电磁兼容的测试方法与技术

　　在不断发展的高技术环境中，工程产品设计师经常面临电磁干扰的问题，电磁干扰会影响产品的性能。本书为EMC符合兼容的测试方法和技术提供了一系列简单、有效的故障检测指南，用来阐明各个过程的特点。Mark I. Montrose和Edward M. Nakauchi在书中提出了一种简易的、解决EMC问题的方法，并对开发、解决符合兼容性问题所需要的诊断工具和测量步骤给出了建议。本书特点如下：●仅需要数学、电子学和EMC的基本知识；●检测方式简单且实用；●为工程师提供了必要的工具和技术来快速、有效地设计产品；●能够帮助技术人员尽量避免严重的错误；●包括一个完整的测试步骤方法的附录，其中详述了在当今产品上进行的多数EMC试验。

　　MARK I.MONTROSE IEEE 的高级会员和IEEE EMC及产品安全工程协会的理事会成员，是一位管理兼容、电磁兼容性（EMC）和产品安全性领域专家，他在EMC理论和信号完整性的领域中进行了广泛的研究，撰写了大量相关主题的论文，并出版了两本与EMC和印刷电路板有关的书籍。

第1章  引言        1
1.1  电磁兼容的必要性        1
1.2  定义        2
1.3  干扰的本质        4
1.4  产品测试综述        4
1.4.1  测试环境        4
1.4.2  自兼容性        6
1.4.3  实测数据的有效性        6
1.4.4  辐射测试期间的问题        7
1.5  时域与频域分析        8
1.6  电磁兼容试验方法        10
1.6.1  开拓测试和诊断        10
1.6.2  兼容性和预兼容性测试        10
参考文献        11
第2章  电场、磁场和静态场        12
2.1  电场与磁场之间的关系        12
2.2  噪声耦合的方法        15
2.2.1  公共阻抗耦合        16
2.2.2  电磁场耦合        17
2.2.3  传导耦合        18
2.2.4  辐射耦合—磁场效应        18
2.2.5  辐射耦合—电场效应        20
2.2.6  辐射和传导组合的耦合        20
2.3  共模电流与差模电流        21
2.3.1  差模电流        21
2.3.2  共模电流        22
2.3.3  有关差模和共模电流之间差异的
例子        22
2.3.4  由差模电流产生的辐射        24
2.3.5  共模辐射        25
2.3.6  差模和共模能量间的转换        26
2.4  静态场        27
2.4.1  静电放电波形        27
2.4.2  摩擦电序        28
2.4.3  静电故障的故障模式        28
参考文献        31
第3章  仪器的使用        32
3.1  时域分析仪（示波器）        32
3.2  频域分析仪        37
3.2.1  频谱分析仪        38
3.2.2  接收机        43
3.3  预兼容与兼容分析仪        44
3.4  相干分析仪        46
3.4.1  相干分析仪的特性        47
3.4.2  相干因子        47
参考文献        50
第4章  测试设备        51
4.1  开阔区域测试场地        51
4.1.1  对OATS的要求        52
4.1.2  试验体系—系统、电源和缆线
的互连        56
4.1.3  操作条件        60
4.1.4  测量注意事项        62
4.1.5  备用测试场地        62
4.2  暗室        63
4.2.1  电波暗室        63
4.2.2  网屏室/屏蔽室        68
4.2.3  混响室        70
4.3  单元        72
4.3.1  TEM单元        72
4.3.2  GTEM 单元        73
参考文献        74
第5章  探头、天线和支持设备        75
5.1  探头、天线和支持设备的需求        75
5.2  电压探头        76
5.3  电流探头        76
5.3.1  电流探头的详细说明        78
5.3.2  使用电流探头时的局限性        81
5.4  LISN/AMN（AC电源）        82
5.5  CDN（数据和信号线）        85
5.6  吸收钳        86
5.7  大电流注入—探头和插入夹钳        89
5.8  基本探头类型—近场和封闭场        91
5.9  嗅探器探头        94
5.9.1  近场探头        94
5.9.2  商用探头        95
5.10  差模探头        96
5.11  自制探头        98
5.12  替代故障检修装置        98
5.13  远场天线        99
参考文献        103
第6章  传导测试        104
6.1  传导电流的概述        104
6.1.1  导线和电缆上的共模与差模电流        105
6.1.2  传导发射的耦合路径        106
6.1.3  耦合发射测试的要求        107
