装备电磁兼容试验与工程实践

定　　价：158 元

丛书名：电磁兼容技术系列

• 作者：工业和信息化部电子第五研究所
• 出版时间：2024/5/1
• ISBN：9787121476778
• 出 版 社：电子工业出版社

• 中图法分类：TN03-33 
• 页码：508
• 版次：01
• 开本：16开

内容简介

本书是一本关于装备电磁兼容基础理论、试验技术和设计与对策的工具书。对电磁兼容基础理论、设备与分系统级试验标准和方法进行了系统、全面、深入浅出的论述。在此基础上，从元器件选择、电路设计、印制电路板设计、产品内部结构布局、电缆分类敷设等方面，结合不同装备特点，对电磁兼容设计与对策进行了系统介绍。本书是编著者多年装备在电磁兼容试验、设计等方面实际工作经验的总结，内容系统全面，实用性强，适合于从事装备电磁兼容领域相关工作的工程技术人员使用，也可作为相关专业师生的参考书籍。

作者介绍

实验室可提供从材料到整机设备、从硬件到软件直至复杂大系统的认证计量、试验检测、分析评价、数据服务、软件评测、信息安全、技术培训、标准信息、工程监理、节能环保、专用设备和专用软件研发等技术服务。实验室具有多项认证、检测资质和授权，建立了良好的国际合作互认关系，可在世界范围内开展认证、检测业务，代表中国进行国际技术交流、标准和法规的制订。同时，作为工业和信息化部的直属单位，为部的行业管理和地方政府提供技术支撑，为电子信息企业提供技术支持与服务，每年服务企业过万家。

目 录

目 录
第一篇 电磁兼容基础
第1 章 电磁兼容技术发展历程及必要性 ....................................................... 2
1.1 电磁兼容起源及其发展 ............................................................................................... 2
1.1.1 19 世纪电磁学和电磁干扰研究的启蒙 ............................................................................... 2
1.1.2 20 世纪前期：电磁干扰研究的起始 ................................................................................... 2
1.1.3 20 世纪中期：电磁干扰研究军民结合以军为主 ............................................................... 4
1.1.4 20 世纪晚期：电磁干扰研究军民齐头并进 ....................................................................... 5
1.1.5 我国的电磁兼容技术发展 .................................................................................................... 7
1.1.6 装备电磁兼容技术未来发展趋势 ........................................................................................ 9
1.2 实施电磁兼容的必要性 ............................................................................................. 13
1.2.1 电磁干扰及其危害案例 ...................................................................................................... 13
1.2.2 电磁环境及其干扰对装备及人员的影响 .......................................................................... 17
第2 章 电磁兼容名词术语和常用单位 ........................................................ 25
2.1 电磁兼容的定义及研究领域 ..................................................................................... 25
2.1.1 电磁兼容的定义 .................................................................................................................. 25
2.1.2 电磁兼容的研究领域 .......................................................................................................... 26
2.2 电磁兼容名词术语 ..................................................................................................... 31
2.2.1 基本名词术语...................................................................................................................... 31
2.2.2 噪声与干扰 ......................................................................................................................... 35
2.2.3 天线与电波传播 .................................................................................................................. 37
2.2.4 发射与响应 ......................................................................................................................... 39
2.2.5 干扰抑制和电磁兼容 .......................................................................................................... 42
2.2.6 电磁环境 ............................................................................................................................. 44
2.3 电磁兼容测量中常用单位 ......................................................................................... 46
2.3.1 功率 ..................................................................................................................................... 47
2.3.2 电压 ..................................................................................................................................... 47
2.3.3 电流 ..................................................................................................................................... 48
2.3.4 磁场强度与电场强度 .......................................................................................................... 48
2.3.5 功率密度与电场强度 .......................................................................................................... 48
装备电磁兼容试验与工程实践
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第3 章 电磁理论与电磁兼容原理 ............................................................... 49
3.1 电磁兼容概述 ............................................................................................................. 49
3.2 电磁干扰形成的三要素 ............................................................................................. 49
3.2.1 电磁干扰源 ......................................................................................................................... 50
3.2.2 电磁干扰的传播途径 .......................................................................................................... 50
3.2.3 电磁干扰敏感设备 .............................................................................................................. 51
3.2.4 端口 ..................................................................................................................................... 51
3.3 电磁干扰源及其特性 ................................................................................................. 52
3.3.1 概述 ..................................................................................................................................... 52
3.3.2 电磁干扰源分类 .................................................................................................................. 52
3.3.3 系统内和系统间的电磁干扰 .............................................................................................. 53
3.3.4 自然干扰源 ......................................................................................................................... 55
3.3.5 人为干扰源 ......................................................................................................................... 58
3.3.6 电磁干扰的频谱 .................................................................................................................. 64
3.3.7 电磁干扰的幅度 .................................................................................................................. 65
3.3.8 电磁干扰的波形 .................................................................................................................. 65
3.3.9 电磁干扰的出现率 .............................................................................................................. 65
3.4 电磁干扰传播途径及其特性 ..................................................................................... 66
3.4.1 电磁干扰传播途径分类 ...................................................................................................... 66
3.4.2 公共阻抗耦合...................................................................................................................... 67
3.4.3 电源耦合 ............................................................................................................................. 68
3.4.4 辐射耦合 ............................................................................................................................. 69
3.5 装备电磁敏感性及其评价 ......................................................................................... 71
3.5.1 装备对电磁干扰的敏感性 .................................................................................................. 71
3.5.2 电磁干扰敏感机理 .............................................................................................................. 75
第4 章 装备电磁兼容管理与标准发展沿革 ................................................. 78
4.1 装备电磁兼容管理 ..................................................................................................... 78
4.1.1 国内装备电磁兼容管理要求 .............................................................................................. 78
4.1.2 国外装备电磁兼容管理要求 .............................................................................................. 80
4.1.3 电磁环境效应管理 .............................................................................................................. 82
4.2 装备电磁兼容标准发展沿革 ..................................................................................... 86
4.2.1 美国装备电磁兼容标准发展历程 ...................................................................................... 86
