设备和系统安装的电磁兼容技术技巧和工艺

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页数:389
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出版时间:2008-10
价格:38.00元
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isbn号码:9787111247623
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图书标签:
  • 设备和安装
  • 电磁兼容
  • EMC
  • 安装技术
  • 系统安装
  • 设备安装
  • 屏蔽技术
  • 接地技术
  • 滤波技术
  • 线缆敷设
  • 测试与调试
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具体描述

《设备和系统安装的电磁兼容技术、技巧和工艺》是以介绍和讨论系统和设备安装中所涉及的EMC技术、技巧和工芑为中心内容的专著,共分10章。其中,第1-7章分别介绍设备和系统安装中对EMC技术的需要。设备和系统安装中的EMC技术、产品装配中的EMC技术;产品装配和安装中的滤波和屏蔽技术、设备和系统安装现场的雷电和浪涌保护;CE+CE≠CE,我们应该怎么做;正确选用滤波器。第8、9章给出两个具体实例,分别是在一个音频系统设备中良好EMC工程实践的实施——在电览屏蔽的两端均完成搭接可以降低噪声;良好的EMC工程技术在工业机柜设计和构成中的实施。第10章是系统和设备及其电缆的EMC通用安装指南。书后还附有文中出现的英文缩略语索引。

《设备和系统安装的电磁兼容技术、技巧和工艺》适合从事EMC设计、管理人员阅读,也适合参加EMC培训的师生参考。

《信号完整性与电源完整性设计实践》 本书深度剖析了现代电子系统设计中至关重要的两个方面:信号完整性(SI)与电源完整性(PI)。随着电子设备集成度的不断提高和时钟频率的飞速发展,信号和电源的质量直接决定了系统的可靠性、稳定性和性能。本书旨在为工程师和技术人员提供一套系统、实用的设计方法和分析工具,帮助他们应对日益严峻的SI/PI挑战。 内容梗概: 第一部分:信号完整性(SI)基础与分析 信号传播的物理模型: 传输线理论详解: 深入讲解传输线的定义、特性阻抗、延迟、衰减等核心概念。我们将从麦克斯韦方程组的简化应用出发,推导出均匀传输线和非均匀传输线的特性,并重点阐述集肤效应、介质损耗等在不同频率下的影响。 反射与振铃: 详细分析阻抗不匹配导致的反射现象,包括前向反射、后向反射以及多重反射。通过时域和频域分析,揭示反射如何形成信号振铃,以及振铃对数据误码率(BER)的影响。 串扰(Crosstalk): 深入研究相邻信号线之间由于互感和互容产生的串扰机理。我们将分析近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT)的差异,并探讨影响串扰强度的关键因素,如线间距、耦合长度、信号切换速率等。 SI设计关键技术: 端接技术: 全面介绍各种端接方式,包括电阻端接(串联、并联、戴维南)、二极管端接、有源端接等。针对不同应用场景,分析各种端接方式的优缺点、适用范围以及最佳实践。 PCB布线规则: 详细阐述PCB布线对SI的影响。涵盖等长(OAL)设计、差分对布线、拐角处理、过孔优化、地弹(SSO)控制等关键技术,并提供实际案例分析。 连接器与电缆的影响: 分析连接器和电缆的阻抗变化、寄生参数对信号完整性的影响,以及如何选择合适的连接器和电缆来最小化SI Degradation。 SI仿真与测量: SI仿真工具的使用: 介绍常用的SI仿真软件(如Ansys SIwave, Cadence Allegro SI/PI, Keysight ADS等)的基本操作和高级功能。讲解如何建立仿真模型,设置仿真参数,并解读仿真结果,如眼图、S参数、时域反射(TDR)等。 SI测量方法与仪器: 介绍高带宽示波器、网络分析仪(VNA)等关键测量设备的使用。讲解如何进行TDR测量、眼图测量、S参数测量,以及如何将测量结果与仿真结果进行对比验证。 第二部分:电源完整性(PI)基础与分析 电源分配网络(PDN)模型: PDN的阻抗特性: 深入分析PDN的直流(DC)和交流(AC)阻抗。