电磁兼容基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:刘培国

出品人:

页数:222

译者:

出版时间:2012-9

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787121064685

丛书系列:

图书标签:

• 电磁兼容
• EMC
• 电磁干扰
• 电磁辐射
• 电路
• 电子工程
• 信号完整性
• 电源完整性
• 屏蔽技术
• 标准规范

《信号完整性与电源完整性设计指南》 内容简介： 本书深入探讨了现代电子系统设计中至关重要的信号完整性（SI）和电源完整性（PI）两大核心技术。在高速数字电路和射频电路设计日益复杂、集成度不断提高的今天，如何确保信号在传输过程中的失真最小化、数据传输的准确性以及电源的稳定供给，直接关系到整个系统的性能、可靠性和电磁兼容性。本书旨在为电子工程师、硬件设计人员、PCB布局布线工程师以及相关领域的研究者提供一套系统、实用且深入的设计方法论和技术指导。 第一部分：信号完整性（SI） 本部分从基础理论出发，逐步深入到实际应用。 第一章：信号完整性基础概念 信号传输线模型： 详细讲解了传输线理论，包括集总参数模型和分布参数模型的适用范围。引入了RLCG模型，分析了阻抗、衰减、反射、串扰等基本概念。 信号上升/下降时间与带宽： 阐述了信号的上升/下降时间与信号带宽的关系，以及它们对信号完整性的影响。介绍了几种常用的带宽估算方法。 反射与驻波： 深入分析了阻抗失配导致的反射现象，包括端接的必要性、不同端接方式（串联、并联、戴维南、RC端接等）的原理、优缺点及其应用场景。解释了反射如何形成驻波，对信号造成时域和频域的影响。 串扰（Crosstalk）： 详细讲解了近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT），分析了串扰产生的机理（耦合电容和耦合电感），并提出了抑制串扰的设计策略，如间距、参考平面、差分对等。 衰减与损耗： 分析了传输线中的各种损耗，包括介质损耗、导体损耗、集肤效应等，以及这些损耗如何影响信号幅度、形状和时序。 时序问题（Jitter & Timing）： 探讨了时钟抖动（Jitter）和时序误差（Timing Error）对高速数字电路的影响，以及如何在PCB设计中控制时序裕度。 第二章：PCB传输线设计与建模 微带线、带状线和共面波导： 详细介绍了几种常见的PCB传输线结构，包括它们的结构参数（宽度、厚度、介电常数、铜厚等）与特征阻抗的关系。 特征阻抗计算与控制： 提供了一系列精确计算PCB传输线特征阻抗的公式和方法，以及如何在PCB设计工具中进行阻抗控制。 多层PCB布线技术： 讲解了在多层PCB中如何有效利用参考平面，以及不同布线层之间的耦合效应。 差分信号设计： 重点介绍了差分信号的原理、优势、PCB布线规则（如差分对的匹配、间距、过孔处理），以及如何最大程度地抑制共模噪声。 过孔（Via）对信号完整性的影响： 分析了过孔的寄生电感和电容如何影响信号，以及如何通过优化过孔设计（如盲埋孔、背钻、打孔填充等）来减小其负面影响。 连接器和连接线的信号完整性： 探讨了连接器和电缆的阻抗匹配、信号衰减和串扰问题，以及如何选择合适的连接器和线缆。 第三章：信号完整性仿真与验证 SI仿真工具介绍： 简要介绍了几款主流的SI仿真软件，如Ansys SIwave, HyperLynx SI, ADS等。 建模与仿真流程： 详细阐述了从PCB布局文件到仿真模型的建立过程，包括S参数提取、IBIS模型应用、电源和地的模型等。 仿真结果分析： 指导读者如何分析仿真结果，如眼图（Eye Diagram）、S参数、时域波形、眼高、眼宽、抖动等，并评估信号质量。 PCB布线优化与迭代： 基于仿真结果，给出PCB布线优化的建议，如调整线宽、间距、端接电阻、参考平面等，并进行反复迭代仿真验证。 