PROTEL 99SE原理图与印刷电路板电磁兼容设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:中南大学

作者:陈寿才 编

出品人:

页数:286

译者:

出版时间:2007-8

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787811055450

丛书系列:

图书标签:

• Protel 99SE
• 原理图
• PCB
• 电磁兼容
• EMC
• 设计
• 电子工程
• 电路设计
• EDA
• 软件应用

《现代电子系统电磁兼容设计与实践：从理论基础到前沿应用》 导言：驾驭无形的力量——电磁兼容的必要性与挑战 在当今高度互联、微电子技术飞速发展的时代，任何电子系统的可靠性都与一个至关重要的因素紧密相关：电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）。随着集成电路速度的提升、工作频率的攀升以及系统密度的增加，电磁干扰（EMI）和抗扰度（EMS）问题已不再是简单的附加环节，而是贯穿整个产品设计周期的核心要素。 本书《现代电子系统电磁兼容设计与实践：从理论基础到前沿应用》旨在为电子工程师、硬件设计师、信号完整性（SI）和电源完整性（PI）专家，以及相关专业的学生提供一套全面、深入且极具实战指导意义的EMC设计与测试方法论。我们专注于揭示现代复杂电路（如高速数字系统、射频模块、嵌入式控制单元）中电磁兼容问题的深层物理机制，并提供一套系统化的、可立即应用于实际项目的设计流程和优化技巧。本书的独特之处在于，它不满足于停留在基础的PCB布局规则层面，而是深入剖析了从器件选择、系统架构到最终整改的每一个关键决策点，确保读者能够构建出既满足严苛EMC标准，又具备高性能和高可靠性的电子产品。 第一部分：电磁兼容基础理论与物理机制的深度解析 本部分为理解EMC问题的物理根源奠定了坚实的理论基础。我们避免了过于冗长和抽象的数学推导，而是聚焦于那些对设计决策有直接影响的关键物理概念。 第一章：电磁兼容基础概念与标准体系 本章首先界定了EMI、EMS、骚扰源、受体、耦合路径这几个核心概念。详细阐述了电磁场理论在低频（磁场主导）和高频（电场/辐射主导）环境下的差异性表现。重点介绍了全球主要的EMC标准体系，包括FCC（美国）、CE/LVD/RED（欧盟）、CISPR系列以及特定行业标准（如汽车电子CISPR 25、医疗IEC 60601等）。我们将提供一个实用的标准选择矩阵，帮助工程师根据产品目标市场快速确定适用的合规要求。 第二章：电磁干扰的产生、耦合与辐射机理 深入剖析EMI的“三要素”：源、路径和受体。 骚扰源分析： 重点分析高速开关电路（CMOS/TTL逻辑）、时钟信号、开关电源（SMPS）产生的传导和辐射噪声源。探讨了瞬态电压和电流的频谱特性，解释了为什么上升沿时间决定了主要的辐射频率范围。 耦合路径详解： 详细区分并分析了主要的耦合机制：串扰（Crosstalk）、地弹（Ground Bounce）、电源噪声耦合（Power Supply Noise Coupling）、辐射耦合（Radiative Coupling）。特别针对多层板中的邻近场和远场耦合特性进行了区分论述。 辐射机理： 阐释了不平衡电流是辐射的根源。分析了PCB走线、连接器和电缆组件作为天线的工作原理，包括回路面积、电流失衡点（Return Current Path Break）对辐射强度的指数级影响。 第二部分：高速电路板的信号与电源完整性对EMC的影响 EMC设计本质上是SI/PI设计的延伸。本部分将高速信号的完整性问题与电磁兼容性紧密结合起来。 第三章：信号完整性视角下的EMC设计 本章聚焦于PCB走线设计如何直接影响辐射和抗扰度。 阻抗控制与匹配： 深入讲解了传输线理论在高速信号中的应用，强调阻抗不连续性是产生反射和高频谐波的主要原因。讨论了端接技术（串联、并联、Thevenin）在抑制反射和控制频谱能量分布方面的作用。 层叠结构与参考平面： 详细论述了设计一个稳定、连续的参考平面的极端重要性。对比了分割平面（Splitting Planes）对电流回路的影响，并提供了有效处理电源/地平面分割的策略，以避免形成“高阻抗环路”。 串扰管理： 不仅限于线间距的经验法则，而是基于耦合系数的分析，指导读者如何利用相邻层、参考平面以及走线拐角设计来最小化近端和远端串扰。 第四章：电源完整性对传导和辐射EMC的决定性作用 开关电源和DC-DC转换器是系统中最主要的传导噪声源。 去耦网络优化： 详述了电容器的选型、布局和放置策略（包括并联不同容值的电容组合）。分析了PCB布局中引线电感对高频去耦性能的严重限制，并提出了“最小化去耦环路面积”的设计守则。 地平面噪声分析： 探讨了不同电路模块（如敏感模拟电路、高噪声数字电路、大功率开关电路）之间的地电流分离技术。详细分析了“混合信号”系统中地弹噪声的传播路径和抑制方法，例如使用虚拟地、隔离地分割带等。 开关电源的EMI抑制： 针对SMPS，提供了降低开关节点dv/dt和di/dt的拓扑选择与元件布局指导，如优化变压器耦合、选择低抖动驱动电路等。 第三部分：系统级EMC设计与防护策略 EMC的成功依赖于对整个系统架构的考量，而非仅仅局限于PCB的局部优化。 第五章：屏蔽技术与外壳设计 屏蔽是控制辐射和抗扰度的最后一道也是最关键的防线。 屏蔽理论与材料选择： 阐述了屏蔽效能（Shielding Effectiveness, SE）的物理模型，包括反射、吸收和多次反射衰减。