4.2.2 我国装备电磁兼容标准发展状况 ...................................................................................... 89
4.3 装备电磁兼容标准规范概述 ..................................................................................... 92
4.3.1 美国军用EMC 标准 ........................................................................................................... 93
目录
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4.3.2 其他国家和组织军用EMC 标准 ....................................................................................... 95
4.3.3 我国装备EMC 标准 ........................................................................................................... 96
第5 章 电磁环境及其效应 ........................................................................ 102
5.1 电磁环境概述 ........................................................................................................... 102
5.1.1 构成 ................................................................................................................................... 102
5.1.2 影响 ................................................................................................................................... 102
5.1.3 分析确定 ........................................................................................................................... 103
5.2 静电效应 ................................................................................................................... 103
5.2.1 与静电效应相关的几个概念 ............................................................................................ 104
5.2.2 静电起因 ........................................................................................................................... 105
5.2.3 静电的性质 ....................................................................................................................... 105
5.2.4 主要静电源 ....................................................................................................................... 106
5.2.5 静电敏感特性.................................................................................................................... 108
5.2.6 飞行器的静电效应 ............................................................................................................ 110
5.2.7 飞机燃油系统的静电效应 ................................................................................................ 111
5.3 雷电效应 ................................................................................................................... 112
5.3.1 雷电放电类型.................................................................................................................... 112
5.3.2 雷电过程 ........................................................................................................................... 114
5.3.3 电闪频谱 ........................................................................................................................... 116
5.3.4 雷电在大气和大地中的电场表达式 ................................................................................ 116
5.3.5 雷电效应的影响 ................................................................................................................ 117
5.4 核电磁脉冲效应 ....................................................................................................... 120
5.4.1 EMP 产生的机理 .............................................................................................................. 121
5.4.2 EMP 类型 .......................................................................................................................... 121
5.4.3 HEMP 特性 ....................................................................................................................... 123
5.4.4 核电磁脉冲与雷电冲击的比较 ........................................................................................ 126
5.4.5 NEMP 特性综述 ............................................................................................................... 126
5.4.6 内电磁脉冲（IEMP） ...................................................................................................... 126
5.4.7 系统电磁脉冲（SGEMP） .............................................................................................. 127
5.4.8 HEMP 环境效应 ............................................................................................................... 127
第二篇 电磁兼容试验
第6 章 装备电磁兼容试验概述 ................................................................. 132
6.1 电磁兼容试验内涵 ................................................................................................... 132
装备电磁兼容试验与工程实践
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6.2 电磁兼容试验现状 ................................................................................................... 133
6.3 电磁兼容试验目的和意义 ....................................................................................... 134
6.4 电磁兼容试验特点及影响因素 ............................................................................... 135
6.5 电磁兼容试验分类 ................................................................................................... 136
第7 章 装备电磁兼容试验场地及试验设备 ............................................... 138
7.1 电磁兼容试验场地 ................................................................................................... 138
7.1.1 电磁屏蔽室 ....................................................................................................................... 138
7.1.2 电波暗室 ........................................................................................................................... 141
7.1.3 开阔场 ............................................................................................................................... 144
7.1.4 横电磁波小室.................................................................................................................... 147
7.2 电磁兼容试验设备 ................................................................................................... 147
7.2.1 测量接收机 ....................................................................................................................... 147
7.2.2 频谱分析仪 ....................................................................................................................... 153
7.2.3 人工电源网络.................................................................................................................... 162
7.2.4 电流探头 ........................................................................................................................... 165
7.2.5 电压探头 ........................................................................................................................... 166
7.2.6 天线 ................................................................................................................................... 167
第8 章 装备电磁兼容试验一般要求 .......................................................... 174
8.1 总则 ........................................................................................................................... 174
8.1.1 试验基本原则.................................................................................................................... 174
8.1.2 试验准备流程.................................................................................................................... 174
8.2 试验项目 ................................................................................................................... 175
8.2.1 试验项目分类.................................................................................................................... 175
8.2.2 试验项目选取.................................................................................................................... 176
8.2.3 试验项目剪裁.................................................................................................................... 178
8.3 试验环境 ................................................................................................................... 179
8.3.1 气象条件 ........................................................................................................................... 179
8.3.2 电磁环境电平.................................................................................................................... 179
