第3版序言

《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》自2006年出版，并于2010年改版至今，一直受到广大读者的高度关注，已经成为国内EMC领域的畅销书籍。《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》第3版在第2版已有的案例分析基础上，增加了13个经典案例，更新了书中涉及的政策、标准方面的相关信息，并修改了原有的缺陷，使本书的内容在EMC设计方法的描述上变得更为全面、精确。

2010年出版的《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》（第2版）通过新增加的案例描述了以下7个重要的EMC设计原理与措施：

（1）EMC测试的实质，解析标准规定的各种EMC测试项目的实质；

（2）电源端口滤波电路的设计方法，包括滤波电路的选择、滤波元件参数的选择；

（3）数/模混合电路的EMC设计方法，不但澄清了数/模混合电路与数/模电路之间的串扰问题，而且澄清了如何从系统上考虑EMC问题，特别是广大设计者比较疑惑的数字地与模拟地的处理问题；

（4）PCB中地平面进行“分地”的优劣点；

（5）PCB板边缘为何不能布置敏感线、敏感器件、时钟线或时钟器件等的原理，并给出了具体的解决与弥补措施；

（6）设计多层PCB板时的层叠设计与EMC问题；

（7）由环路引起的差模辐射量级。

而《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》（第3版）通过新案例的增加，将明确解答并解释如下8个重要的EMC设计点：

（1）PCB板的工作地与产品金属机壳是否需要连接？

（2）PCB板的工作地与产品金属机壳之间连接的关键点是什么？

（3）在工程中最怕的地上有干扰实际上是什么？

（4）屏蔽电缆是否需要双端接地？

（5）信号的上升沿时间对EMI水平有何影响？

（6）如何选择单/双向TVS管？

（7）如何防止浪涌和过压保护电路产生的安全隐患？

（8）产品内部PCB板之间的互联对产品EMC的性能意味着什么？

本书涉及的EMC设计与整改方法将更为全面，案例所涉及的产品有信息技术/音视频、电动车、工业控制、家用电器、电机、开关电源、医疗设备、汽车零部件等。本书的内容也是作者“EMC测试与设计案例分析”培训课程的基础参考材料，“EMC测试与设计案例分析”培训课程是国内最为经典的、实践与原理结合最好的EMC课程，也是作者的经典培训课程，受到企业与培训学员的高度评价。

EMC是一门综合的、以研究寄生参数为要点的共模学科。纵观世界，到目前为止，EMC学科仍然可认为是疑难学科。一个企业，如果掌握了EMC技术的精髓，那么可以认为掌握了一种提升产品质量的核心技术；一个电子电气工程师，如果掌握了EMC技术的精髓，那么也可以认为掌握了电子电气产品设计的关键技术。然而，虽然大部分工程人员承认EMC是一门共性技术，但是在实践中往往又不够重视，导致的结果是，产品设计过程存在许多对EMC本质问题的误解，消除这些误解才能解决不可避免的EMC难题。这些误解主要体现在以下方面。

1.概念上

EMC模型被简单化： 产品由测试不通过变成通过往往会靠一些简单的措施（如加一个接地螺钉、增加一个电容等），这就会导致部分工程人员误认为产品的EMC性能不是被精心设计出来的，而是仅仅靠最后一两个措施就可以获得的。实际上，任何一个产品的EMC性能在原理上都是一个整体系统的问题，产品有多复杂，EMC就有多复杂，只有在设计产品时全方面地考虑各种因素，才能最终获得较高的EMC性能，通过EMC测试。产品设计者一定要用系统的眼光看待每一个产品的EMC 问题。EMC 问题是一个“过程”，而不是个别“点”。

不愿意付出就想回报高性能的EMC结果： 成本和工艺虽然是产品在设计过程中必须要重点考虑的问题，但是无法成为阻挡提升产品EMC性能的借口。要知道，产品的EMC性能是由产品在设计过程中点点滴滴的付出而获得的。这些付出必然包括成本的付出和工艺的付出。对于企业来说，重要的不是一味地省去这些成本，而是让自己具备达到同样EMC效果却付出最小代价的能力。高EMC性能的获得，必然意味着付出。

