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序1

第1章电磁兼容和PCB设计1

1.1电磁兼容性标准1

1.1.1 电磁兼容性标准发展简介1

目 录1

绪言3

1.1.2世界各国的EMC标准4

1.3.2外界因素 15

1.2硬件开发简介8

1.2.1原理图设计8

1.2.2 PCB9

1.2.3原理图、PCB设计工具10

1.3 电磁兼容和PCB13

1.3.1单板自身导致电磁兼容13

1.3.3电磁兼容的要素17

1.4 PCB设计18

1.4.1 准备工作18

1.4.2 布局19

案例1.1：PCB布局不好影响21

DSP芯片工作21

1.4.3分层23

1.4.4 布线25

第2章旁路、去耦和储能27

2.1 电容29

2.1.1额定电压29

2.1.2绝缘电阻及漏电流30

2.1.3损耗因素30

2.1.4温度系数30

2.1.5谐振频率31

2.1.6电容选择的要点32

2.2.1旁路电容34

2.2 PCB板上电容的应用34

2.2.2去耦电容35

2.2.3储能电容37

第3章单板传输线设计39

3.1阻抗和特性阻抗40

3.1.1阻抗40

3.1.2特性阻抗41

3.2传输线42

3.2.1 PCB传输线结构42

3.2.2反射43

3.2.3消除反射的端接方案47

3.2.4串扰56

案例3.1：某产品时钟板的设计62

第4章单板时钟部分的设计65

4.1基本原理67

4.2 PCB设计不当导致时钟问题67

4.2.1 时序68

4.2.2时钟偏移68

4.2.3振铃69

4.2.4非线性边沿70

4.2.5上冲／下冲71

4.2.6时钟源的电源滤波71

4.2.7时钟驱动电路EMI问题73

4.3时钟系统的EMC设计74

4.3.1 布局74

4.3.2共用时钟走线76

4.3.3时钟传输线要求及PCB分层76

案例4.1：某系统时钟板ESD试验问题78

8.2.4导线电容 178

4.3.4其他控制78

第5章单板电源部分设计81

5.1.1集中式供电81

5.1供电系统介绍81

5.1.2分布式供电82

5.2分布式供电系统电性能设计84

5.2.1确定输出电压84

5.2.2确定输出电流85

5.2.3模块并联85

5.3 电源导致的信号非理想回路85

5.3.1信号的参考平面为电源层86

5.3.3避免非理想回路87

5.3.2信号跨越电源平面上的沟槽87

5.4.1过流保护88

5.4电源保护88

5.4.2欠压告警89

5.4.3缓启动90

5.4.4过压保护90

5.5滤波95

5.5.1设计要求95

5.5.2阻抗失配96

5.5.3滤波原理97

5.5.4元件参数选择97

案例5.1：模块电源CASE脚接地问题99

5.5.5 PCB设计99

第6章接地设计103

6.1系统接地设计104

6.1.1联合接地的概念104

6.1.2接地的分类情况105

6.1.3地的简单分类106

6.1.4接地的方法109

6.1.5系统接地的要求112

案例6.1：接地不规范导致基站不工作115

6.2 PCB接地设计116

6.2.1 PCB的接地设计原则116

6.2.2 PCB布局处理118

6.2.3 PCB分层设计119

6.2.4 PCB地层分割处理123

案例6.2：某一PCB不合理的分层、分区127

案例6.3：PCB上的不合适的地层分割130

6.2.5 PCB上一些关键器件的接地设计132

6.3射频印制版的接地设计134

6.3.1射频设备的搭接要求134

6.3.2射频设备接地要求135

6.4 I/O接口设计处理135

6.4.1差分电路136

6.4.2隔离变压器136

6.4.3共模电感136

案例6.4：E1接口的滤波问题137

6.5相关电缆的接地设计139

6.5.1 双绞线139

6.4.4光电耦合器139

6.5.2 同轴电缆140

6.5.3带状电缆141

6.5.4信号电缆线屏蔽层的接地142

第7章静电防护设计145

7.1 静电放电对元器件的危害146

7.1.1 直接故障147

7.1.2潜在故障148

7.2人体带电模型（HBM）149

7.2.1 ESD对器件的损伤150

7.2.2 ESD对系统产品的影响150

7.3 PCB的静电防护设计151

7.3.1器件的选择151

7.3.2工艺结构方面PCB抗ESD设计152

案例7.1：PCB工艺结构影响ESD测试154

案例7.2：PCB上复位键外壳接地157

案例7.3：地层平面上的“孤岛”地161

7.4静电手环的使用164

第8章单板上孔、连接器的设计167

8.1孔的设计167

8.1.1孔的机械属性168

8.1.2过孔电容170

8.1.3过孔电感170

8.1.4 回流与过孔的关系171

8.2连接器172

8.2.1互感173

8.2.2串联感应——如何产生EMI176

（电磁干扰）176

8.2.3引脚电容178

8.2.5降低连接器影响的措施179

8.2.6特殊的连接器182

案例8.1：连接器上不恰当的信号定义184

第9章背板设计187

9.1基础188

9.1.1背板的要求189

9.1.2接插件194

9.1.3定位设计198

9.2分层与分区199

9.2.1分层199

9.1.4背板材料199

9.2.2分区200

9.3布线200

9.3.1时钟走线201

9.3.2高速数据信号线201

9.3.3 LVDS布线201

9.3.4信号回路203

9.4背板仿真204

9.3.5串扰204

9.3.6地环路控制204

9.4.1仿真工具205

9.4.2仿真模型206

9.4.3实际测量207

附录A分贝的概念208

附录B解决系统EMC问题的思路210

附录C PCB电磁兼容设计评审大纲214

附录D名词术语221

参考文献226