SI测量与调试： 介绍了使用示波器、矢量网络分析仪（VNA）等仪器进行SI测量的基本方法和注意事项，以及如何根据测量结果进行调试。 第二部分：电源完整性（PI） 本部分专注于解决高速电路的电源噪声问题。 第四章：电源完整性基础概念 电源系统噪声源： 分析了导致电源噪声的主要因素，包括开关电源的纹波、芯片工作时的瞬态电流变化（di/dt）、PCB走线和连接器的阻抗、去耦电容的有效性等。 电源分配网络（PDN）模型： 讲解了PDN的阻抗特性，包括宏观PDN（电源板、电源线）和微观PDN（PCB上的电源/地平面、线）。 瞬态电流与电压跌落（IR Drop）： 解释了芯片工作时电流瞬变如何导致电源线上发生电压跌落，以及这对器件性能的影响。 去耦（Decoupling）与旁路（Bypassing）： 深入阐述了去耦电容的作用机理，如何通过选择不同容值、不同ESR/ESL的电容来滤除不同频段的噪声。 电源噪声的传播与耦合： 分析了电源噪声如何在PCB上以及不同器件之间传播和耦合。 第五章：PCB电源分配网络设计 电源/地平面设计： 强调了宽阔、连续的电源/地平面对于构建低阻抗PDN的重要性，以及如何避免分割和缝隙。 电源和地线布线： 提供了电源和地线布线的最佳实践，包括线宽、线距、过孔设计等。 去耦电容的选择与布局： 详细指导读者如何根据芯片的工作频率、负载电流变化特性选择合适的去耦电容，以及它们的布局位置和数量。 VRM（Voltage Regulator Module）设计与集成： 讨论了VRM在PCB上的布局、散热以及如何保证其输出电压的稳定性和低噪声。 电源/地过孔与连接器的PI考量： 分析了电源/地过孔的寄生参数对PI的影响，以及连接器的阻抗匹配和噪声抑制。 滤波器的应用： 介绍了在电源系统中应用低通滤波器、磁珠等抑制噪声的技术。 第六章：电源完整性仿真与验证 PI仿真工具介绍： 简要介绍了几款主流的PI仿真软件，如Ansys SIwave, HyperLynx PI, ADS等。 PDN阻抗仿真： 讲解如何建立PDN模型，并进行阻抗仿真，分析PDN在不同频率范围内的阻抗特性。 瞬态电流仿真： 演示如何进行瞬态电流仿真，预测芯片工作时的电压跌落和电源噪声。 PI仿真结果分析： 指导读者如何分析仿真结果，如PDN阻抗曲线、电压跌落幅值、电源噪声频谱等，并判断其是否满足设计要求。 PI设计优化与迭代： 基于仿真结果，提出PDN设计优化的建议，如增加去耦电容、调整走线、改善平面结构等，并进行反复迭代仿真。 PI测量与调试： 介绍了使用示波器、频谱分析仪等仪器进行PI测量的基本方法和注意事项，如探头选择、接地方式，以及如何分析电源噪声。 第三部分：信号与电源完整性的协同设计 第七章：EMC与SI/PI的关联分析 辐射源的产生与传播： 探讨了SI问题（如反射、振铃）和PI问题（如电源噪声）如何成为电磁辐射（EMI）的根源。 SI/PI设计对EMC的影响： 分析了良好的SI/PI设计如何有效抑制EMI辐射，以及不良设计可能导致的EMC问题。 EMC设计与SI/PI设计的融合： 强调了在早期设计阶段就将SI、PI和EMC设计目标相结合的重要性。 第八章：设计流程与实践案例 端到端设计流程： 整合SI、PI和EMC设计，形成一个完整的电子系统设计流程。 典型案例分析： 选取几种常见的电子产品（如高速服务器主板、通信设备、消费电子产品）的SI/PI设计实例，从设计理念、仿真验证到实际调试进行详细剖析，展示理论与实践的结合。 设计中的挑战与经验分享： 总结在实际SI/PI设计过程中可能遇到的挑战，并提供一些实用的经验和技巧。 本书语言力求清晰易懂，结合大量的图示、表格和公式，帮助读者透彻理解信号完整性和电源完整性的原理，并掌握实用的设计技巧和仿真方法。通过阅读本书，读者将能够显著提升电子产品设计的性能和可靠性，降低开发风险和成本。

