《產(chǎn)品設計的電磁兼容故障排除技術》詳細講述了產(chǎn)品的電磁干擾（EMI）故障排除技術。其目的是為工程師和技術人員提供EMI故障排除思路、故障排除方法或診斷工具。全書共11章，內(nèi)容包括電磁基礎、電磁干擾和電磁兼容、測量儀器、輻射發(fā)射、傳導發(fā)射、輻射敏感度、傳導敏感度、電快速瞬變脈沖群(EFT)、靜電放電(ESD)、浪涌和雷電脈沖的瞬態(tài)抑制，以及其他特定的EMI問題。此外，本書還給出了8個附錄，為讀者提供了非常有價值的輔助信息、技術和工具。
《產(chǎn)品設計的電磁兼容故障排除技術》可供電子電氣、電子產(chǎn)品的設計人員和電磁兼容（EMI）工程師使用，也可作為高等學校工科電子信息和通信類專業(yè)師生的輔助教材.

原書前言
當身處符合性實驗室，對花費了很多時間設計的產(chǎn)品進行符合性試驗時，其試驗結(jié)果卻不是所期望的，即，試驗結(jié)果可能超過了發(fā)射限值或者設備可能對某些試驗信號敏感，如射頻輻射能量、浪涌電流，或者可能是ESD脈沖。并且，可能所剩時間有限，已快到產(chǎn)品設計的截止期限，可能已超過了預算，現(xiàn)在不得不對產(chǎn)品進行某些整改以通過EMC試驗，這需要額外的成本或延遲交付。當很多人聽到這樣的結(jié)果及所存在的問題時，也會很不高興。
當工程師們盡力讓產(chǎn)品通過不同的EMI符合性試驗時，上述情況是他們經(jīng)常遇到的�，F(xiàn)在的問題是他們需要做什么或去哪里尋求幫助。他們需要做的是，盡快對所出現(xiàn)的問題進行評估，然后尋找可用的解決辦法，這樣做有助于保證進度，同時避免超出預算。作為EMC領域的咨詢工程師，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)相同的產(chǎn)品設計問題，這些問題使產(chǎn)品在符合性試驗的過程中成為不合格產(chǎn)品。這些問題中的大多數(shù)都是簡單的設計錯誤，即端接電纜的屏蔽不好、輸入/輸出連接器的問題、系統(tǒng)設計不好或內(nèi)部電纜的走線存在問題。在許多情況下，不管是在符合性實驗室還是自己的試驗設施中，根據(jù)以前產(chǎn)品得到的經(jīng)驗，使用簡單的解決辦法就能很快地解決這些問題。
在當今經(jīng)濟環(huán)境下，許多小型和中型公司由于有限的預算，并不能雇傭全職的產(chǎn)品符合性工程師。產(chǎn)品的EMC符合性現(xiàn)在通常由產(chǎn)品設計人員負責，但他們中的大多數(shù)人并沒有經(jīng)過足夠的EMC培訓。即使在較大的公司中，出于成本的考慮，也已不再雇傭產(chǎn)品符合性工程師，工程師往往要承擔多個項目且時間緊。雖然一些很好的書籍已講述過EMI問題、解決辦法及一些控制電磁能量的方法，但不幸的是要從這些書中提取出這些解決辦法是很困難的。對大量公式和奇異概念的掌握，最好還是留給科研和工程專業(yè)的研究生們吧!本書的目的是為了避免這種復雜性，簡化信息，以簡單的方式進行編排，并使用平實的語言進行講述。
本書盡力講述識別和解決問題的過程，講述一些與測量有關的基本原理:什么是波長或什么是1/4波長?什么是分貝（dB）?什么是分辨率帶寬及波長的單位是什么?我們介紹了很多的產(chǎn)品不合格的問題，以及產(chǎn)生這些問題的原因。此外，我們也盡力給一線工程師和技術人員一些如何解決問題的思路，而不僅是在電纜上加裝鐵氧體，盡管這可能是一些問題的解決辦法。
《產(chǎn)品設計的電磁兼容故障排除技術》也給出了一些工程師或技術人員可以自制的簡單的和價格便宜的故障排除工具或輔助工具的例子。我們給出的方法，僅要求讀者了解基本的電磁理論及掌握最少的EMI/EMC背景知識。本書的目標是為讀者提供根據(jù)我們經(jīng)驗得到的解決辦法，這樣做的目的是讓工程師和技術人員能夠形成自己的故障排除思路、故障排除方法或診斷工具。然后，我們?yōu)槿缦聨追矫嫣峁┲改?如何著手處理不合格的EMI問題，嘗試做哪些事情，如何選擇正確的部件及如何對產(chǎn)品成本、性能和時間進度進行平衡。我們希望本書能減少工程師在產(chǎn)品設計階段所承受的壓力。
第1、2章講述了一些基本的EMC理論，這對于理解和想像電磁（EM）波、電磁場和高頻電流的流動非常重要。由于大多數(shù)EMI是與控制高頻電流有關的，因此這兩章為故障排除過程和解決辦法的實施提供了基礎。
第3章給出了使用常用設備（如頻譜分析儀和示波器）進行基本EMI測量的有關信息。本章同時也給出了自制的和商用的探頭和天線的有關信息，這些設備對于檢測電磁場和高頻電流非常重要。本章還介紹了非常有用的設備以自制EMI故障排除工具。附錄D給出了更詳細的組裝故障排除工具的有關信息。
第4～10章分別講述了特定EMI試驗的故障排除技術，如輻射發(fā)射和傳導發(fā)射、輻射和傳導敏感度、EFT、ESD及由于雷電產(chǎn)生的浪涌和高能量脈沖。這些章節(jié)的編排基本一致，包括試驗簡介及試驗不合格時要檢查的項目清單、不合格的典型原因、在EMI符合性實驗室中能采取的快速故障排除步驟，以及使用自己的設施的更詳細和更綜合的故障排除步驟。每章都給出了不同的低成本工具和自制技巧，以及不合格問題的典型解決辦法。