8.4 EUT ........................................................................................................................... 179
8.4.1 基本要求 ........................................................................................................................... 179
8.4.2 试验配置 ........................................................................................................................... 180
8.4.3 工作状态 ........................................................................................................................... 180
8.5 EUT 要求和设置 ...................................................................................................... 181
8.5.1 基本要求 ........................................................................................................................... 181
8.5.2 常用测试设备.................................................................................................................... 181
目录
·IX·
8.5.3 检波器的选择.................................................................................................................... 184
8.5.4 发射类试验参数设置 ........................................................................................................ 184
8.5.5 敏感度类试验参数设置 .................................................................................................... 185
8.5.6 极化方式设置.................................................................................................................... 186
8.5.7 EUT 的校准 ....................................................................................................................... 187
8.6 允差 ........................................................................................................................... 187
8.7 试验程序 ................................................................................................................... 187
8.7.1 EUT 预测试 ....................................................................................................................... 187
8.7.2 试验实施 ........................................................................................................................... 188
8.7.3 注意事项 ........................................................................................................................... 188
8.8 敏感判据 ................................................................................................................... 188
8.9 测试结果评定 ........................................................................................................... 189
第9 章 传导发射类试验 ............................................................................ 190
9.1 CE101 25Hz～10kHz 电源线传导发射 ................................................................... 190
9.1.1 目的及适用范围 ................................................................................................................ 190
9.1.2 项目剪裁 ........................................................................................................................... 191
9.1.3 限值应用 ........................................................................................................................... 191
9.1.4 测试步骤 ........................................................................................................................... 193
9.1.5 数据及结果 ....................................................................................................................... 195
9.2 CE102 10kHz～10MHz 电源线传导发射 ............................................................... 195
9.2.1 目的及适用范围 ................................................................................................................ 195
9.2.2 项目剪裁 ........................................................................................................................... 195
9.2.3 限值应用 ........................................................................................................................... 195
9.2.4 测试步骤 ........................................................................................................................... 196
9.2.5 数据及结果 ....................................................................................................................... 198
9.3 CE106 10kHz～40GHz 天线端口传导发射 ............................................................ 198
9.3.1 目的及适用范围 ................................................................................................................ 198
9.3.2 项目剪裁 ........................................................................................................................... 199
9.3.3 限值应用 ........................................................................................................................... 199
9.3.4 测试步骤 ........................................................................................................................... 199
9.3.5 数据及结果 ....................................................................................................................... 203
9.4 CE107 电源线尖峰信号（时域）传导发射 .......................................................... 203
9.4.1 目的及适用范围 ................................................................................................................ 203
9.4.2 限值应用 ........................................................................................................................... 203
9.4.3 测试步骤 ........................................................................................................................... 204
装备电磁兼容试验与工程实践
·X·
9.4.4 数据及结果 ....................................................................................................................... 205
第10 章 传导敏感度类试验 ...................................................................... 206
10.1 概述 ......................................................................................................................... 206
10.2 CS101 25Hz～10kHz 电源线传导发射 ................................................................. 206
10.2.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 206
10.2.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 207
10.2.3 限值应用 ......................................................................................................................... 207
10.2.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 208
10.2.5 注意事项 ......................................................................................................................... 211
10.2.6 数据及结果 ..................................................................................................................... 212
10.3 CS102 25Hz～50kHz 地线传导敏感度 ................................................................. 212
10.3.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 212
10.3.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 213
10.3.3 限值应用 ......................................................................................................................... 213
10.3.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 213
10.3.5 数据及结果 ..................................................................................................................... 214
10.4 CS103 15kHz～10GHz 天线端口互调传导敏感度 .............................................. 214
10.4.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 214
10.4.2 项目裁剪 ......................................................................................................................... 214
10.4.3 限值应用 ......................................................................................................................... 215
10.4.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 215
10.4.5 注意事项 ......................................................................................................................... 216
10.4.6 数据及结果 ..................................................................................................................... 217
10.5 CS104 25Hz～20GHz 天线端口无用信号抑制传导敏感度 ................................ 217
10.5.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 217
10.5.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 218
