌落、短時中斷和電壓漸變的抗擾度測試\t52
2．2 產(chǎn)品電路中的共模和差模信號\t55
2．3 EMC測試的實質(zhì)與共模電流\t57
2．4 典型共模干擾在產(chǎn)品內(nèi)部傳輸機理\t58
2．5 共模干擾電流干擾電路正常工作的機理\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)險評估概念及EMC設(shè)計風(fēng)險評估\t77
3．1 風(fēng)險評估定義\t77
3．2 EMC風(fēng)險評估的目的和EMC設(shè)計風(fēng)險評估\t77
3．3 EMC設(shè)計風(fēng)險評估對象\t78
3．4 明確環(huán)境信息\t78
3．5 EMC設(shè)計風(fēng)險準(zhǔn)則\t78
3．5 EMC設(shè)計風(fēng)險評估過程\t79
3．5．1 概述\t79
3．5．2 EMC設(shè)計風(fēng)險識別\t80
3．5．3 EMC設(shè)計風(fēng)險分析\t81
3．5．4 EMC設(shè)計風(fēng)險評價\t81
3．6 風(fēng)險評估工具\t82
3．6．1 風(fēng)險指數(shù)法\t82
3．6．2 風(fēng)險矩陣法\t82
3．6．3 層次分析法\t83
3．7 風(fēng)險評估報告要求\t83
第4章 產(chǎn)品的機械構(gòu)架EMC設(shè)計與接地設(shè)計\t85
4．1 產(chǎn)品的機械構(gòu)架決定共模電流路徑\t85
4．4．1 產(chǎn)品的機械構(gòu)架決定共模電流機理\t85
4．1．2 EMC抗干擾測試中的共模電流與產(chǎn)品的機械結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)\t91
4．1．3 機械構(gòu)架設(shè)計實例分析\t98
4．1．4 EMI共模電流與產(chǎn)品的機械架構(gòu)設(shè)計\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測試與連接器、電纜位置\t110
4．3．2 EMI設(shè)計分析從連接器電纜開始\t111
4．3．3 電纜引入的的EMC抗擾度問題\t117
4．3．4 關(guān)注電纜的固有電阻、電容、電感對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\t129
4．5．2 濾波器與抑制設(shè)計\t130
4．6 隔離改變共模電流大小\t132
4．6．1 變壓器隔離在EMC中的實質(zhì)\t133
4．6．2 光電耦合器隔離在EMC中的實質(zhì)\t140
4．6．3 繼電器隔離在EMC中的實質(zhì)\t146
4．6．4 使用共模扼流圈（共模電感）在EMC中的實質(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\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 信號接口濾波器的設(shè)計方法\t188
5．5 常用信號接口電路的濾波器或濾波電路設(shè)計原理。\t192
5．5．1 鼠標(biāo)和鍵盤PS/2端口濾波器\t192
5．5．2 RS232接口電路的濾波設(shè)計\t192
5．5．3 RS422和RS485接口的濾波電路設(shè)計\t193
5．5．4 E1/T1接口電路EMC設(shè)計\t194
5．5．5 以太網(wǎng)接口電路EMC設(shè)計方法\t195
5．5．6 USB接口電路EMC設(shè)計\t198
5．6 濾波器或濾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)計方法\t204
5．8．1 去耦的實質(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\t208
5．9 電容旁路的設(shè)計方法\t208
第6章　PCB EMC設(shè)計\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)計與分析方法\t219
6．2．1 完整地平面的阻抗與設(shè)計方法\t219
6．2．2 過孔、裂縫及其對地平面阻抗的影響\t223
6．2．3　PCB中的過孔設(shè)計技巧\t230
6．3 金屬板的阻抗分析方法及在EMC中的應(yīng)用\t230
6．4 連接器對阻抗的影響\t231
6．5 PCB設(shè)計中串?dāng)_的防止設(shè)計\t231
6．5．1 串?dāng)_對產(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　哪些信號之間需要考慮串?dāng)_問題\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)計分析方法\t258
7．1　產(chǎn)品機械構(gòu)架設(shè)計的EMC分析\t258
7．1．1　產(chǎn)品機械構(gòu)架設(shè)計的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（保護地或機殼地）之間的連接點的位置（直接或通過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)計方式分析\t266
7．1．13 電纜類型及屏蔽電纜屏蔽層的連接方式分析\t266
7．1．14 開關(guān)電源中開關(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)計的EMC分析\t268
7．3　電路原理圖設(shè)計的EMC分析\t268
7．3．1 電路原理圖設(shè)計的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線并對其進行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中放置的相對位置\t278
7．4．5 濾波電容等濾波器件在PCB中的相對放置\t279
7．4．6 GND地平面的設(shè)計\t279
7．4．7 模擬地AGND地平面的設(shè)計\t279
7．4．8 VCC電源平面的設(shè)計\t279
7．4．9 串?dāng)_防止的處理方式\t279