6.2  进行传导电流测试        108
6.2.1  在实验室或工程师办公室中的
工程研究        108
6.2.2  测试环境        108
6.3  传导发射测试（交流电源）        108
6.3.1  传导发射测试过程中的潜在问题        109
6.3.2  系统和装置的现场试验        110
6.4  抗扰度/敏感性试验        110
6.4.1  电快速瞬变和脉冲群测试        111
6.4.2  电涌        115
6.4.3  传导射频电流的抗扰度        119
6.4.4  交流电源瞬时跌落、信号下陷
和中断        127
6.4.5  电源谐波        131
6.4.6  电压波动和闪烁        139
参考文献        141
第7章  辐射测试        143
7.1  辐射测试实施        143
7.1.1  在实验室或工程师办公室中的
工程研究        145
7.1.2  预符合兼容测试        145
7.1.3  预符合兼容性分析        146
7.1.4  正式EMC合格测试        147
7.1.5  仪器误差        149
7.1.6  系统和装置的现场测试        149
7.2  抗扰度/敏感度试验        151
7.2.1  辐射抗扰度        151
7.2.2  静电放电        154
7.2.3  电源频率磁场干扰        162
参考文献        165
第8章  故障检修的一般方法        167
8.1  一般系统的测试及故障检修        167
8.1.1  发射测试        168
8.1.2  抗扰度测试        169
8.1.3  现场测试        170
8.2  在测试和故障检修期间潜在的问题        171
8.3  测试和故障检修的问题        174
8.3.1  发射测试和故障检修的系统方法        175
8.3.2  抗扰度测试和故障检修的系统
方法        176
8.3.3  探测和定位故障的系统方法        177
8.3.4  进行EMC试验的最低要求        179
8.4  系统测量的重现性        180
8.5  投产后的意外故障        182
8.6  对于故障检修的创造性处理方法
（个案研究）        182
参考文献        183
第9章  现场故障检修方法        184
9.1  快速修理和解决方法        184
9.1.1  传导问题的解决方法        185
9.1.2  辐射问题的解决方法        189
9.1.3  串扰的解决方法        191
9.2  简化的故障检修技术        192
9.2.1  “普通挥手和直立挥手”技术        192
9.2.2  “失效系统”技术        193
9.2.3  “电缆断开”技术        193
9.2.4  “粘手指”调试工具        194
9.2.5  “笔式故障诊断“工具        194
9.2.6  “冷冻喷雾剂”工具        195
9.2.7    “电缆段”方法        195
9.2.8  无线控制赛车的诊断传感器        195
9.2.9  用于1 GHz以上信号的“易拉罐
无线天线”        197
9.3  利用探头的测试和故障检修        197
9.3.1  探头在抗扰度测试和故障检修中
的应用        197
9.3.2  电缆和互连上射频电流的差动式
测量        200
9.3.3  共模传导噪声的开关电源效应        201
9.3.4  分立元件的诊断工具        203
9.3.5  镊子探头        203
9.3.6  微型高分辨探头        204
9.3.7  替代辐射发射测试的电流探头        205
9.3.8  外壳谐振和屏蔽有效性        206
9.4  交替故障检修技术        207
9.4.1  示波器在调试信号完整性波形和
辐射发射中的应用        207
9.4.2  廉价接收器在发射测试中的使用        209
9.4.3  业余无线电发射机在抗扰度测试
中的使用        210
9.4.4  标注为传导发射问题的辐射问题        211
9.4.5  传导发射噪声是差模还是共模的
确定        211
9.4.6  电快速瞬变脉冲群（EFT/B）发生
器的另一种用途        212
9.4.7  信号完整性的观察        212
9.5  系统级故障检修        213
9.5.1  切换电源—测量磁场耦合        213
9.5.2  使用铁氧体磁芯时的潜在问
题——辐射发射增强        214
9.5.3  测量材料和外壳的屏蔽有效性        215
9.5.4  测试设备中的高频噪声电流效应        217
9.5.5  测量外壳接合口上的噪声电压        219
9.6  周围环境的消除或抑制        220
9.7  印刷电路板的诊断扫描仪        222
参考文献        225
附录A  自制探头、天线及其使用技术        226
附录B  试验步骤        242
术语表        280
参考书目        288