編輯推薦

《接地與屏蔽技術——電路與乾擾（原書第5版）》本書*新升級版，五星級暢銷圖書，*球纍計發售十幾萬冊。手把手教你解決數字時代的乾擾和噪聲問題！數字邏輯運算的速度越來越高，當麵對數據處理、高速通信、海量數據儲存和在諸多領域的高頻應用的噪聲和乾擾時，設計者麵臨著前所未有的挑戰。《接地與屏蔽技術——電路與乾擾（原書第5版）》係統地論述瞭如何利用電磁場理論來處理各種類型的電子係統設計中的接地與屏蔽技術。*書涵蓋瞭大多常見的電磁乾擾問題，例如電源配送、模擬和數字電路混閤、高速電路闆布綫、輻射和敏感性標準等。第5版修訂內容如下：

（1） 傳輸綫、輻射和印刷電路闆的新材料

（2） 處理模擬和數字電路噪聲的有效技術

（3） 構建一個無噪聲的儀器係統

（4） 減小或消除大係統噪聲的方法

（5） 在電源安裝中利用多重屏蔽變壓器

（6） 模擬和數字電路中的噪聲耦閤

（7） 對於物理場的簡單且實用的描述

內容簡介

　　現在，隨著數字時鍾頻率的不斷提高，各種電子係統的乾擾變得越來越嚴重。如何正確處理電子係統中的接地和屏蔽是電子係統設計中麵臨的迫切需要解決的問題。

　　作者從基本的物理學知識齣發，分析瞭電子係統設計中電路理論所沒有涉及的錶現電路的幾何信息。分析瞭各種電子係統中的接地及屏蔽方法。第1章介紹瞭電壓與電容。第2章介紹瞭電子係統中涉及的磁現象。第3章介紹瞭公用電源及設備地。第4章介紹瞭不同的模擬電路中的屏蔽及接地問題。第5章介紹瞭電子係統中輻射的分析和處理方法。第6章介紹瞭電子係統中的硬件、各種電纜及其屏蔽。第7章介紹瞭數字電路中的各種乾擾及其屏蔽措施。第8章介紹瞭各種特殊的地平麵及硬件設施。

　　本書包含電子設計中的各種主題，如設施中電源配送，模擬和數字電路混閤，高速時鍾的電路闆布綫和符閤輻射和敏感性標準。本書注重電子係統乾擾屏蔽和接地的實踐，十分適閤用作高校電子工程、電氣工程、自動化以及工程技術類相關專業的參考教材，還可用作電子係統設計人員的參考書。

　　本書的*大特點如下：

　　內容新穎：從物理學齣發分析瞭電路設計中電磁乾擾及輻射的産生。�r

　　覆蓋麵廣：包含瞭各種模擬和數字電路中的乾擾、輻射的分析，電子係統中的變壓器的屏蔽，各種傳輸綫、輻射和印刷電路設計的方法及技巧。�r

　　實用性強：一步一步引導人們建立一個無噪聲的儀器係統，減小或消除大係統噪聲的方法。�r

　　可讀性強：簡單實用地解釋瞭物理場，每個章節的總結性結論便於讀者的理解和記憶。

　　本書由李獻和王艷玲共同翻譯完成，由李獻負責*書的統稿工作。對於本書的齣版，我們頭先要感謝清華大學齣版社的盛東亮老師和其他編輯人員，是他們的努力促成瞭本書的順利翻譯與齣版發行，使讀者能夠通過本書分析電子係統設計中齣現的各種乾擾及其正確處理方法，掌握電子係統中的正確接地方法。同時也感謝王厚生、劉建華、昌坤等對於本書的核對與檢查。

　　在本書的翻譯過程中，我們力求忠實於原著，但由於譯者技術和翻譯水平有限，很多詞句或許把握不夠準確，導緻書中難免存在各種翻譯不足，敬請讀者批評指正，以便在後期修改完善。

作者簡介

Ralph Morrison（拉爾夫·莫裏森） 電子工程和乾擾控製領域知名專傢。擁有三十多年的設計實踐和技術顧問經驗。在John Wily & Sons公司齣版瞭暢銷圖書《Noise and Other Interfering Signals》《Grounding and Shielding in Facilities》和《Solving Interference Problems in Electronics》。

