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前言1

第1章 EMC概述1

1.1　EMC基本术语2

1.2　电磁环境3

1.3 电磁干扰的特性4

1.4 电磁干扰的来源5

1.5　PCB和电磁兼容7

1.5.1　PCB设计和电磁兼容7

1.5.2　PCB元器件布局和电磁兼容10

1.5.3　PCB和天线10

2.1　被动组件的隐藏RF特性12

第2章　PCB与EMC基础12

2.2　PCB如何产生RF辐射13

2.3　磁通量最小化16

2.4　PCB的布线配置18

2.4.1 微带线18

2.4.2　带状线18

2.5 印制电路板的叠层设计20

2.5.1　多层板20

2.5.2　六层板22

2.5.3　四层板23

2.5.4　单面和双面板23

2.5.5　常用的叠层设计布局27

2.6.1　差模电流28

2.6　共模和差模电流28

2.6.2　共模电流29

2.7　20-H规则31

2.8　接地方法32

2.8.1　单点接地33

2.8.2　多点接地33

2.9　接地和信号回路35

2.10　长宽比——地连接之间的距离36

2.11　PCB的分割38

2.12　传输速度和临界频率40

2.12.1　信号的传输速度40

2.12.2　临界频率40

2.13　电感41

2.13.1　电磁感应42

2.13.2　互感42

2.13.3 自身的部分电感45

2.14　地弹46

2.14.1　地弹产生的原因和影响46

2.14.2　改善地弹的效果48

2.15　印制电路板的镜像平面48

2.15.1　镜像平面48

2.15.2　镜像平面之间的槽52

2.15.3　镜像平面的设计54

3.1 期望信号56

第3章　控制EMI源56

3.2 期望信号的环路模式及其控制62

3.2.1　环路模式62

3.2.2　控制期望信号的辐射62

3.2.3　共模的期望信号63

3.2.4　具有中断的返回路径的共模期望信号65

3.3　非期望信号67

3.3.1　非期望信号概述67

3.3.2　共模的非期望信号67

3.3.3　共模的非期望信号辐射的控制68

3.3.4　非期望信号的I/O串扰耦合72

3.3.5　非期望信号的I/O串扰耦合的控制73

第4章　旁路与去耦76

4.1　谐振77

4.1.1　串联谐振78

4.1.2　并联谐振78

4.1.3　并联C，串联RL谐振79

4.2　电容器的物理特性80

4.2.1 阻抗80

4.2.2　电容器的类型81

4.2.3 能量存储81

4.2.4　谐振82

4.2.5　不同介质电容器特性85

4.3　并联电容器88

4.4　电源和地平面89

4.4.1 计算电源和地平面之间的电容值90

4.4.2　埋入式电容器去耦91

4.5 电容器值的计算和选择93

4.5.1 电容器的选择和计算基础93

4.5.2　信号走线的电容效应95

4.5.3　大容量电容器97

4.5.4　选择旁路和去耦电容器的值98

4.6　电容器的安装100

4.6.1 电源平面100

4.6.2　去耦电容器的放置100

5.1　滤波器设计概念103

第5章　EMC滤波器103

5.2　滤波器的配置105

5.2.1　二元件滤波器配置105

5.2.2　二元件EMC滤波器的配置107

5.2.3　三元件EMC滤波器的配置109

5.2.4　单元件EMC滤波器的配置111

5.3 非理想元件及其对滤波器的影响111

5.3.1 电容器的影响112

5.3.2　铁氧体磁珠113

5.3.3　零欧姆电阻114

5.4　共模滤波器115

6.1 基于EMC的数字元件和电路117

6.1.1　选择元件117

第6章　PCB的元器件117

6.1.2　IC插座119

6.1.3　展频时脉120

6.2　模拟器件的选择120

6.2.1　选择模拟器件120

6.2.2　防止解调信号的干扰121

6.2.3　模拟电路的元器件选择和注意事项122

6.3　开关模式设计124

6.3.1　开关模式的选择124

6.3.2　缓冲器的应用124

6.3.3　散热器的布局125

6.3.4　整流器129

6.3.5　磁性元件129

6.4　通信元件及电路规划131

6.4.1　非金属介质的通信131

6.4.2　金属介质的通信方式131

6.4.3　光隔离器135

6.4.4　外部I/O保护136

6.5　二极管器件137

6.6 电缆138

6.6.1　非屏蔽电缆140

6.6.2　屏蔽电缆142

6.7.1　控制连接器的阻抗146

6.7　连接器146

6.7.2　非屏蔽连接器147

6.7.3　PCB之间的连接器147

6.7.4　屏蔽连接器147

6.8　元件封装149

6.8.1　元件的引脚电容149

6.8.2　元件的引脚电感151

6.9　逻辑元件153

第7章　传输线和终端158

7.1　传输线158

7.1.1　传输线的特性阻抗158

7.1.2　影响传输线特性的因素159

7.1.4　传输线反射160

7.1.3　传输线的电抗组成160

7.1.5　传输线线损168

7.1.6　集总容性负载169

7.1.7　分布式容性负载172

7.2　微带线175

7.2.1 微带线的特性阻抗和传输延迟175

7.2.2　埋入式微带线177

7.3　带状线178

7.3.1　对称的带状线178

7.3.2　不对称的带状线179

7.3.3　带状线的布局180

7.4　差分传输线181

7.4.1　差分传输的阻抗计算182

7.4.2　差分传输的主要应用183

7.5　集肤效应184

7.6　串扰186

7.6.1 串扰的种类186

7.6.2　串扰的方向189

7.6.3　最小化串扰的方法191

7.7　传输线终端192

7.7.1 串联终端192

7.7.2　并联终端193

7.7.3　戴维南终端194

7.7.4　AC并联终端195

7.7.5　二极管终端196

第8章　PCB走线198

8.1　走线长度198

8.2　走线长度的计算199

8.3　走线层的影响200

8.3.1　走线层200

8.3.2　微带线和带状线的应用比较201

8.4　过孔的使用202

8.4.1 过孔的结构202

8.4.2　过孔的电气属性203

8.5　信号走线204

8.5.1 单端走线204

8.5.2　差分对走线209

8.6　地保护走线210

8.7　分流走线212

8.8　走线的3-W法则213

8.9　拐角走线214

第9章　静电放电保护216

9.1　ESD概述216

9.2　介质绝缘217

9.3　屏蔽隔离218

9.4　增加信号线阻抗220

9.5　瞬态电压抑制221

9.6　低通滤波器222

9.7　共模滤波器224

9.8　PCB布局的相应措施225

第10章　屏蔽技术228

10.1　屏蔽技术介绍228

10.2　屏蔽机箱内的谐振229

10.3　屏蔽机箱设计232

10.3.1　机箱的孔缝232

10.3.2　截止波导管233

10.3.3　机箱的导电垫衬235

10.3.4　屏蔽金属织网236

10.3.5　屏蔽效率237

10.3.6　屏蔽机箱的安装238

10.4　PCB边界的屏蔽238

参考文献240