详细对比了不同导电材料（铜、铝、镍、导电涂层）的适用性、成本与频率特性。 外壳与缝隙控制： 重点剖析了外壳设计中的薄弱环节——缝隙、开口和连接器。讲解了“指状屏蔽”（Fingers）和“蜂窝板”（Honeycomb）在维持外壳连续性方面的应用，并提供了缝隙尺寸与工作频率的临界关系计算方法。 接地与搭接（Bonding）： 区分了低频接地（Single Point Grounding）和高频搭接（Multiple Point Bonding/Chassis Grounding）的应用场景。详细论述了如何通过低阻抗搭接路径有效管理机箱的共模电流。 第六章：电缆、连接器与I/O端口的EMC管理 电缆和连接器是辐射和抗扰度最容易被忽视的“天线”。 电缆屏蔽与端接： 深入分析了屏蔽电缆的正确使用方法，强调屏蔽层的有效搭接（360度焊接到接插件外壳，再搭接到PCB接地系统）。对比了编织屏蔽和箔屏蔽的优缺点。 滤波技术应用： 详细介绍了各种滤波元件在I/O端口的部署，包括共模扼流圈（CM Choke）、铁氧体磁珠（Ferrite Beads）和电容滤波器的选择标准。讲解了如何根据噪声频率和差模/共模抑制需求来设计复合滤波器。 瞬态保护器件（TVS/ESD）： 详细分析了TVS二极管、气体放电管（GDT）和压敏电阻（MOV）的工作原理、钳位电压特性及在ESD防护中的选型依据，确保系统符合IEC 61000-4-2等抗静电放电标准。 第四部分：电磁兼容测试、调试与前瞻性设计流程 理论必须通过实践来验证。本部分提供从设计验证到故障排除的实用指导。 第七章：EMC测试环境、方法与标准解读 本章为工程师提供了一个清晰的测试路线图。 测试场地与设备： 详细描述了半电波暗室（半电波场地）、全电波暗室和电波暗罩（OATS）的结构和适用范围。解释了测试接收设备（EMI Receiver）的动态范围、分辨率带宽（RBW）和扫描时间的意义。 传导发射（CE）与辐射发射（RE）测试： 详细解读了LISN（线路阻抗稳定网络）在CE测试中的作用，以及在RE测试中探头（Probe）和天线（Antenna）的正确设置与校准。 抗扰度测试概述： 简要介绍了静电放电（ESD）、辐射射频抗扰度（RSI）、电快速瞬变脉冲群（EFT/Burst）和浪涌（Surge）的基本原理和测试要求。 第八章：EMC设计验证与故障排除的实用工具箱 本章是实战工程师的“急救手册”。 设计仿真与预测： 介绍如何使用时域反射仪（TDR）、网络分析仪（VNA）以及高级EMC/SI/PI仿真软件（如Ansys HFSS, Keysight ADS等）来预测关键信号和电源回路的辐射特性。 现场诊断与调试： 提供了在样机阶段快速定位EMI热点的方法，包括使用近场探头（Near-field Probe）扫描、频谱分析仪的追踪功能以及使用示波器进行高频噪声源定位的技术。 整改策略优先级： 建立了一个优先级列表，指导工程师如何系统地进行EMC整改：从源头抑制（如降低开关速度、优化驱动）、优化回路路径（如增加地层连续性），到最后阶段的屏蔽和滤波加固，确保整改的效率和有效性。 结语：迈向下一代电子系统的可靠性 本书的最终目标是培养读者一种“EMC思维模式”——即在设计之初就将电磁兼容性作为系统性能的一部分来考量。通过对高速数字系统、敏感模拟电路以及电源模块的交叉分析，本书提供了一套坚实且前沿的设计方法论，助力工程师在面对日益严苛的EMC法规和更快的系统速度时，依然能够自信地交付高性能、高可靠性的电子产品。掌握了这些原理和实践技巧，读者将能有效缩短产品上市时间，并显著降低因EMC问题导致的后期返工成本。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我之前翻阅过市面上不少关于Altium Designer操作的指南，大多只是停留在软件界面的介绍和基本功能的演示上，对于如何利用软件的强大功能去解决实际的工程难题，尤其是那些关乎产品能否通过严格EMC认证的深层次问题，鲜有涉及。这本书的视角明显高了一个层次，它将PROTEL 99SE（尽管现在可能有些老旧，但其核心设计思想依然适用）作为工具平台，着重探讨的是设计哲学。最让我印象深刻的是它对高速信号传输线模型建立的阐述，那种对阻抗控制和终端匹配的精细化处理，不是简单地告诉你“要匹配”，而是深入分析了不匹配带来的能量反射和振铃效应，配上大量的图示，让人对信号的“旅途”有了更清晰的认识。对于任何一个渴望从“画板仔”蜕变成“电子工程师”的人来说，这本书提供了一条清晰的进阶路径，它教会你如何用设计规范来约束自己的行为，而不是被动地去修复问题。它更像是一位经验丰富的前辈，手把手地带着你走过那些充满陷阱的设计流程。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书时，我原本预期会看到一本关于旧版软件工具的说明书，但很快我就发现，我错了。这本书的核心价值远超出了软件本身的范畴。它实际上是一本关于“如何构建一个低噪声、高可靠性电子系统的设计方法论”的著作。作者对电源分配网络（PDN）的分析尤为深入，这在很多入门书籍中是被严重简化甚至忽略的环节。他们对去耦电容的层级化布局和等效电路模型的解释，清晰地揭示了为什么仅仅堆砌电容并不能解决低频噪声问题，而需要关注电容之间的相互作用和环路面积。这种从系统层面剖析问题的能力，是区分普通设计者和优秀设计者的分水岭。这本书不仅提升了我对PROTEL 99SE特定功能的理解，更重要的是，它培养了我对电磁现象的敬畏心和预判能力，让我意识到，每一个细小的布局选择都可能带来巨大的性能差异。这是一本值得反复研读，并放在手边随时查阅的工具书和思想指南。