第11章涵蓋了其他特定EMI問題，如有意輻射體和無線設備、醫(yī)療產(chǎn)品、大型系統(tǒng)或落地式系統(tǒng)、汽車、開關電源和液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）。本章給出了這些系統(tǒng)特有的EMI問題及專門用于解決這些問題的故障排除技術。
《產(chǎn)品設計的電磁兼容故障排除技術》也包括8個附錄，著者認為它們涵蓋的內(nèi)容是非常有價值的支撐信息、技術和工具，可協(xié)助我們進行故障排除。附錄A給出了一些換算工具和公式。附錄B給出了電子表格工具用于幫助計算時鐘振蕩器的諧波。附錄C給出了如何使用電抗圖以快速地計算簡單 RLC網(wǎng)絡和濾波器的伯德圖。附錄D給出了很多工具可用于裝備EMI故障排除工具箱。多數(shù)故障排除工具都易于自制。另外，還給出了低價頻譜分析儀的有關信息，這些頻譜分析儀中的一些正好能放進工具箱。附錄E給出了一些常用EMI濾波器的設計技術。附錄F描述了一種簡單的用于測量諧振結(jié)構（如電纜及屏蔽殼體上的縫隙或間隙）的技術。附錄G列出了主要的標準化組織和EMC標準。最后，附錄H列出了在EMC/EMI領域常用的符號和縮略語。
讀者需要易于理解的答案且更想快速掌握。本書將盡力提供這些答案。本書也給出了一些解決問題的思路所隱含的理論知識，當回顧 獲得的成果時可能會更理解這些理論知識。
因此，讓我們努力研讀本書以得到這些解決EMC問題的答案。祝我們好運，且更祝愿我們將取得巨大的成功。
帕特里克·G.安德烈
美國華盛頓州西雅圖
（andreconsulting.com）
肯尼思·D.懷亞特
美國科羅拉多州伍德蘭帕克
（emc-seminars.com） 原 書 序 我們所有人都會或都應意識到，最佳的方式是從產(chǎn)品設計之初就對其進行EMC設計。然而，在實際進行產(chǎn)品設計時，我們很少這樣做，因此，當產(chǎn)品出現(xiàn)EMC問題之后，設計人員就要解決這些問題。即使產(chǎn)品具有好的EMC設計，仍可能留下一兩個較小的必須通過診斷才能解決的問題。因此，設計人員經(jīng)常詢問最多的一項內(nèi)容就是解決EMC問題的簡單診斷技術和解決辦法。 盡管目前市面上已有很多EMC書籍，其中的一些也是相當好的，但對于簡單和低成本的EMC故障排除技術和解決辦法，這些書中給出的實際可用信息并不多。本書就是講述EMC故障排除技術和解決辦法，即當你的產(chǎn)品不能通過一項或多項EMC符合性試驗時你應做什么。換句話說，就是使用簡單和低成本的工具和設備，如何對問題進行診斷并加以解決。 作為EMC咨詢師，我經(jīng)常為客戶診斷EMC問題并加以解決。其實在許多情況中，這些問題他們自己是能夠進行診斷并加以解決的。但他們?yōu)槭裁床恢�道怎么進行診斷并加以解決呢?我認為有以下三個方面的原因: 1.當需要對問題進行診斷時，他們不知道使用什么試驗設備。 2.即使他們有試驗設備，但他們不知道使用這些設備來做些什么。 3.他們不知道該使用哪種辦法才能解決問題。 本書使用簡單、實際和非常易于理解的方式回答了上述三個問題。我特別喜歡這樣的編排，即每章都講述了在EMC符合性實驗室和在自有設施中進行的故障排除案例。當產(chǎn)品在EMC符合性實驗室中沒能通過試驗時，應在實驗室對問題進行歸類。例如，如果產(chǎn)品沒能通過輻射發(fā)射試驗，應盡力確定輻射是由電纜還是由產(chǎn)品外殼產(chǎn)生的。然后，當利用自有設施時，能使用本書中給出的針對自有設施的故障排除技術，來對問題進行進一步的診斷并加以解決。 簡單來說，本書首先假設的是產(chǎn)品在符合性實驗室中沒能通過某項EMC試驗，然后使用本書中給出的故障排除技術在實驗室和/或自有設施中對問題進行診斷并加以解決。在大多數(shù)情況下，這個過程正好是相反的;即當去實驗室進行符合性試驗之前，需要利用自有設施進行一些簡單的試驗。這也是我經(jīng)常推薦給客戶的方法。通過這種方式，通�？赡芴崆敖鉀QEMC符合性實驗室將發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品問題。 《產(chǎn)品設計的電磁兼容故障排除技術》給出的一些診斷技術是定量的，而另一些則是定性的。對于定量測量的情況，在實際當中，EMC符合性實驗室的試驗結(jié)果對產(chǎn)品合格與否的判定具有相當?shù)臏蚀_度。定性測量則不能直接預測EMC試驗的結(jié)果，但當你對產(chǎn)品使用A和B兩種解決辦法時，這種定性測量對于這兩種解決辦法的比較是非常有用的。 《產(chǎn)品設計的電磁兼容故障排除技術》并不是一本講述EMC試驗的理論書籍。然而，正如本書的書名所表明的，它給出了簡單的和直接的辦法，用于對看似非常復雜的EMC問題進行排除和解決。使用本書給出的簡單、低成本的EMI故障排除工具箱及故障排除技術，能夠節(jié)約時間和成本。既然產(chǎn)品設計人員遲早都需要診斷和解決EMC問題，那么本書應是我們所有人書架上的必備之書。 亨利·W.奧特 亨利·奧特咨詢公司 美國新澤西州利文斯頓

