2007新书《Grounding and Shielding -- Circuits and Interference》

2007新书《Grounding  and  Shielding  --  Circuits  and  Interference》

少有的接地、屏蔽方面的专著。

The  fifth  edition  of  Grounding  and  Shielding  has  been  revised  throughout.  Material  has  been  added  on  transmission  lines,  radiation  and  printed  circuit  design,  all  of  which  are  of  great  current  interest  because  of  the  smaller  dimensions  of  electronic  devices.

目录：

Preface  to  the  Fifth  Edition  xi

1.  Voltage  and  Capacitance  1

1.1.  Introduction  1

1.2.  Charges  and  Electrons  2

1.3.  The  Electric  Force  Field  4

1.4.  Field  Representations  4

1.5.  The  Defi  nition  of  Voltage  6

1.6.  Equipotential  Surfaces  8

1.7.  The  Electric  Force  Field  between  Two  Conducting  Plates  9

1.8.  Electric  Field  Patterns  10

1.9.  The  Energy  Stored  in  an  Electric  Field  13

1.10.  Dielectrics  15

1.11.  The  D  Field  15

1.12.  Capacitance  17

1.13.  Mutual  Capacitance  18

1.14.  Displacement  Current  19

1.15.  Energy  Stored  in  a  Capacitor  21

1.16.  Forces  in  the  Electric  Field  21

1.17.  Capacitors  22

2.  Magnetics  23

2.1.  Magnetic  Fields  23

2.2.  Biot  and  Savart’s  Law  24

2.3.  The  Solenoid  25

2.4.  Faraday’s  Law  and  the  Induction  Field  25

2.5.  Inductance  27

2.6.  The  Energy  Stored  in  an  Inductance  27

2.7.  Magnetic  Field  Energy  in  Space  29

2.8.  The  Magnetic  Circuit  30

2.9.  A  Magnetic  Circuit  with  a  Gap  32

2.10.  Small  Inductors  33

2.11.  Self-  and  Mutual  Inductance  34

2.12.  Transformer  Action  34

2.13.  Hysteresis  and  Permeability  38

2.14.  Eddy  Currents  39

2.15.  The  Transport  of  Electrical  Energy  40

2.16.  Poynting’s  Vector  41

2.17.  Transmission  Lines  Introduction  42

2.18.  Transmission  Line  Operations  43

2.19.  Transmission  Line  Field  Patterns  44

2.20.  Interfering  Fields  47

3.  Utility  Power  and  Facility  Grounding  49

3.1.  Introduction  49

3.2.  History  49

3.3.  Semantics  50

3.4.  The  Earth  as  a  Conductor  51

3.5.  The  Neutral  Connection  to  Earth  52

3.6.  Ground  Potential  Differences  53

3.7.  Field  Coupling  to  Power  Conductors  54

3.8.  Neutral  Conductors  55

3.9.  K-Factor  in  Transformers  56

3.10.  Ungrounded  Power  57

3.11.  A  Request  for  Power  57

3.12.  Earth  Power  Currents  58

3.13.  Line  Filters  58

3.14.  Isolated  Grounds  59

3.15.  Facility  Grounds—Some  More  History  61

3.16.  Lightning  62

3.17.  Lightning  and  Facilities  63

4.  Analog  Circuits  65

4.1.  Introduction  65

4.2.  Instrumentation  65

4.3.  History  67

4.4.  The  Basic  Shield  Enclosure  68

4.5.  The  Enclosure  and  Utility  Power  69

4.6.  The  Two-Ground  Problem  72

4.7.  Instrumentation  and  the  Two-Ground  Problem  73

4.8.  Strain-Gauge  Instrumentation  75

4.9.  The  Floating  Strain  Gauge  76

4.10.  The  Thermocouple  78

4.11.  The  Basic  Low-Gain  Differential  Amplifi  er  78

4.12.  Shielding  in  Power  Transformers  80

4.13.  Calibration  and  Interference  82

4.14.  The  Guard  Shield  above  100  kHz  82

4.15.  Signal  Flow  Paths  in  Analog  Circuits  83

4.16.  Parallel  Active  Components  84

4.17.  Feedback  Stability—Introduction  84

4.18.  Feedback  Theory  85