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作为一本专业领域的书籍，我期望它能提供一些最新的行业动态或者前沿技术的探讨。然而，翻阅全书，内容似乎停留在多年前的标准和技术水平上。很多关于现代电子设备中电磁干扰和兼容性设计的新方法、新规范，比如针对高速数字电路的串扰分析、或者新兴的无线充电技术的电磁兼容性要求，在书中几乎没有提及。这使得这本书在面对当前快速迭代的电子产品开发时，显得有些力不从心。对于需要在实际工作中处理最新问题的工程师来说，这本书提供的知识框架或许是通用的，但缺乏时效性，使得它作为一本参考手册的价值打了折扣。它更像是一份扎实的“历史资料”，而不是指引未来的工具书。

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这本书的排版和印刷质量简直是让人不敢恭维。纸张偏薄，光线不好的时候看久了眼睛会非常疲劳。更要命的是，有些图表的清晰度非常低，尤其是涉及到复杂的电路图或者电磁波的仿真结果时，很多细节根本看不清楚，这对于理解关键的实验现象和设计细节造成了极大的障碍。我记得有一章专门讲射频电路的匹配问题，图上的阻抗匹配网络画得像一团乱麻，完全无法辨认出具体的元件值和连接方式。如果能改进一下图文的质量，这本书的实用价值至少能提升一个档次。这种基础知识的书籍，清晰的图示是至关重要的，但很遗憾，这本书在这方面做得非常不到位，让人不禁怀疑出版方是不是在节约成本。

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这本书的封面设计得相当朴素，封面上只有几个大字，看起来像是那种老牌教材的风格。我本来是抱着试试看的心态买的，毕竟这个领域的内容总是让人觉得有点枯燥。拿到书之后翻了翻目录，发现内容覆盖面还挺广的，从基础的理论知识到实际应用案例都有涉及。不过，初读下来，感觉行文风格比较偏向学术化，有些地方的公式推导和理论阐述显得比较抽象，对于初学者来说，可能需要花更多的时间去理解和消化。比如，在讲授电磁场与电磁波的传播特性时，作者使用了大量的数学工具，这让习惯了直观理解的读者会感到有些吃力。但如果能坚持下去，深入研究这些内容，我相信对构建扎实的理论基础是有很大帮助的。它更像是一部教科书，而非轻松的科普读物，适合那些希望系统性学习相关知识的人群。

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这本书的作者在某些特定领域的研究深度是毋庸置疑的，尤其是在某些经典电磁理论的阐述上，体现出了深厚的功力。某些章节对特定电磁现象的深入分析，即便是资深的专业人士读起来也会有新的启发。看得出作者在编写过程中投入了大量的精力去打磨这些核心章节。但是，这种深入往往是以牺牲对其他辅助性内容的讲解为代价的。比如，关于测试方法和标准介绍的部分就显得比较敷衍，仅仅是罗列了一些标准号和简单的流程描述，缺乏对测试环境的控制、常见测量误差的分析以及结果解读的深入探讨。这使得这本书在“基础理论”方面非常优秀，但在“工程实践指导”方面则显得有所欠缺，无法提供一个完整的从理论到实践的闭环体验。

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这本书的章节组织逻辑性倒是挺强的，从宏观到微观，循序渐进地铺陈开来。作者在每一章节的开头都会有一个简短的引言，大致勾勒出本章要解决的核心问题，这一点我很欣赏。它不像有些书籍那样上来就堆砌公式，而是先用文字把概念铺垫好，让读者对即将学习的内容有一个整体的认识。例如，在讲解屏蔽原理时，先从法拉第笼的概念入手，再逐步深入到不同材料的屏蔽效能计算，这种教学方法的思路是非常清晰的。不过，这种严谨的结构也带来了一个小小的缺点，那就是节奏感偏慢，中间穿插的实例分析相对较少，导致在学习过程中，偶尔会感觉知识点之间缺乏一些生动的联系，需要自己主动去思考如何将理论应用到实际场景中去。

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