10.5.3 限值应用 ......................................................................................................................... 218
10.5.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 218
10.5.5 注意事项 ......................................................................................................................... 219
10.5.6 数据及结果 ..................................................................................................................... 220
10.6 CS105 25Hz～20GHz 天线端口交调传导敏感度 ................................................ 221
10.6.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 221
10.6.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 221
10.6.3 限值应用 ......................................................................................................................... 221
10.6.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 221
目录
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10.6.5 注意事项 ......................................................................................................................... 222
10.6.6 数据及结果 ..................................................................................................................... 223
10.7 CS106 电源线尖峰信号传导敏感度 ..................................................................... 224
10.7.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 224
10.7.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 224
10.7.3 限值应用 ......................................................................................................................... 224
10.7.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 225
10.7.5 数据及结果 ..................................................................................................................... 227
10.8 CS109 50Hz～100kHz 壳体电流传导敏感度 ....................................................... 227
10.8.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 227
10.8.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 227
10.8.3 限值应用 ......................................................................................................................... 227
10.8.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 228
10.8.5 注意事项 ......................................................................................................................... 229
10.8.6 数据及结果 ..................................................................................................................... 229
10.9 CS112 静电放电敏感度 ........................................................................................ 230
10.9.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 230
10.9.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 230
10.9.3 限值应用 ......................................................................................................................... 230
10.9.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 231
10.9.5 注意事项 ......................................................................................................................... 231
10.9.6 数据及结果 ..................................................................................................................... 231
10.10 CS114 4kHz～400MHz 电缆束注入传导敏感度 ................................................ 231
10.10.1 目的及适用范围 ............................................................................................................ 231
10.10.2 项目剪裁 ....................................................................................................................... 232
10.10.3 限值应用 ....................................................................................................................... 232
10.10.4 测试步骤 ....................................................................................................................... 233
10.10.5 数据及结果.................................................................................................................... 235
10.11 CS115 电缆束注入脉冲激励传导敏感度 ........................................................... 236
10.11.1 目的及适用范围 ............................................................................................................ 236
10.11.2 项目剪裁 ....................................................................................................................... 236
10.11.3 限值应用 ....................................................................................................................... 236
10.11.4 测试步骤 ....................................................................................................................... 237
10.11.5 数据及结果.................................................................................................................... 238
装备电磁兼容试验与工程实践
·XII·
10.12 CS116 10kHz～100MHz 电缆和电源线阻尼正弦瞬态传导敏感度 .................. 239
10.12.1 目的及适用范围 ............................................................................................................ 239
10.12.2 项目剪裁 ....................................................................................................................... 239
10.12.3 限值应用 ....................................................................................................................... 239
10.12.4 测试步骤 ....................................................................................................................... 240
10.12.5 数据及结果.................................................................................................................... 242
第11 章 辐射发射类试验 .......................................................................... 243
11.1 RE101 25Hz～100kHz 磁场辐射发射 ................................................................... 243
11.1.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 243
11.1.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 243
11.1.3 限值应用 ......................................................................................................................... 244
11.1.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 245
11.1.5 数据及结果 ..................................................................................................................... 246
11.2 RE102 10kHz～18GHz 电场辐射发射 .................................................................. 246
11.2.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 246
11.2.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 247
11.2.3 限值应用 ......................................................................................................................... 247
11.2.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 250
11.2.5 注意事项 ......................................................................................................................... 253
11.2.6 数据及结果 ..................................................................................................................... 253
11.3 RE103 10kHz～40GHz 天线谐波和乱真输出辐射发射 ...................................... 254
11.3.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 254
11.3.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 254
11.3.3 限值应用 ......................................................................................................................... 254
11.3.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 254
11.3.5 数据及结果 ..................................................................................................................... 257
第12 章 辐射敏感度类试验 ...................................................................... 258
12.1 RS101 25Hz～100kHz 磁场辐射敏感度 ............................................................... 258
12.1.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 258
12.1.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 258
12.1.3 限值应用 ......................................................................................................................... 259
12.1.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 260
12.1.5 数据及结果 ..................................................................................................................... 262