4.19.  Output  Loads  and  Circuit  Stability  86

4.20.  Feedback  Around  a  Power  Stage  87

4.21.  Constant-Current  Loops  88

4.22.  Filters  and  Aliasing  Errors  88

4.23.  Isolation  and  DC-to-DC  Converters  89

4.24.  Charge  Converter  Basics  91

4.25.  Guard  Rings  94

4.26.  Thermocouple  Effects  94

4.27.  Guard  Switching  94

4.28.  Digital  Control  95

5.  Radiation  97

5.1.  Handling  Radiation  and  Susceptibility  97

5.2.  Radiation:  What  Is  It?  98

5.3.  The  Dipole  Antenna  101

5.4.  Wave  Impedance  102

5.5.  Field  Strength  and  Antenna  Gain  103

5.6.  Radiation  from  Loops  104

5.7.  E-Field  Coupling  to  a  Loop  106

5.8.  A  Note  on  Sine  Wave  Analysis  106

5.9.  Approximations  for  Pulses  and  Square  Waves  107

5.10.  Radiation  from  a  Printed  Circuit  Board  111

5.11.  The  Sniffer  and  the  Antenna  112

5.12.  Solar  Magnetic  Storms  113

5.13.  Radiation  from  the  Earth  113

6.  Hardware  115

6.1.  Cables  with  Foil  Shields  115

6.2.  Coaxial  Cables  116

6.3.  Low-Noise  Cables  118

6.4.  Transfer  Impedance  118

6.5.  Wave  Guides  120

6.6.  Electromagnetic  Fields  Over  a  Ground  Plane  121

6.7.  Skin  Effect  122

6.8.  Ohms  per  Square  123

6.9.  Fields  and  Conductors  125

6.10.  Conductive  Enclosures—Introduction  126

6.11.  Coupling  through  Enclosure  Walls  by  an  Induction  Field  127

6.12.  Refl  ection  and  Absorption  of  Field  Energy  at  a

Conducting  Surface  127

6.13.  Independent  Apertures  129

6.14.  Dependent  Apertures  130

6.15.  Honeycombs  131

6.16.  Summing  Field  Penetrations  131

6.17.  Power  Line  Filters  132

6.18.  Back  Shell  Connectors  134

6.19.  H-Field  Coupling  135

6.20.  Gaskets  136

6.21.  Finger  Stock  137

6.22.  Glass  Apertures  137

6.23.  Guarding  Large  Transistors  138

6.24.  Mounting  Components  on  Surfaces  139

6.25.  Zappers  139

7.  Digital  Electronics  141

7.1.  Introduction  141

7.2.  Circuit  Board  Material  143

7.3.  The  Two-Sided  Circuit  Board  143

7.4.  Multilayer  Circuit  Boards  144

7.5.  Ground  Planes  and  Digital  Circuit  Boards  146

7.6.  Clocked  Logic  149

7.7.  The  Transmission  of  a  Single  Logic  Signal  151

7.8.  Decoupling  Capacitors  154

7.9.  The  Power  Plane  156

7.10.  The  Ground  and  Power  Plane  Capacitance  157

7.11.  Using  Vias  158

7.12.  Decoupling  Capacitors  as  Transmission  Lines  159

7.13.  Characteristic  Impedance  Control  161

7.14.  Radiation  from  Digital  Boards  163

7.15.  Measurement  Problems—Ground  Bounce  163

7.16.  High  Clock  Rates  164

7.17.  Balanced  Transmission  166

7.18.  Ribbon  Cable  and  Connectors  167

7.19.  Daughter  Boards  168

7.20.  Mixing  Analog  and  Digital  Circuits  168

7.21.  Optical  Isolation  169

7.22.  Gold  Plating  169

7.23.  GHz  Notes  170

8.  Facility  Hardware  171

8.1.  Ground  Planes  171

8.2.  A  Facility  Ground  Plane  Using  Stringers  172

8.3.  Other  Ground  Planes  174

8.4.  Ground  Planes  and  Remote  Sites  175

8.5.  Extending  Ground  Planes  175

8.6.  Separately  Derived  Power  176

8.7.  Surge  Protection  178

8.8.  The  Isolation  Transformer  178

8.9.  Screen  Rooms  179

8.10.  Motor  Controllers  181

8.11.  A  True  Story  183

References  185

Index  187