電磁相容和印刷電路板：理論、設計和佈線（簡體書）

本書從理論、設計和佈線的角度分析研究了電磁兼容(EMC)和印刷電路板(PCB)所涉及的問題，全書內容共有9章。第1～3章介紹了EMC的基本原理、PCB中的EMC以及元件設計中的EMC，第4章論述了PCB中鏡像面的原理與特性，第5章和第6章詳盡地闡述了PCB中的旁路與去耦以及傳輸線的設計原理。第7～9章就信號的完整性與串擾、PCB走線終端以及PCB佈線中的接地原理進行了論述。 本書集理論和實踐於一體，適合於那些涉及邏輯設計和PCB佈局設計的工程技術人員，測試工程師和技師，從事機械、加工、製造和兼容調試工作的人員，EMC顧問以及負責對硬件工程設計進行監察的人員閱讀參考。

第1章　電磁兼容基本原理　1 1.1　基本定義　2 1.2　設計工程師常見的一些電磁兼容問題　3 1.2.1　規範　3 1.2.2　射頻干擾　3 1.2.3　靜電放電(ESD)　4 1.2.4　電力干擾　4 1.2.5　自兼容性　4 1.3　電磁環境　4 1.4　遵守規範的必要性(EMI簡史)　8 1.5　對於無保護產品的潛在EMI/RFI輻射等級　9 1.6　噪聲耦合法　10 1.7　干擾的本質　12 1.7.1　頻率和時間(傅裏葉變換：時域—頻域)　13 1.7.2　幅度　13 1.7.3　阻抗　14 1.7.4　尺寸　14 1.8　PCB和天線　14 1.9　系統級EMI產生原因　15 1.10　對電磁輻射控制的總結　16 第2章　PCB中的EMC　17 2.1　EMC和PCB　17 2.1.1　導線和PCB走線　18 2.1.2　電阻　19 2.1.3　電容器　19 2.1.4　電感　19 2.1.5　變壓器　20 2.2　電磁理論　20 2.3　電場源與磁場源之間的聯繫　22 2.4　麥克斯韋方程的簡化——進一步說明　25 2.5　通量消除的概念(通量最小化)　27 2.6　趨膚效應和引線自感　28 2.7　共模和差模電流　30 2.7.1　差模電流　31 2.7.2　差模輻射　31 2.7.3　共模電流　32 2.7.4　共模輻射　34 2.7.5　差模和共模的轉變　34 2.8　傳播速度　35 2.9　臨界頻率(λ/20)　36 2.10　抑制RF能量的基本原理和概念　37 2.10.1　基本原理　37 2.10.2　基本概念　37 2.11　總結　38 第3章　元件與電磁兼容　40 3.1　邊沿速率　40 3.2　輸入能量消耗　43 3.3　時鐘偏移　44 3.3.1　工作週期偏移　45 3.3.2　輸出到輸出的偏移　45 3.3.3　部件到部件的偏移　45 3.4　元件封裝　46 3.5　地電位跳躍　50 3.6　引線到引線的電容　53 3.7　接地散熱器　53 3.8　時鐘源的電源濾波　56 3.9　集成電路中的輻射考慮　58 3.10　總結　60 第4章　鏡像面　61 4.1　概述　61 4.2　5/5規則　63 4.3　鏡像層怎樣工作　63 4.3.1　電感　63 4.3.2　局部電感　63 4.3.3　局部互感　64 4.3.4　鏡像層的實現和概念　66 4.4　接地和信號回路(沒有渦流)　68 4.4.1　回路區域控制　69 4.5　縱橫比——接地連接之間的距離　71 4.6　鏡像層　73 4.7　鏡像層損壞　74 4.8　層間跳轉—通路應用　76 4.9　層分裂　78 4.10　分區法　79 4.10.1　功能子系統　79 4.10.2　靜態區域　80 4.11　隔離和分區(壕)　80 4.11.1　方法一：隔離　81 4.11.2　方法二：搭橋　81 4.12　互連和RF返回電流　84 4.13　單面和雙面板佈線要點　85 4.14　網格接地系統　88 4.15　局部化的接地層　90 4.16　小結　92 第5章　旁路和去耦　94 5.1　諧振概述　94 5.1.1　串聯諧振　95 5.1.2　並聯諧振　95 5.1.3　並聯C-串聯RL諧振(反諧振電路)　95 5.2　物理特性　96 5.2.1　阻抗　96 5.2.2　能量儲存　98 5.2.3　諧振　98 5.2.4　電源和接地層的好處　100 5.3　並聯電容器　102 5.4　電源層和接地層電容　103 5.4.1　隱藏電容　106 5.4.2　電源和接地層電容值的計算　106 5.5　引線長度電感　107 5.6　安裝　107 5.6.1　電源板　107 5.6.2　去耦電容器　108 5.7　去耦電容的選擇　111 5.8　大電容的選擇　114 5.9　組件內電容的設計　116 5.10　實心電壓板的通路及通路效應　117 第6章　傳輸線　119 6.1　傳輸線概述　119 6.2　傳輸線基礎　121 6.3　傳輸線效應　122 6.4　多層PCB中傳輸線的形成　123 6.5　相對介電常數　124 6.6　佈線　124 6.6.1　微帶線結構　127 6.6.2　嵌入式微帶線　128 6.6.3　單帶狀線結構　129 6.6.4　雙帶狀線　130 6.6.5　差動微帶線和帶狀線　131 6.7　佈線考慮　132 6.8　容性負載　134 第7章　信號完整性與串擾　137 7.1　信號完整性的要求　137 7.2　反射和衰減振盪　139 7.2.1　信號失真的鑒定　141 7.2.2　產生衰減振盪的條件　142 7.3　計算走線長(電長走線)　144 7.4　由於不連續引起的負載　148 7.5　RF電流分佈　149 7.6　串擾　150 7.6.1　串擾的測量單位　153 7.6.2　避免串擾的設計技術　153 7.7　3-W原則　155 第8章　PCB走線終端　159 8.1　傳輸線效應　159 8.2　終端匹配方法　160 8.2.1　源終端　162 8.2.2　串聯終端　162 8.2.3　末端終端匹配　167 8.2.4　並聯終端　168 8.2.5　戴維寧網絡　171 8.2.6　RC網絡　174 8.2.7　二極管網絡　176 8.3　終端噪聲與串擾　176 8.4　多終端效應　177 8.5　佈線　180 8.6　分叉線路　181 8.7　小結——終端匹配方法　181 第9章　接地　183 9.1　接地的原因——概述　183 9.2　定義　183 9.3　基本接地概念　184 9.4　安全地　187 9.5　信號電壓參考地　188 9.6　接地方法　189 9.6.1　單點接地技術　189 9.6.2　多點接地技術　191 9.6.3　混和或選擇接地　192 9.6.4　模擬電路接地　193 9.6.5　數字電路接地　193 9.7　控制走線間的共阻抗耦合　194 9.7.1　降低共用阻抗路徑的長度　194 9.7.2　避免共阻抗路徑　195 9.8　電源和接地結構中的共阻抗耦合的控制　196 9.9　接地環路　197 9.10　多點接地中的諧振　199 9.11　子卡與卡架之間的場耦合　201 9.12　接地(輸入/輸出連接器)　203 術語表　205 附錄A　210 附錄B　212 附錄C　215 附錄D　219