李獻（譯者） 畢業於中國科學院電工研究所，獲電工理論與新技術專業工學博士學位，目前在中科院電工所應用超導重點實驗室工作。主要從事電子電路係統設計、脈衝強磁場以及脈衝功率電源的相關研究工作。*一作者在國內外發錶學術論文十幾篇，其中EI、SCI收錄多篇，主持國傢863計劃課題2項，參與完成國傢自然科學基金及科技部重大支撐項目多項。

王艷玲（譯者）畢業於華中科技大學，獲電力電子與電力傳動專業工學碩士學位。目前在中國運載火箭技術研究院工作。主要從事電力電子係統設計、開關電源等相關技術的研究與産品研發工作；在電路設計、電力電子變換、電磁兼容、接地與屏蔽等領域有豐富的實戰經驗。

內頁插圖

目錄

第1章電壓與電容

1.1引言

1.2電荷與電子

1.3電力場

1.4場的錶述

1.5電壓定義

1.6等勢麵

1.7兩平行闆導體間的電力場

1.8電場分布圖

1.9電場中的儲能

1.10電介質

1.11D場

1.12電容

1.13互容

1.14位移電流

1.15電容器中儲存的能量

1.16電場中的力

1.17電容器

第2章磁學

2.1磁場

2.2畢奧�踩�伐爾定律

2.3螺綫管

2.4法拉第定律與感應場

2.5電感

2.6電感中的儲能

2.7空間中的磁場能量

2.8磁路

2.9帶氣隙的磁路

2.10小電感器

2.11自感和互感

2.12變壓器的作用

2.13磁滯和磁導率

2.14渦流

2.15電能的傳輸

2.16坡印亭矢量

2.17傳輸綫概述

2.18傳輸綫的運行

2.19傳輸綫場形式

2.20乾擾場

第3章公用電源及設備地

3.1引言

3.2發展

3.3術語

3.4大地作為導體

3.5中性綫與大地連接

3.6地電勢差

3.7場耦閤到電源導體

3.8中性綫導體

3.9變壓器K因子

3.10非接地電源

3.11電源要求

3.12大地電源電流

3.13綫路濾波器

3.14隔離地

3.15設備地——一些更多的曆史

3.16閃電

3.17閃電和設施

第4章模擬電路

4.1引言

4.2儀器儀錶

4.3發展

4.4基本屏蔽殼

4.5外殼和公用電源

4.6兩地問題

4.7設備和兩地問題

4.8應變計儀器

4.9浮動應變計

4.10熱偶

4.11基本低增益差分放大器

4.12電源變壓器屏蔽

4.13校準和乾擾

4.14超過100 kHz的保護屏蔽

4.15模擬電路中的信號流動路徑

4.16並聯有源器件

4.17反饋穩定性

4.18反饋理論

4.19輸齣負載和電路穩定性

4.20功率級周圍的反饋

4.21恒流環

4.22濾波器和混疊誤差

4.23隔離和DC/DC變換器

4.24電荷變換器

4.25保護環

4.26熱偶效應

4.27保護開關

4.28數字控製

第5章輻射

5.1處理輻射和敏感性

5.2什麼是輻射

5.3偶極子天綫

5.4波阻抗

5.5場強和天綫增益

5.6環路産生的輻射

5.7E場耦閤到環路

5.8正弦波分析的要點

5.9脈衝和方波的近似計算

5.10從印刷電路闆産生的輻射

5.11嗅探器和天綫

5.12太陽磁場風暴

5.13地球輻射

第6章硬件

6.1帶屏蔽箔電纜

6.2同軸電纜

6.3低噪聲電纜

6.4傳輸阻抗

6.5波導

6.6地平麵上方的電磁場

6.7集膚效應

6.8每方形電阻

6.9場和導體

6.10導電外殼

6.11感應場穿過外殼壁的耦閤

6.12在導電錶麵的場能量的反射和吸收

6.13獨立孔

6.14倚賴孔

6.15蜂窩

6.16穿透場總結

6.17電源綫路濾波器

6.18帶後罩連接器

6.19場H耦閤

6.20墊圈

6.21金屬簧片屏蔽條

6.22玻璃孔

6.23大型晶體管保護

6.24錶麵安裝元器件

6.25輻射測試儀

第7章數字電子

7.1引言

7.2電路闆材料

7.3雙麵電路闆

7.4多層電路闆

7.5地平麵和數字電路闆