讲解PDN阻抗如何随频率变化,以及其对电源噪声的影响。 去耦电容的作用与选型: 详细阐述去耦电容在PDN中的作用,包括提供瞬时电流、抑制高频噪声、优化PDN阻抗。深入分析不同类型电容(陶瓷、钽、电解)的ESR、ESL特性,以及如何根据工作频率和负载特性进行最优选型和布局。 VRM(Voltage Regulator Module)的影响: 分析VRM的输出纹波、瞬态响应以及其对PDN性能的影响。讲解VRM的设计参数如何影响整个PDN的稳定性。 PI设计关键技术: PDN优化策略: 提出一系列PDN优化设计准则,包括合理的电源平面/地平面划分、电源层叠结构、布线密度控制、VRM的合理布局与去耦。 去耦电容的布局与滤波: 强调去耦电容的有效布局,包括靠近IC电源引脚、不同容值电容的组合应用。介绍多级滤波器的设计思路,以进一步降低PDN阻抗和噪声。 地弹(SSO)与电源弹(PSN)的抑制: 深入分析SSO和PSN的产生机理,并提供针对性的抑制策略,如优化地平面设计、减少高频开关器件数量、合理分配布线资源等。 PI仿真与测量: PI仿真工具的使用: 介绍常用的PI仿真软件(如Ansys PIJ, Cadence Sigrity PowerSI/PowerDC, Keysight ADS EMPro等)。讲解如何建立PDN模型,进行阻抗仿真、瞬态仿真、噪声仿真,并分析仿真结果。 PI测量方法与仪器: 介绍宽带电压探头、频谱分析仪、网络分析仪等关键测量设备。讲解如何进行PDN阻抗测量、电源纹波测量、瞬态响应测量,以及如何评估去耦电容的有效性。 第三部分:SI/PI协同设计与高级议题 SI与PI的相互影响: 深入探讨SI和PI之间的联动关系。例如,PI不佳会导致电源电压波动,从而影响信号的电压裕度和时序。反之,信号的快速变化也会在PDN中产生噪声。 EMI/EMC的考量: 在SI/PI设计过程中,如何兼顾电磁兼容性(EMC)问题。分析SI/PI设计对辐射发射(RE)和敏感性(RS)的影响,以及相应的抑制措施。 高速接口的设计考量: 针对USB, HDMI, PCIe, DDR等高速接口,专门讨论其SI/PI设计中的特殊挑战和解决方案。 案例分析与最佳实践: 通过多个实际的系统设计案例,结合前述理论和技术,深入剖析SI/PI问题的诊断、分析和解决过程,总结出宝贵的工程实践经验。 本书特色: 理论与实践相结合: 既有深入的理论推导,又提供大量工程实践中的具体方法和技巧。 仿真与测量并重: 详细介绍仿真工具的使用和测量仪器的操作,帮助读者将理论应用于实际。 案例丰富: 结合实际工程项目,提供生动形象的案例分析,加深读者理解。 全面覆盖: 涵盖了从基础理论到高级应用的SI/PI设计全过程。 面向读者: 适用于通信、计算机、消费电子、汽车电子、工业控制等领域的硬件工程师、PCB设计工程师、信号完整性工程师、电源完整性工程师以及相关专业的学生。 通过阅读本书,读者将能够掌握分析和解决现代电子系统SI/PI问题的必备知识和技能,从而设计出更稳定、可靠、高性能的电子产品。

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读后感

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用户评价

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这本书的题目是《设备和系统安装的电磁兼容技术技巧和工艺》,但我读完之后发现,它似乎更像是一本侧重于理论基础和标准解读的参考手册,而不是我期待中那种充满实战经验和现场技巧的“工艺”指南。我本来希望这本书能像一位经验丰富的老工程师在旁边手把手地教我,告诉我那些在实际布线、屏蔽和接地时,教科书上不会细说的“门道”——比如,如何判断一个机房的背景噪声水平,或者在有限空间内如何高效地布置屏蔽罩,以及处理那些棘手的共模抑制问题。然而,书中花了大量的篇幅去解释电磁场理论的基本公式,详细列举了国际和国内的EMC标准条款,虽然这对于理解原理无疑是必要的,但对于需要快速解决实际工程问题的技术人员来说,这些内容显得过于晦涩和宏大。我找不到太多关于具体工具使用方法的介绍,比如频谱分析仪的高级设置技巧,或者示波器探头如何正确地耦合到被测点以避免引入干扰。总而言之,它是一本扎实的理论基石,但对于追求“技巧和工艺”的实用主义者来说,可能需要搭配其他更具操作性的资料才能达到理想的学习效果。

