集成電路電磁干擾EMC測(cè)試方法

連接較長(zhǎng)引線輸出高頻信號(hào)的引腳，因?yàn)檩^長(zhǎng)的引線更易成為發(fā)射電磁波的天線。集成電路的引腳通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的匹配網(wǎng)絡(luò)接到測(cè)試接收機(jī)。由于電流探頭和電壓探頭及網(wǎng)絡(luò)需設(shè)計(jì)在線路板上才能進(jìn)行測(cè)試，所以該方法需要設(shè)計(jì)專用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板來(lái)進(jìn)行。該方法的具有重復(fù)性高的優(yōu)點(diǎn)，可用于比較不同集成電路的電磁發(fā)射特性。

4、工作臺(tái)法拉第籠法

工作臺(tái)法拉第籠法的測(cè)試在一個(gè)長(zhǎng)0.5m 寬0.35m 高0.15m的金屬屏蔽盒中進(jìn)行，如圖(四)所示。被測(cè)試線路板與底部參考地的距離為0.03m，與周圍金屬面的距離至少為0.06m，測(cè)試端口的共模阻抗為150Ω，其它功能連線應(yīng)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的濾波器并接磁環(huán)使其共模阻抗遠(yuǎn)大于150Ω(頻率150kHz 時(shí)LCM≥280uH)。其測(cè)試布置如圖(六)所示。

圖(四)工作臺(tái)法拉第籠法圖(五)磁場(chǎng)探頭法

工作臺(tái)法拉第籠法用于評(píng)估可在小尺寸的線路板上模擬其獨(dú)立功能的集成電路。集成電路的電磁發(fā)射可在預(yù)定的工作條件下進(jìn)行測(cè)量，另外該方法可以直接測(cè)量實(shí)際應(yīng)用電路板相同或與實(shí)際應(yīng)用相近的電路板，這就為預(yù)測(cè)集成電路在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的電磁發(fā)射情況提供了評(píng)估方法，也為在對(duì)EMC有強(qiáng)制性要求的集成電路功能模塊的電磁發(fā)射性能分級(jí)提供了測(cè)試方法。該方法來(lái)源于IEC61000-4-6，當(dāng)線路板的電尺寸較小，也就是尺寸
， 如在1GHz 頻率線路板尺寸小于0.15m 時(shí)，連接線路板的電纜成為集成電路的發(fā)射天線，電磁發(fā)射主要由這些天線產(chǎn)生，相對(duì)這些天線，由集成電路本身產(chǎn)生的發(fā)射小得多，通常可以忽略。從該方法的原 理可以看出，測(cè)試結(jié)果中還體現(xiàn)了如下因數(shù)的影響：電路板的布線結(jié)構(gòu);集成電路的去耦措施;電容、電感等分立元

件的高頻性能以及集成電路內(nèi)部不同功能模塊工作時(shí)的影響。所以用專門制作的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板測(cè)試可以比較集成電路EMC性能，而用實(shí)際電路板還可以評(píng)估實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合所設(shè)計(jì)的線路板的EMC性能。在共模測(cè)試端測(cè)得的電壓與測(cè)試距離為10米時(shí)的騷擾場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系大致為：

實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)數(shù)值與線路板及引線的結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度有很大的關(guān)系。

5、磁場(chǎng)探頭法

該方法用于測(cè)量由集成電路輸出到線路板引線上的射頻電流引起的電磁輻射，與該激勵(lì)電流有關(guān)的引線、電源層和地層以及與線路板相連的電纜起到了發(fā)射天線的作用，產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小與該電流成正比。線路板的設(shè)計(jì)，虛擬天線的發(fā)射效率，射頻電流的耦合因子等因數(shù)也會(huì)影響最終場(chǎng)強(qiáng)的大小，而集成電路的射頻電流是產(chǎn)生電磁輻射的根源。所以測(cè)量集成電路產(chǎn)生的射頻電流可作為評(píng)價(jià)

集成電路、PCB 板及系統(tǒng)EMC特性的一個(gè)方法。采用一個(gè)微型磁場(chǎng)探頭在被測(cè)線路(如電源線或I/O線)上的特定位置測(cè)量其磁場(chǎng)就可經(jīng)計(jì)算得出被測(cè)引線上的電流大小。在該磁場(chǎng)探頭放置精確的情況下用這種方法所得的測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性比較高。

我所根據(jù)工作臺(tái)法拉第籠法和磁場(chǎng)探頭法建立了兩個(gè)方法的測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)試儀器采用Agilent公司的頻譜分析儀E4440A和26dB的預(yù)放大器。 E4440A的頻率范圍為10Hz—26.5GHz，它的分辨率帶寬可從1Hz-8MHz的范圍內(nèi)選擇，并具有附合CISPR標(biāo)準(zhǔn)的電磁干擾測(cè)試分辨率帶寬和峰值、準(zhǔn)峰值和平均值檢測(cè)模式，它還具有MIL-STD-461E標(biāo)準(zhǔn)要求的帶寬和檢波方式，適合用于電磁騷擾的測(cè)試與評(píng)估。測(cè)量小信號(hào)的靈敏度很高，在1Hz時(shí)底噪聲可達(dá)到-160dBm，配上預(yù)放大器，即使磁場(chǎng)探頭的插入損耗大，也足以檢測(cè)到較小的干擾信號(hào)。為提高測(cè)量準(zhǔn)確度，系統(tǒng)配備了射頻電壓校準(zhǔn)功能，使儀器的測(cè)量誤差小于1dB。工作臺(tái)法拉第籠法和磁場(chǎng)探頭法的特點(diǎn)是不僅能測(cè)試專用測(cè)試電路的電磁兼容性，還可以在實(shí)際的應(yīng)用板上進(jìn)行測(cè)試，可作為不同設(shè)計(jì)應(yīng)用方案的性能評(píng)估，評(píng)價(jià)實(shí)際應(yīng)用線路板的電路EMC性能，這樣集成電路生產(chǎn)企業(yè)與應(yīng)用集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工程師都能利用該方法進(jìn)行檢測(cè)。由于其體積小，使用方便，可方便EMC設(shè)計(jì)人員查找產(chǎn)品電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布局方面存在的問(wèn)題，在電路設(shè)計(jì)改進(jìn)階段和產(chǎn)品的整改階段提供幫助。