12.2 RS103 10kHz～40GHz 电场辐射敏感度 .............................................................. 262
12.2.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 262
目录
·XIII·
12.2.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 263
12.2.3 限值应用 ......................................................................................................................... 263
12.2.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 264
12.2.5 数据及结果 ..................................................................................................................... 268
12.3 RS105 瞬态电磁场辐射敏感度 ............................................................................. 268
12.3.1 目的及适用范围 .............................................................................................................. 268
12.3.2 项目剪裁 ......................................................................................................................... 269
12.3.3 限值应用 ......................................................................................................................... 269
12.3.4 测试步骤 ......................................................................................................................... 269
12.3.5 数据及结果 ..................................................................................................................... 272
第三篇 电磁兼容工程实践
第13 章 电磁兼容设计程序 ...................................................................... 274
13.1 概述 ......................................................................................................................... 274
13.2 一般电磁兼容设计程序 ......................................................................................... 274
13.3 系统电磁兼容设计程序 ......................................................................................... 277
13.4 电磁兼容验收准则 ................................................................................................. 279
13.4.1 准则 ................................................................................................................................. 279
13.4.2 电磁兼容验收试验 .......................................................................................................... 279
第14 章 电磁兼容工程实践风险检查内容 ................................................. 281
14.1 电磁兼容大纲的管理控制要求 ............................................................................. 281
14.2 电磁兼容大纲的文件和资料要求 ......................................................................... 281
14.3 电磁兼容检验/证书要求 ........................................................................................ 282
14.4 设备分类及其特性 ................................................................................................. 282
14.5 系统适用性、工作环境和特殊考虑 ..................................................................... 283
14.6 系统分析 ................................................................................................................. 283
14.7 系统规范 ................................................................................................................. 284
14.7.1 辐射发射（频率范围和允许电平） .............................................................................. 284
14.7.2 传导发射（频率范围和允许电平） .............................................................................. 284
14.7.3 传导敏感度 ..................................................................................................................... 285
14.7.4 辐射敏感度 ..................................................................................................................... 285
14.8 电磁兼容的基本设计参数 ..................................................................................... 285
14.9 电磁兼容工程技术检查要领 ................................................................................. 286
14.9.1 系统 ................................................................................................................................. 286
装备电磁兼容试验与工程实践
·XIV·
14.9.2 电路 ................................................................................................................................. 286
14.9.3 结构、布局安装 .............................................................................................................. 288
第15 章 电磁兼容仿真 ............................................................................. 289
15.1 电磁兼容仿真概述 ................................................................................................. 289
15.1.1 定义与内涵 ..................................................................................................................... 289
15.1.2 电磁兼容仿真分类 .......................................................................................................... 290
15.1.3 电磁兼容仿真设计挑战 .................................................................................................. 290
15.2 电磁仿真算法 ......................................................................................................... 291
15.2.1 计算电磁学概述 .............................................................................................................. 291
15.2.2 有限元法 ......................................................................................................................... 292
15.2.3 时域有限差分法 .............................................................................................................. 293
15.2.4 矩量法 ............................................................................................................................. 294
15.3 电磁仿真软件 ......................................................................................................... 295
15.3.1 Ansys 软件 ...................................................................................................................... 295
15.3.2 CST 软件 ......................................................................................................................... 297
15.3.3 FEKO 软件 ...................................................................................................................... 299
15.4 电磁仿真流程 ......................................................................................................... 299
15.4.1 总体流程 ......................................................................................................................... 299
15.4.2 仿真设置 ......................................................................................................................... 300
15.5 电磁兼容仿真案例 ................................................................................................. 301
15.5.1 线缆串扰仿真 .................................................................................................................. 301
15.5.2 辐射骚扰仿真 .................................................................................................................. 308
第16 章 元器件选型 ................................................................................. 310
16.1 无源器件 ................................................................................................................. 310
16.1.1 电阻器 ............................................................................................................................. 311
16.1.2 电容器 ............................................................................................................................. 311
16.1.3 二极管的选择 .................................................................................................................. 317
16.2 模拟与逻辑有源器件 ............................................................................................. 318
16.2.1 模拟器件 ......................................................................................................................... 319
16.2.2 逻辑器件 ......................................................................................................................... 319
16.3 IC 插座 .................................................................................................................... 320
16.4 散热片的处理 ......................................................................................................... 320