7.6時鍾邏輯

7.7單一邏輯信號的傳輸

7.8去耦電容器

7.9電源平麵

7.10地和電源平麵的電容

7.11使用過孔

7.12作為傳輸綫的去耦電容器

7.13特徵阻抗控製

7.14數字電路闆的輻射

7.15測量問題——地彈

7.16高時鍾速率

7.17平衡信號傳輸

7.18帶狀電纜和連接器

7.19子闆

7.20模擬和數字電路混閤

7.21光電隔離

7.22鍍金

7.23GHz注意事項

第8章硬件設施

8.1地平麵

8.2使用縱梁的接地平麵設備

8.3其他地平麵

8.4地平麵和遠程站點

8.5擴展地平麵

8.6單獨引齣電源

8.7浪湧保護

8.8隔離變壓器

8.9屏蔽室

8.10電機控製器

8.11一個真實的事例

參考文獻

前言/序言

本書第1版齣版於1967年，第4版齣版於1997年。很難想象十年過去之後，我需要對同樣的題材做第5次修訂。第5版是完全重寫，因為我想以不同的次序來錶達觀點，並展示在主持研討會和擔任顧問時獲得的新的領悟。例如，增加瞭一些印刷電路闆設計的內容，這個主題隻在第5版能接觸到。同時也刪除瞭一些不相關的內容。

本書主要麵嚮那些對現實世界中電子設備感興趣的工程技術人員。新的工程師能夠很容易讀懂這本書的內容，雖然他們可能還沒有認識到接地與屏蔽技術的重要性或者為什麼某些內容非常重要。模擬、數字或者電源工程師和電路設計者遇到一些相關問題時，就將意識到需要瞭解乾擾及其所有的錶現。本書內容大多涉及數學公式，但是也不需要去理解所有的公式。

我的電子學職業生涯開始於真空管。我至今仍記得第一個矽二極管和第一個晶體管。我也記得，那時認為固態器件工作頻率達到10MHz是不可能的……如此多的不可能。今天，邏輯設計者正在考慮的時鍾頻率已達到24GHz。而我相信這必將能夠實現。

在我的早年，工作內容是處理低電平模擬信號，那時我發現瞭物理學背景的重要性。這是讓我寫本書第1版的原因。今天，當我看到數字設計的問題或設備布綫，我再次認識到物理學在理解電氣設計中的重要性。有許多新的技術領域需要討論，這是我撰寫第5版的原因。本書開始於一些非常基礎的物理學。我希望讀者不要跳過這部分內容，因為這是後麵內容的基礎。

有一些觀點是我想在本書強調的。

第一，原理圖或者電路圖隻是粗糙的計劃或框架； 隻是為電路分析提供瞭基礎，但不能錶現任何的幾何信息。例如，器件大小和方嚮信息丟失正如引綫長度和引綫形式，當電路變得更復雜時這個幾何體更關鍵。

第二，所有器件是場運轉的，電容器儲存電場能，電感器儲存磁場能，晶體管中要求場在半導體材料中，變壓器工作中既有電場也有磁場——電路中的導體是引導這些場到各種器件中。

第三，器件中的場意味著場能量的齣現，我們在電路中使用導體的目的是移動這個場周圍的能量。在吉赫茲中嘗試這樣做不簡單，理解傳輸綫理論是理解所有電路從直流到100GHz中能量是如何流動的關鍵。

第四，閤格的工程隻是摺中，沒有完美的方案。重點是用可用的材料並以經濟的方式來解決問題。我們常常期待從電路符號中得到更多，其實這些符號隻是設計的開始。

我想感謝以下這些人，他們的幫助使得本書的順利齣版成為可能。我妻子Elizabeth是個作傢，我從她的評論中收獲很多。我要感謝我的編輯George Telecki，他認識到瞭這本書的需求，並給我鼓勵。非常感謝Henry Ott和Rick Hartley，他們提供瞭重要支持。我也同樣感謝飛思卡爾公司的Dan Beeker，他認識到工程師繼續教育的需要，並提供瞭技術支持。

希望本書可以提供給讀者有用的觀點，並有助於解決問題。也希望這本書中的方法可以引入高校教學係統中去——我感覺有強烈的需求。我進一步希望那些同意我的觀點的即將從事學術工作的讀者作齣應有的響應。

更多的感謝給予那些曾經購買過本書早期版本的讀者。我也相信你們通過閱讀第5版可以收獲更多。

Ralph Morrison於加利福尼亞州

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