7．4．10 特殊信號線的處理方式（如時鐘信號線、高速信號線、敏感信號線等）\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)計審查與EMC分析\t281
7．5．1 PCB設(shè)計審查的意義和任務(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問題設(shè)計與分析\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\t302
8．1．5 直流電源口防雷電路和防浪涌電路的設(shè)計\t304
8．1．6 信號口防雷和浪涌保護電路設(shè)計\t305
8．1．7　電源防雷器的安裝\t307
8．1．8 信號防雷器的接地\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)生的機理\t316
8．3．2 通過絕緣防止ESD\t316
8．3．3 通過屏蔽防止ESD\t317
8．3．4 通過良好的搭接與接地防止ESD\t317
8．3．5 通過PCB布局布線防止ESD產(chǎn)生的電磁場感應(yīng)\t318
8．3．6 I/O端口的ESD 防護\t319
第9章　產(chǎn)品EMC設(shè)計分析方法之應(yīng)用實例\t321
9．1　產(chǎn)品機械構(gòu)架設(shè)計的EMC設(shè)計分析實例（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（保護地或機殼地）之間的連接點的位置（直接或通過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)計方式分析\t330
9．1．14 開關(guān)電源中開關(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)計的分析\t332
9．3 電路原理圖EMC設(shè)計分析\t332
9．3．1 電路原理圖EMC設(shè)計分析原理\t332
9．3．2 原理圖描述\t334
9．3．3 將電路原理圖進行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線并對其進行EMC處理\t341
9．4 PCB設(shè)計審查與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中放置的相對位置\t343
9．4．5 濾波電容等濾波器件在PCB中的相對放置\t344
9．4．6 GND平面的設(shè)計\t344
9．4．7 模擬地AGND平面的設(shè)計\t345
9．4．8 VCC平面的設(shè)計\t345
9．4．9 串?dāng)_防止的處理方式\t345
9．4．10 特殊信號線的處理方式（如時鐘信號線、高速信號線、敏感信號線等）\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)計審查\t346
9．5．1 PCB設(shè)計審查的意義和任務(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)品機械構(gòu)架設(shè)計的EMC設(shè)計分析實例（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（保護地或機殼地）之間的連接點的位置（直接或通過Y電容接）\t357
9．6．6　EMC意義上的產(chǎn)品接地設(shè)計方式\t358
9．6．7　金屬板對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　電纜類型及屏蔽電纜屏蔽層的連接方式\t360
9．6．11　開關(guān)電源的要求\t361
第10章　產(chǎn)品EMC設(shè)計風(fēng)險評估技術(shù)\t362
10．1　EMC設(shè)計風(fēng)險評估原則和依據(jù)\t363
10．2　產(chǎn)品EMC設(shè)計風(fēng)險評估概念\t363
10．3　EMC設(shè)計風(fēng)險評估基礎(chǔ)機理和模型\t364
10．3．1　產(chǎn)品機械構(gòu)架EMC設(shè)計風(fēng)險評估機理和理想模型\t364
10．3．2　產(chǎn)品PCB設(shè)計EMC風(fēng)險評估機理\t367
10．3．3 PCB EMC設(shè)計的理想模型\t368
10．4　EMC設(shè)計評估要素風(fēng)險影響程度等級與風(fēng)險分類\t373
10．5　EMC設(shè)計風(fēng)險等級\t375
10．6　EMC設(shè)計風(fēng)險評估步驟\t376
10．7　EMC設(shè)計風(fēng)險評估識別\t376
10．7．1　概述\t376
10．7．2　產(chǎn)品機械構(gòu)架EMC設(shè)計風(fēng)險識別\t377
10．7．3　產(chǎn)品PCBEMC設(shè)計風(fēng)險識別\t378
10．8　EMC設(shè)計風(fēng)險分析\t379
10．8．1　產(chǎn)品機械構(gòu)架EMC設(shè)計風(fēng)險分析\t379
10．8．2 PCB設(shè)計的EMC風(fēng)險分析\t384
10．9　EMC設(shè)計風(fēng)險評價\t390
10．9．1　風(fēng)險指數(shù)法\t390
10．9．2　EMC設(shè)計風(fēng)險評價計算和風(fēng)險等級確定\t390
第11章　EMC設(shè)計風(fēng)險管理與產(chǎn)品研發(fā)\t393
11．1　EMC設(shè)計技術(shù)與管理的發(fā)展與現(xiàn)狀\t393
11．2　EMC風(fēng)險管理定義\t395
11．3　EMC風(fēng)險管理的重要性\t395
11．4　EMC 風(fēng)險管理原則\t396
11．5 EMC設(shè)計風(fēng)險管理過程\t397
11．5．1　指定EMC專家\t397
11．5．2　產(chǎn)品的EMC測試計劃制定\t397
11．5．3　產(chǎn)品EMC設(shè)計風(fēng)險評估法融入到企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)流程\t399
11．5．4　EMC風(fēng)險應(yīng)對\t400
11．5．5　監(jiān)督和檢查\t401
11．5．6　溝通和記錄\t401