16.5 磁性元件 ................................................................................................................. 320
16.5.1 共模扼流圈 ..................................................................................................................... 322
16.5.2 铁氧体磁珠和铁氧体磁夹 .............................................................................................. 324
目录
·XV·
16.5.3 其他磁性元件 .................................................................................................................. 326
16.6 开关元件 ................................................................................................................. 326
16.7 连接器 ..................................................................................................................... 328
16.8 元器件选型一般规则 ............................................................................................. 328
第17 章 印制电路板电磁兼容设计 ........................................................... 330
17.1 叠层设计 ................................................................................................................. 330
17.1.1 一般原则 ......................................................................................................................... 330
17.1.2 多层板叠层设计 .............................................................................................................. 332
17.1.3 利用叠层设计抑制EMI ................................................................................................. 336
17.2 电路模块划分 ......................................................................................................... 337
17.2.1 按功能划分 ..................................................................................................................... 337
17.2.2 按工作频率和速率划分 .................................................................................................. 337
17.2.3 按信号类型划分 .............................................................................................................. 338
17.3 布局设计 ................................................................................................................. 338
17.3.1 开关电源布局 .................................................................................................................. 338
17.3.2 时钟电路布局 .................................................................................................................. 341
17.3.3 高速器件布局 .................................................................................................................. 342
17.3.4 防护器件布局 .................................................................................................................. 342
17.3.5 数模混合电路布局 .......................................................................................................... 343
17.3.6 电源平面布局 .................................................................................................................. 344
17.3.7 信号线布局 ..................................................................................................................... 344
17.3.8 去耦电容布局 .................................................................................................................. 345
17.4 滤波设计 ................................................................................................................. 349
17.4.1 概述 ................................................................................................................................. 349
17.4.2 滤波电路 ......................................................................................................................... 349
17.5 接地设计 ................................................................................................................. 350
17.5.1 接地的含义 ..................................................................................................................... 351
17.5.2 接地的目的 ..................................................................................................................... 351
17.5.3 接地的方式 ..................................................................................................................... 351
17.5.4 接地选取原则 .................................................................................................................. 352
17.5.5 地线阻抗引起的干扰 ...................................................................................................... 353
17.5.6 接地系统设计的一般原则 .............................................................................................. 354
17.5.7 地线的布局技巧 .............................................................................................................. 355
17.6 布线设计 ................................................................................................................. 358
17.6.1 传输线 ............................................................................................................................. 358
装备电磁兼容试验与工程实践
·XVI·
17.6.2 优选布线层 ..................................................................................................................... 363
17.6.3 阻抗控制 ......................................................................................................................... 365
17.6.4 布线的一般原则 .............................................................................................................. 372
第18 章 开关电源电磁干扰机理及抑制技术 ............................................. 381
18.1 开关电源电磁干扰发射分析 ................................................................................. 381
18.1.1 开关电源电磁干扰发射原因分析 .................................................................................. 382
18.1.2 开关电源电磁干扰发射性质分析 .................................................................................. 384
18.2 开关电源电磁干扰抑制技术 ................................................................................. 385
18.2.1 软开关技术 ..................................................................................................................... 385
18.2.2 开关频率调制 .................................................................................................................. 386
18.2.3 优化功率开关管驱动电路 .............................................................................................. 387
18.2.4 共模干扰有源抑制技术 .................................................................................................. 388
18.2.5 PCB EMC 设计 ............................................................................................................... 388
18.2.6 元器件选用 ..................................................................................................................... 389
18.3 开关电源辐射发射机理及抑制技术 ..................................................................... 389
18.3.1 开关电源辐射发射概述 .................................................................................................. 389
18.3.2 开关电源辐射发射产生本质 .......................................................................................... 389
18.3.3 由“环天线”引起的电磁辐射 ...................................................................................... 390
18.3.4 通过减小环路面积来减小开关电源的辐射噪声 .......................................................... 392
18.3.5 通过采用缓冲吸收来降低开关频率中的高次谐波分量 .............................................. 393
18.3.6 对初级高频高压逆变回路的处理 .................................................................................. 394
18.3.7 对次级整流回路的处理 .................................................................................................. 395
18.3.8 通过开关电源PCB 设计来减小辐射噪声 ..................................................................... 396
18.4 开关电源传导干扰机理及抑制技术 ..................................................................... 397
18.4.1 差模滤波分析 .................................................................................................................. 397
18.4.2 共模传导干扰抑制分析 .................................................................................................. 398
18.4.3 EMI 滤波器的作用 ......................................................................................................... 399
18.4.4 滤波器的种类 .................................................................................................................. 400
