前言

我国加入WTO和实施强制产品EMC认证制度以来，电磁兼容的重要性和必要性已被普遍接受。但是目前国内大多数电子工程师面对实际的设计任务时，仍然需要花费较大的精力去解决电磁兼容性的设计和工程问题；仍然需要不断提高和改进电磁兼容性的设计和工程能力。目前，国内电子行业的电磁兼容设备和测试水平普遍偏低，缺少必要的现场测试、诊断手段和能力，无法在本单位进行电磁兼容的预测试或查找故障的测试。面对国际电子市场竞争的局面，这确实是个很遗憾的事实。

现在，进入了信息时代的今天，几乎所有的工程设计都与电子设备有关，技术人员设计的产品能否达到电磁兼容规范要求，已经成为衡量现代工程技术人员能否胜任技术工作的重要标志之一。对第一线工程技术人员而言，不断提高电磁兼容设计能力，是适应不断发展的工业化、信息化的形势要求，是提升自身价值的出类拔萃之道。编撰本书的目的就是希望提供一本能满足广大读者自学要求的实用电磁兼容设计教材。为此，我们在2003版《电子设备的电磁兼容性设计》专著的基础上，广泛查阅、收集近年来国内外电磁兼容领域各方面的最新发展成果、动向和趋势，并结合新形势下从事科技项目的实践成果及经验，重新编写了这本《电子设备的电磁兼容性设计理论与实践》专著。本版比《电子设备的电磁兼容性设计》专著有很大改动，全体编委都夜以继日地工作，有些章节更新的内容甚至达到总量的50%以上。

《电子设备的电磁兼容性设计理论与实践》专著的编委会由6人组成：区健昌教授任主编；林守霖研究员、吕英华教授博导任副主编。冯桂山高工、刘利华高工、孙明云副教授任编委。全书共12章。简述如下。

第1章：绪论。本章从电磁兼容一个多世纪的发展简史和主要国际组织机构开始，进而阐述电磁兼容学科和研究对象，其中特别对近期修订的GJB1389A-2005《系统电磁兼容性要求》规范中的电磁环境效应做了介绍。继而，对电磁兼容的研究方法和产品质量的认证体系进行了阐述。

第2章：电子设备电磁兼容设计原理。本章全面阐述了现代的电子设备和电子系统设计的信号完整性、电磁兼容性、电子设备电磁兼容设计的内容及原理。特别是，本版明确地提出了“模板式的”电磁兼容分析和设计的理念，并且把这一理念贯穿到整章的撰写中，比较细致地介绍了分析各层次电磁兼容工程问题所需要的基本的理论模板。处理电磁兼容工程问题与处理电磁理论问题不同，更需要抓住主要矛盾、忽略次要矛盾的影响因素，采用简化的工程处理方法。实现这个理念的关键是采用模板分析方法，也就是利用本章给出的基本理论模板用到实际问题中去，将实际问题对应为理论模板和具体数据的集成体，在理解物理现象的基础上找到设计和分析的结论。相信经过本章的阅读，读者能喜欢模板式的分析建模方法。

第3章：电子电气系统电磁兼容性分析和设计。本章阐述了系统电磁兼容性设计的依据原则，提出四个层次电磁兼容性设计基本原理框架，并对频谱分析和控制、尖峰干扰控制、分系统隔离度、环境电磁场、系统内布局、电源、端口噪声电平和系统防雷等措施提出要求。本章的分析和设计目标是提高系统自兼容能力，所涉及的内容更适合于导航、通信、无线电定位和测控等复杂电子设备，并经多个工程实践检验是切实可行的。

第4章：电子设备电磁屏蔽的设计。本章阐述了电磁屏蔽的意义和目的，讨论了电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽的分析方法，即用静电电场理论和等效电路法分别讨论静电屏蔽和交变电场屏蔽；用磁路方法和磁场方法分析了低频磁场的屏蔽问题；用电磁理论方法分析了金属平板的电磁屏蔽问题及多层电磁屏蔽问题，给出计算非实心型频传效能的工程计算公式及其计算举例；最后介绍了各种常见屏蔽材料的特点及其应用。

第5章：EMI电源滤波器的防护设计。本章内容包括从电源干扰产生的机理和对电子设备所造成的危害入手，分析开关电源产生共差摸干扰的机理、定义和开关电源输入阻抗的三种测试方法，特别是可应用于共/差模分离的双电流探头法。EMI滤波器抑制共/差摸干扰的机理和插损定义，常用典型电路。EMI滤波器的理论计算方法和工程计算方法。EMI输入滤波器的稳定性问题及改善稳定性的常用阻尼电路及其工程计算方法。电感的磁场基本定律、磁材的特性和分类，共模、差模和整流滤波三种电感的工程计算方法及举例。CISPR17规范中的三种EMI滤波器插损测量方法及存在的实际问题。EMI滤波器的正确选择和使用，三相和单相电路和直流和交流电路的异同，滤波器的安全问题及正确安装。最后阐述了EMI滤波器的发展趋势。

