前言

電磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）是一門(mén)迅速發(fā)展的綜合性交叉學(xué)科，主要研究如何使在同一電磁環(huán)境下工作的各種電子器件、電路或系統(tǒng)，都能正常工作，達(dá)到兼容狀態(tài)。電磁兼容以電磁場(chǎng)和無(wú)線電技術(shù)理論為基礎(chǔ)，涉及微波技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及新材料等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。在電力、通信、交通、航天、軍工、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。隨著電磁環(huán)境的不斷惡化，電磁干擾已經(jīng)成為電子、通信設(shè)備中必須面對(duì)的關(guān)鍵問(wèn)題，電磁兼容越來(lái)越受到人們的重視。隨著高頻、高速數(shù)字通信的不斷發(fā)展和高速大規(guī)模電子系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，電路設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，PCB集成度也越來(lái)越高，這就對(duì)從事電子或通信領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員提出了更高的要求。PCB設(shè)計(jì)又直接影響到電子、通信設(shè)備的性能。當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘達(dá)到120MHz時(shí)，基于傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的PCB將無(wú)法工作。因此，在PCB設(shè)計(jì)中考慮電磁兼容性已經(jīng)成為必須采取的手段。本書(shū)從電磁兼容的基本原理出發(fā)，結(jié)合PCB設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題，分9章全面系統(tǒng)地闡述了電磁兼容理論與PCB設(shè)計(jì)方法。第1章電磁兼容概論，闡述了電磁兼容的基本概念，電磁干擾的三要素以及減小干擾的方法； 第2章PCB中的電磁兼容，闡述了PCB設(shè)計(jì)的構(gòu)成，PCB中產(chǎn)生電磁干擾的原因，并對(duì)共模輻射和差模輻射進(jìn)行了分析比較； 第3章元件與電磁兼容，介紹了元器件的種類和封裝，分析了無(wú)源元件的頻率響應(yīng)以及有源器件的電磁兼容特性； 第4章信號(hào)完整性分析，闡述了信號(hào)完整性問(wèn)題，PCB終端匹配的幾種方法； 第5章電磁兼容抑制的基本概念，論述了鏡像面的工作原理以及對(duì)電磁兼容的抑制作用，闡述了三種常用接地方法的特點(diǎn)和用途； 第6章旁路和去耦，闡述了電容器的主要用途，介紹了電容的物理特性、諧振特性、三端電容與穿心電容、電源層和接地層電容以及電容的選擇和放置； 第7章阻抗控制和布線，闡述了元件的布局、阻抗控制的基本原理，分析和討論了PCB布線中常用的四種基本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，介紹了PCB的布線要求以及多層板的疊層設(shè)計(jì)； 第8章靜電放電抑制的基本概念，分析了靜電放電產(chǎn)生的原因、特點(diǎn)和危害，闡述了靜電放電的常用保護(hù)技術(shù)以及PCB中靜電放電的保護(hù)方法； 第9章電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試，簡(jiǎn)要介紹了電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，闡述了典型的電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目，及測(cè)試中常見(jiàn)的試驗(yàn)場(chǎng)地以及試驗(yàn)設(shè)備，最后對(duì)靜電放電測(cè)試、浪涌抗擾度試驗(yàn)、諧波電流檢測(cè)以及雷電及防護(hù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明。本書(shū)還精心挑選了9個(gè)科技簡(jiǎn)介，在每章最后做了簡(jiǎn)要介紹。其中包括： 電磁場(chǎng)對(duì)健康的影響，電磁感應(yīng)，超導(dǎo)技術(shù)，高功率微波，地線與接地電阻，吸波、透波及縮波效應(yīng)，電磁波的極化和反射，靜電力以及閃電。內(nèi)容通俗易懂，涉及相關(guān)的前沿科技。本書(shū)的編寫(xiě)思路來(lái)源于聆聽(tīng)Mark I. Montrose主講的Printed Circuit Board Design Techniques for Signal Integrity and EMC Compliance課程，也包含作者在多年教學(xué)和電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。本書(shū)的編寫(xiě)目標(biāo)是要適應(yīng)知識(shí)更新和課程體系改革的需要，為本科通信工程專業(yè)課程的實(shí)際需求提供專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)教材，解決電磁兼容與PCB設(shè)計(jì)中的相關(guān)問(wèn)題，設(shè)計(jì)出符合電磁兼容規(guī)范的高性能PCB。本書(shū)內(nèi)容編排簡(jiǎn)潔清晰，概念原理論述清楚，分析深入淺出，圖文并茂，概括和總結(jié)了電磁兼容與PCB設(shè)計(jì)中的理論和設(shè)計(jì)原則，適用范圍廣，可作為高等院校電子工程、電氣工程、通信和計(jì)算機(jī)等相關(guān)專業(yè)本科生的教材，是大學(xué)高年級(jí)本科生難得的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)教材之一； 本書(shū)可供有關(guān)學(xué)科教師參考，也可作為從事科研和工程項(xiàng)目的工程技術(shù)人員、硬件設(shè)計(jì)工程師、測(cè)試工程師進(jìn)行電磁兼容分析和PCB設(shè)計(jì)的重要參考書(shū)。全書(shū)由邵小桃編寫(xiě)。在編寫(xiě)過(guò)程中，參考和閱讀了許多專家和學(xué)者的著作和學(xué)術(shù)論文，以及相關(guān)專家的學(xué)術(shù)講座等，在此一并對(duì)他們表示衷心的感謝！在此還要特別感謝清華大學(xué)出版社對(duì)本書(shū)進(jìn)行編輯、校對(duì)以及排版人員。本書(shū)能夠順利出版，離不開(kāi)各位的辛勤工作和大力支持。由于作者水平有限，時(shí)間較緊，內(nèi)容涉及領(lǐng)域廣泛，相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速，雖然付出了最大的努力，本書(shū)內(nèi)容仍然不可避免地會(huì)出現(xiàn)不當(dāng)和疏漏，敬請(qǐng)各位讀者和專家指正。
編者2016年7月