18.4.5 滤波器的主要形式 .......................................................................................................... 400
18.4.6 开关电源输入滤波器设计 .............................................................................................. 401
第19 章 线缆分类、布线要求 .................................................................. 407
19.1 线缆敷设中电磁兼容的重要性 ............................................................................. 407
19.2 线缆敷设的电磁兼容设计 ..................................................................................... 408
19.3 线缆种类特性分析 ................................................................................................. 408
19.3.1 导线 ................................................................................................................................. 408
目录
·XVII·
19.3.2 线缆 ................................................................................................................................. 409
19.3.3 扭绞线 ............................................................................................................................. 409
19.3.4 屏蔽线 ............................................................................................................................. 409
19.3.5 同轴线缆 ......................................................................................................................... 409
19.4 线缆分类 ................................................................................................................. 409
19.4.1 Ⅰ类：一次电源线 .......................................................................................................... 409
19.4.2 Ⅱ类：二次电源线 .......................................................................................................... 410
19.4.3 Ⅲ类：控制线 .................................................................................................................. 410
19.4.4 Ⅳ类：低电平敏感线 ...................................................................................................... 410
19.4.5 Ⅴ类：隔离线 .................................................................................................................. 410
19.4.6 Ⅵ类：系统布线 .............................................................................................................. 410
19.5 布线设计准则与布线准则 ..................................................................................... 410
19.5.1 布线设计准则 .................................................................................................................. 410
19.5.2 布线准则 ......................................................................................................................... 411
19.5.3 分类电线线束布线间距 .................................................................................................. 411
19.6 线缆敷设接地要求 ................................................................................................. 413
19.6.1 线缆接地的要求 .............................................................................................................. 413
19.6.2 接地螺栓的要求 .............................................................................................................. 414
19.6.3 接地汇流条的要求 .......................................................................................................... 414
19.7 线缆选择指南 ......................................................................................................... 415
19.8 线缆分类标识 ......................................................................................................... 415
19.8.1 线缆名称标识 .................................................................................................................. 415
19.8.2 线缆绝缘线芯标识 .......................................................................................................... 416
19.8.3 线缆功能代号 .................................................................................................................. 416
19.9 线缆与系统电磁兼容的关系 ................................................................................. 416
第20 章 滤波器选用和安装指南 ............................................................... 417
20.1 滤波器特性 ............................................................................................................. 417
20.1.1 概述 ................................................................................................................................. 417
20.1.2 技术参数 ......................................................................................................................... 419
20.1.3 低通滤波器 ..................................................................................................................... 422
20.1.4 高通滤波器 ..................................................................................................................... 422
20.1.5 带通滤波器 ..................................................................................................................... 423
20.1.6 带阻滤波器 ..................................................................................................................... 424
20.2 传导敏感度的要求 ................................................................................................. 426
装备电磁兼容试验与工程实践
·XVIII·
20.3 EMI 滤波器选用要求 ............................................................................................. 427
20.3.1 选用一般准则 .................................................................................................................. 428
20.3.2 预估传导干扰 .................................................................................................................. 429
20.3.3 基本电路与阻抗特性 ...................................................................................................... 429
20.3.4 漏电流与安全性 .............................................................................................................. 430
20.3.5 插入损耗的试验确定 ...................................................................................................... 431
20.3.6 环境温度的影响 .............................................................................................................. 431
20.3.7 高频性能 ......................................................................................................................... 432
20.3.8 额定电流和电压 .............................................................................................................. 432
20.4 EMI 滤波器安装要求 ............................................................................................. 433
第21 章 电搭接技术 ................................................................................. 434
21.1 电搭接定义 ............................................................................................................. 434
21.2 电搭接目的 ............................................................................................................. 434
21.3 电搭接效能 ............................................................................................................. 435
21.4 电搭接分类 ............................................................................................................. 436
21.4.1 A 类电搭接 ...................................................................................................................... 436
21.4.2 B 类电搭接 ...................................................................................................................... 436
21.4.3 C 类电搭接 ...................................................................................................................... 436
21.5 电搭接应用分类 ..................................................................................................... 436
21.5.1 天线及滤波器电搭接 ...................................................................................................... 436
21.5.2 电流回路电搭接 .............................................................................................................. 436
21.5.3 防射频干扰电搭接 .......................................................................................................... 437