第6章：电子电气设备接地设计。本章从接地基本概念分析接地干扰产生的机理，提出克服共模、差模接地干扰的主要方法，并结合工程实践经验，介绍了接地系统的设计实例和工程上遇到的部分问题的处理方法。本章的设计内容工程上较为严格，更适合于强电和弱电一体化的大型设备中。

第7章：电子电气设备布线和接地设计。本章分析了线间通过电容和电感耦合引起的串扰，分析屏蔽线的磁屏蔽、电屏蔽的作用，地回路干扰的形成等；结合工程设计经验，提出了线型选择、工程布线和布缆方法，对特殊部件电连接器、汇流环及线缆转接箱的设计要求，并分析了工程应用若干布线问题。本章的设计内容和接口电路的电磁兼容性成为电子设备自兼容和满足电磁兼容性指标的重点内容。

第8章：多层印制电路板的电磁兼容设计。现代电子设备的智能化、数字化的迅速发展使得电子设备总体设计、结构和PCB设计方法都发生了很大的改变，特别是数字式电子设备中完全融合到一起的信号完整性和电磁兼容性设计对多层印制电路板设计技术提出了巨大的挑战。本章在全面阐述了多层PCB的设计理念和设计方法的同时也详细地阐述了数字设备中的关键模块，例如电子设备中的接地、连接和搭接、电源、时钟和I/O电路等的具体设计方法和设计步骤。此外，本章还提出了保障电子信息安全的物理层面的，或在编码处理之前的信息安全分层模型及其设计理念。

第9章：静电、静电测量和静电防护。本章阐述了静电的产生机理和性质；三个模拟静电的带电模型；静电的危害；静电的测量以及静电的防护措施等五个方面的问题。

第10章：雷电及电磁脉冲的防护技术。本章从雷电形成的物理过程和基本知识入手，分析了雷电产生的电磁脉冲波形、能量分布特征和直接间接效应，分析了人为产生的各种电磁脉冲的波形和能量分布特征，并将这两类电磁脉冲进行异同对比并由此得出合理的防护措施。在介绍系统防雷工程的组成部分的基础上，进一步阐述接闪、屏蔽、均压、接地等防护原理，功能和实施举例，以及雷电的分区防护概念。还分别详尽介绍了各种防雷器件的原理、性能、使用过程中的问题以及它们之间的连接关系和电路，阐述防雷技术的应用，最后举例介绍了系统防雷工程的具体组成和日本系统防雷的加固工程实例。

第11章：电磁兼容性测量及测量标准。本章阐述了电磁兼容性测量的基本概念；介绍了电磁兼容性测量需要的主要仪器、附件和设施的工作原理、性能要求、校准方法及使用中注意事项等；介绍了电磁兼容性认证测量的基本方法，以及在电磁兼容设计中如何使用电磁兼容诊断设备进行电磁兼容性诊断测量；最后给出电磁兼容性测量不确定度分析和国内外有关电磁兼容标准的基本状况。

第12章：电磁兼容性故障诊断。本章阐述了故障定义、分类和特点，提出了故障矩阵、故障树排除法、故障检测和分析等一套较完整的故障诊断方法，这些方法突出了理论分析与诊断检测相结合、矩阵分析与可靠性故障树分析相结合、现场诊断与已有电磁兼容性故障案例相结合，大大提高了故障诊断的成功率。本方法适用于研制产品电磁兼容性故障的现场诊断和产品使用过程中的电磁兼容性故障诊断。

本书第1章、第5章和第10章由北京理工大学区健昌教授编写；第2章、第8章由北京邮电大学吕英华教授编写；第3章、第6章、第7章和第12章由中国航天科工集团二院23所林守霖研究员编写；第4章由北京理工大学孙明云副教授编写；第9章由中国航天科技集团708所刘利华高工编写；第11章由中国航天科工集团二院203所冯桂山高工编写。

在这里我们要感谢欧阳荣泰先生在绘图方面给予的帮助。

由于电磁兼容工程涉及的学科和领域非常广泛，而且又是不断发展中的边缘学科，尽管编委会成员竭尽全力，书中仍然难免有疏漏不当甚至错误之处，敬请读者不吝赐教。

编者

2009年9月