譯者序
原書序
致謝
原書前言
第1章 電磁基礎 ………………………………………………………………1
1.0 停止試驗:電磁干擾（EMI）故障排除是必需的 ………………………1
1.1 什么是電磁場 ………………………………………………………1
1.2 什么是分貝（dB） ……………………………………………………2
1.3 EMI和EMC ………………………………………………………………6
1.4 干擾的類型 ……………………………………………………………7
1.5 差模電流和共模電流 …………………………………………………7
1.6 時域和頻域 ……………………………………………………………11
1.7 頻率、波長和帶寬之間的關系 ………………………………………13
1.7.1 頻率和波長 ……………………………………………………13
1.7.2 帶寬 …………………………………………………………15
1.7.3 分辨率帶寬和視頻帶寬 ………………………………………16
1.7.4 濾波器帶寬 ……………………………………………………16
1.7.5 寬帶和窄帶 ……………………………………………………16
1.8 高頻下的電阻器、電容器和電感器 ……………………………………17
1.8.1 電阻器 ………………………………………………………17
1.8.2 電容器 ………………………………………………………19
1.8.3 電感器 ………………………………………………………20
第2章 電磁干擾和電磁兼容 ………………………………………………25
2.1 能量是如何移動的 ……………………………………………………25
2.2 近場和遠場 …………………………………………………………27
2.3 故障排除原理 …………………………………………………………28
2.4 基本故障排除概念 ……………………………………………………32
2.4.1 接地/搭接 ……………………………………………………32
2.4.2 殼體上的間隙 ………………………………………………32
2.4.3 電纜搭接 ………………………………………………………33
2.4.4 屏蔽 …………………………………………………………33
2.4.5 濾波 …………………………………………………………35
2.5 電纜布線和互連電纜 ………………………………………………36
2.6 PCB的考慮 ……………………………………………………………37
參考文獻 ……………………………………………………………………42
第3章 測量儀器 ……………………………………………………………43
3.1 頻譜分析儀 …………………………………………………………43
3.2 EMI接收機 …………………………………………………………44
3.3 檢波器 …………………………………………………………………45
3.4 窄帶測量與寬帶測量 ………………………………………………46
3.5 掃描速度如何影響測量 ………………………………………………47
3.6 使用頻譜分析儀進行故障排除 …………………………………………48
3.7 示波器 …………………………………………………………………49
3.8 電流探頭 …………………………………………………………………52
3.9 近場探頭 …………………………………………………………………54
3.10 天線 …………………………………………………………………57
第4章 輻射發(fā)射 ……………………………………………………………63
4.1 概述 ……………………………………………………………………63
4.2 輻射發(fā)射檢查清單 ……………………………………………………63
4.3 不合格的典型原因 ……………………………………………………64
4.4 在符合性實驗室進行發(fā)射故障排除 …………………………………65
4.5 在自己的設施中進行發(fā)射故障排除 …………………………………69
4.5.1 時鐘振蕩器 …………………………………………………71
4.5.2 發(fā)射的識別 …………………………………………………73
4.5.3 電源線發(fā)射 …………………………………………………74
4.5.4 濾波器 ………………………………………………………74
4.5.5 電容器 ………………………………………………………75
4.5.6 鐵氧體扼流圈 ………………………………………………75
4.5.7 屏蔽層 ………………………………………………………75
4.6 商業(yè)試驗問題 ………………………………………………………77
4.7 自制技巧和低成本工具 …