21.5.4 防电击电搭接 .................................................................................................................. 437
21.5.5 静电防护电搭接 .............................................................................................................. 437
21.5.6 雷电防护电搭接 .............................................................................................................. 437
21.6 电搭接要求 ............................................................................................................. 438
21.6.1 一般要求 ......................................................................................................................... 438
21.6.2 电搭接条设计要求 .......................................................................................................... 438
21.6.3 电搭接条安装要求 .......................................................................................................... 439
21.6.4 电搭接面 ......................................................................................................................... 439
21.6.5 电搭接电阻 ..................................................................................................................... 439
21.7 试验方法 ................................................................................................................. 440
21.7.1 试验设备 ......................................................................................................................... 440
21.7.2 试验步骤 ......................................................................................................................... 440
21.7.3 数据提供 ......................................................................................................................... 440
目录
·XIX·
21.7.4 结果评定 ......................................................................................................................... 440
第22 章 结构件屏蔽技术 .......................................................................... 441
22.1 结构件屏蔽设计程序要求 ..................................................................................... 441
22.2 结构件屏蔽效能等级 ............................................................................................. 441
22.2.1 屏蔽效能等级的划分 ...................................................................................................... 441
22.2.2 屏蔽效能测试标准 .......................................................................................................... 442
22.2.3 屏蔽效能等级的确定 ...................................................................................................... 442
22.3 屏蔽设计的基本原则 ............................................................................................. 443
22.4 屏蔽方案分类 ......................................................................................................... 443
22.4.1 模块级屏蔽 ..................................................................................................................... 443
22.4.2 组件级屏蔽 ..................................................................................................................... 444
22.4.3 整机级屏蔽 ..................................................................................................................... 444
22.5 屏蔽方案选择原则 ................................................................................................. 444
22.6 缝隙的屏蔽 ............................................................................................................. 444
22.6.1 紧固点的距离 .................................................................................................................. 445
22.6.2 零件的刚性 ..................................................................................................................... 445
22.6.3 缝隙的深度 ..................................................................................................................... 445
22.6.4 结合面表面的精度 .......................................................................................................... 445
22.6.5 屏蔽材料的特性 .............................................................................................................. 446
22.7 孔洞屏蔽 ................................................................................................................. 446
22.7.1 孔洞屏蔽效能影响因素 .................................................................................................. 446
22.7.2 通风孔的屏蔽 .................................................................................................................. 447
22.7.3 其他孔洞的屏蔽 .............................................................................................................. 448
22.8 线缆屏蔽 ................................................................................................................. 448
22.8.1 线缆屏蔽措施 .................................................................................................................. 448
22.8.2 滤波器的安装 .................................................................................................................. 449
22.9 屏蔽材料 ................................................................................................................. 449
22.9.1 屏蔽材料的分类 .............................................................................................................. 449
22.9.2 屏蔽材料选用原则 .......................................................................................................... 453
第23 章 EWIS 屏蔽效能参数表征及量化测试技术 ................................... 454
23.1 EWIS 国内外研究现状 .......................................................................................... 454
23.1.1 EWIS 电磁防护技术理论研究现状 ............................................................................... 454
23.1.2 EWIS 电磁防护技术标准研究现状 ............................................................................... 455
23.1.3 EWIS 屏蔽效能试验技术研究现状 ............................................................................... 456
装备电磁兼容试验与工程实践
·XX·
23.2 EWIS 干扰模型 ...................................................................................................... 456
23.2.1 短线固有屏蔽特性 .......................................................................................................... 458
23.2.2 长线固有屏蔽特性 .......................................................................................................... 458
23.3 EWIS 屏蔽效能表征参数及相互关系 .................................................................. 459
23.3.1 表面转移阻抗 .................................................................................................................. 459
23.3.2 屏蔽衰减 ......................................................................................................................... 460
23.3.3 耦合衰减 ......................................................................................................................... 460
23.3.4 表面转移阻抗和屏蔽衰减之间的关系 .......................................................................... 460
23.4 EWIS 屏蔽效能表征参数测试方法 ...................................................................... 461
23.4.1 表面转移阻抗测试方法 .................................................................................................. 463
23.4.2 屏蔽/耦合衰减测试方法 ................................................................................................. 466
23.4.3 不同试验方法优缺点对比 .............................................................................................. 470
23.5 EWIS 三同轴法 ...................................................................................................... 471
23.5.1 测试原理 ......................................................................................................................... 471
23.5.2 测试程序 ......................................................................................................................... 472
23.5.3 测试示例 ......................................................................................................................... 479
23.6 EWIS 屏蔽效能测试与工程实践的关系 .............................................................. 483
参考文献 .....................................................................................................