评分☆☆☆☆☆

这套书绝对是PCB设计领域的宝藏，尤其是对于那些刚刚接触EMC设计，或者希望深入理解PCB布局与电磁兼容之间复杂关系的工程师来说，简直是如获至珍。我记得我刚开始接触这方面工作时，遇到的最大困惑就是，为什么仿真软件里看起来一切正常的设计，在实际生产出来后，却总是在高频测试中出现各种奇怪的信号完整性问题。这本书的魅力就在于，它不像某些理论书籍那样堆砌晦涩难懂的公式，而是非常注重实战经验的传授。作者似乎非常理解初学者的痛点，总能用非常直观的例子来解释像地弹、串扰、电源完整性这些核心概念。比如，书中对不同类型电源规划的详细对比，以及如何通过合理的走线策略来抑制噪声耦合，这些内容读起来让人豁然开朗。它真正做到了“授人以渔”，让我明白，好的PCB设计不仅仅是把元件放上去，而是一个系统工程，需要从一开始就对电磁场的行为有所预判。那种将理论与实践紧密结合的叙述方式，让人在阅读过程中忍不住想立即打开自己的设计软件进行尝试和验证，极大地提高了我的实际操作能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书在结构布局上处理得非常巧妙，它并没有采用流水账式的章节编排，而是将“原理图设计”和“PCB布局”这两个环节，紧密地嵌入到“电磁兼容”的宏观目标之下进行讨论。这意味着，读者在学习过程中始终保持着一个目标导向的思维：我做的每一个操作，都是为了最终满足EMC的要求。这种一体化的设计思维是现代电子产品开发中急需培养的核心素养。我个人觉得，对于那些需要设计射频模块或高精度采集电路的工程师来说，书中关于敏感信号隔离和电源去耦电容选型的部分，简直是救命稻草。它不是简单地推荐某个容值，而是结合了电路的工作频率和PCB材料的特性来给出建议，这体现了作者深厚的工程实践积累。阅读体验非常流畅，逻辑性极强，让人读完后感觉自己的设计思路被系统性地重塑了一遍，充满了信心去应对更加复杂的项目挑战。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，市面上很多声称涉及“电磁兼容”的书籍，往往要么过于偏重理论的推导，让我感觉像在啃一本高深的物理教材，要么就是过于浅显，仅仅停留在“屏蔽要做好”、“走线要短”这种人尽皆知的常识层面。这本书的价值恰恰在于它找到了一个完美的平衡点。它用一种非常务实的态度，将复杂的电磁理论“翻译”成了工程师可以直接在设计环境中应用的具体操作指南。例如，它对平面分割和地线的处理策略，提供了多种方案的优劣对比，这对于多层板设计至关重要。我特别欣赏作者在讨论过孔（Via）效应时所展现出的深度，过孔在高速设计中常常是信号完整性的隐形杀手，而这本书详尽地分析了不同过孔结构对阻抗突变的影响，并给出了规避措施。这种对细节的极致关注，正是区分优秀产品和存在隐患产品的关键所在，这本书无疑是打磨设计细节的绝佳参考资料。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