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我本以为这本专注于“技巧和工艺”的书籍会包含大量实际安装场景的图片、示意图以及故障排除的流程图。毕竟,安装过程中的细节决定成败,例如,电缆的紧固扭矩、连接器的防松动设计、甚至是机柜内部的通风对热点EMC性能的影响,这些都是经验的结晶。但遗憾的是,这本书在视觉呈现上显得非常保守,大部分篇幅是密集的文字和公式推导。我花了很大力气去寻找关于“现场安装”的特定章节,例如在大型工业现场如何区分和处理功率线与信号线的串扰,或者在老旧建筑环境中如何快速有效地建立一个临时接地网以满足测试要求。书中对于这些“灰色地带”的描述非常理论化,缺乏那种“你遇到这种情况,应该先检查A、然后尝试B”的明确指引。这让那些刚刚接触现场EMC调试的工程师感到无从下手,理论上我们知道要控制辐射,但具体到那个特定的线缆夹子上,究竟应该用铜箔还是铝箔胶带,书中没有给出明确的建议或对比测试数据。

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这本书的深度和广度令人印象深刻,它几乎涵盖了从基础物理到复杂系统集成的方方面面,尤其在电磁兼容标准和法规的梳理上做得极为透彻。我特别欣赏作者对不同行业(如汽车电子、医疗设备、工业控制)EMC要求的对比分析,这使得读者能够跳出单一视角的限制,建立起一个宏观的风险评估框架。然而,这种全面的叙述方式也带来了一个副作用,那就是内容组织略显松散,缺乏一条清晰的主线将所有技术点紧密串联起来。例如,当我们讨论到PCB设计层面的去耦技术时,相关的接地和屏蔽章节往往分散在不同的部分,读者需要不断地来回翻阅才能将不同层次的知识点拼凑起来形成一个完整的解决方案。如果能有一个贯穿全书的、从概念到实施的虚拟项目案例,循序渐进地展示如何应用这些知识来解决一个从零开始的系统EMC设计挑战,那么这本书的实用价值会大大提升。现在的结构更像是百科全书式的罗列,而非循序渐进的教学大纲。

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这本书在系统集成方面的讨论是相当详尽的,特别是关于大型机柜和控制室的布局对EMC的影响,给出了很多关于隔离和布局的准则。然而,我发现它在“工艺”的细微末节上有所欠缺,这些细微末节恰恰是影响最终EMC性能的关键。比如,如何确保屏蔽层与机箱的有效电气连接——不仅仅是“连接”,而是如何处理表面氧化层、如何选择合适的导电垫片(gasket)的压缩比,以及如何评估连接点的接触电阻随时间的变化。书中对此类具体的机械和电气接口处理细节涉及甚少。此外,对于现代高速数字系统中的瞬态干扰控制,虽然提到了保护器件,但对于如何根据PCB阻抗和走线长度来精确选择TVS管或ESD钳位二极管的参数,以达到最佳保护效果,缺乏足够的工程案例和参数选择流程图。我希望看到更多关于如何“打磨”这些接口,确保它们在机械结构稳定状态下仍能保持最优电学性能的实际操作指南,而不是停留在原理性的规范陈述。

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这本书的语言风格非常学术化,充满了严谨的定义和精确的术语。对于熟悉电磁学和信号完整性理论的专业人士来说,阅读起来自然是得心应手,它提供了大量关于电磁波传播机制在实际安装环境中的数学模型。但对于那些主要负责系统集成和现场维护的工程师团队来说,这本书的门槛显得有些高。我发现自己经常需要查阅附录中的术语表,才能完全理解某些高级概念在工程实践中的具体含义。更令人感到困惑的是,书中对于不同供应商的硬件产品或特定材料的性能差异讨论不足。例如,在谈到滤波器的选择时,它更多地停留在滤波器类型的介绍上,而没有深入分析市面上主流品牌的主动和无源滤波元件在不同频率响应曲线上的细微差别及其对实际系统抗扰度的影响。因此,它更像是一本为研究人员准备的深度报告,而不是一本面向广大一线安装和调试人员的实用手册。

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