2.技术上

理解EMC的接地意义与本质： “接地”这个词在接触EMC之前已经进入广大电子产品设计者的视野中了，大家最熟悉的“地”就是自然界的地球。电子、电气产品为了安全，需要把产品的某个金属导体接入“大地”（称为“保护地”），即自然界的地球（通常通过建筑物或专用的接地线排接入）。对于EMC来讲，“接地”可以最大限度地降低产品的EMI辐射，也可以最大限度地减小进入产品的外界干扰。然而，需要把产品接入自然界的大地吗？如何正确理解EMC中的“接地”？案例1、案例2和案例16在一定程度上给出了以上问题的答案，控制好产品EMC并不一定需要把产品接入自然界地球的“地”。对于EMC来说，“接地”是为了引导共模电流的流向。实际上，对于EMI, EMI骚扰源的参考点是PCB中工作地的某一点，为了让骚扰源通过各种途径流入“天线”（如产品中的电缆），正确的接“地”点应该为这个PCB中工作地的某一点，可见，这种“接地”从EMI骚扰的流向上看应该发生在“天线”（如电缆）之前；对于产品的大多数高频抗扰度来说，干扰源的参考点为测试时的参考接地板，正确的接“地”点应该为参考接地板。它“接地”的目的是让外部注入的共模电流不流入产品中的电路。可见，这种“接地”从干扰的流向上看，发生在产品的电路之前。产品的“接地”设计首先需要考虑的并非选择或设计“单点接地”或“多点接地”，而是考虑“接地”点的位置和“接地”的措施。如果产品具有金属外壳，则以上两种“接地”都可以借助金属外壳或其他寄生参数很好地实现。这就是金属外壳设备为什么更容易通过EMC测试的原因。对于非金属外壳，这两种接地相对变得更为困难，通过EMC测试也会变得更难。

屏蔽电缆的屏蔽层： 屏蔽电缆的屏蔽层如何接地？单端接地还是双端接地一直是在工程领域中讨论的话题，工程设计者经常会碰到一些实际的案例，对于某一些产品，似乎屏蔽电缆单端接地时系统更为稳定；而对于另一些产品，屏蔽电缆采用双端接地后系统才显得更为稳定。到底如何连接，案例19解答了这个疑问。然而解决了屏蔽电缆屏蔽层要不要接地的问题，还必须关注屏蔽层如何接地的问题。如果屏蔽层与机壳之间的连接存在“猪尾巴”，那么就会导致屏蔽效果失效，案例18将解开这些奥秘。

壳体屏蔽： 假设以上所说的差模辐射超标是一种现实（或产品所导致辐射超标的等效“天线”在屏蔽体内），那么很简单，只要用一个开孔不是很大的金属外壳进行屏蔽就可以解决。此时，金属外壳不需要与PCB板做任何连接。随着以上误解的消除，产品所导致辐射超标的等效“天线”通常也在屏蔽体外（如电缆）时，这种金属外壳“屏蔽”的必要性也逐渐下降。案例14是产生这种误解的一个典型案例。利用金属外壳取得更好的EMC性能是因为金属外壳提供了更好的“接地”路径或旁路路径，要使这种路径变得更为直接，就需要考虑PCB板与金属外壳之间做合理的互联。设计人员必须消除这种误解，当为产品增加“屏蔽”时，必须对此“屏蔽”所产生的后果负责。为产品设计屏蔽时，必须考虑所产生辐射等效“天线”的物理位置，如果不能将其也屏蔽在内，那么就必须考虑在PCB板与金属外壳之间做合理的互联，实现“屏蔽”与“旁路”的转化。

滤波： 电容、电感是滤波电路的基本元件。电感会产生感抗，随频率的增大而增大；电容会产生容抗，随频率的增大而减小。当在原来的电路中串入一个电感或并联一个电容时，电感/电容所形成的分压网络会降低负载上的干扰电压。这似乎没有任何问题，或者说“多串一个电感或多并联一个电容，或多或少是有好处的”。事实上，电感、电容作为储能元件，其上的电压、电流存在相位关系，电感、电容所组成滤波网络的一种极端表现就是谐振，如LC 滤波电路发生谐振时，干扰信号并没有被衰减，相反被放大了，这非常可怕。设计好滤波电路，就必须消除这种隐患，滤波电路的谐振点必须远离EMC测试频点。同样，滤波器件也并非越多越好。

浪涌与过压保护电路： 浪涌与过电压在EMC中相对特殊，原因之一是其干扰频率相对较低（典型的干扰频率是数十千赫）；其二是干扰能力相对较大，通常具有破坏产品中元器件的能力。在保护理念上，浪涌和过压保护电路的设计相对简单，就是哪里有过电压或浪涌，就将保护器件（通常是非线性瞬态抑制保护器件）并联在出现浪涌或过电压的两端，只要选择钳位电压足够低的器件或电路就能达到保护效果。然而，电路虽然得到了的浪涌和过电压的保护，但有可能带来额外的安全隐患，导致不可预测的灾难。案例51、案例53、案例55对常见的隐患做出了解释并给出了解决方案。