集成電路電磁干擾EMC測試方法

連接較長(cháng)引線(xiàn)輸出高頻信號的引腳，因為較長(cháng)的引線(xiàn)更易成為發(fā)射電磁波的天線(xiàn)。集成電路的引腳通過(guò)標準規定的匹配網(wǎng)絡(luò )接到測試接收機。由于電流探頭和電壓探頭及網(wǎng)絡(luò )需設計在線(xiàn)路板上才能進(jìn)行測試，所以該方法需要設計專(zhuān)用的標準測試板來(lái)進(jìn)行。該方法的具有重復性高的優(yōu)點(diǎn)，可用于比較不同集成電路的電磁發(fā)射特性。

4、工作臺法拉第籠法

工作臺法拉第籠法的測試在一個(gè)長(cháng)0.5m 寬0.35m 高0.15m的金屬屏蔽盒中進(jìn)行，如圖(四)所示。被測試線(xiàn)路板與底部參考地的距離為0.03m，與周?chē)饘倜娴木嚯x至少為0.06m，測試端口的共模阻抗為150Ω，其它功能連線(xiàn)應經(jīng)過(guò)相應的濾波器并接磁環(huán)使其共模阻抗遠大于150Ω(頻率150kHz 時(shí)LCM≥280uH)。其測試布置如圖(六)所示。

圖(四)工作臺法拉第籠法圖(五)磁場(chǎng)探頭法

工作臺法拉第籠法用于評估可在小尺寸的線(xiàn)路板上模擬其獨立功能的集成電路。集成電路的電磁發(fā)射可在預定的工作條件下進(jìn)行測量，另外該方法可以直接測量實(shí)際應用電路板相同或與實(shí)際應用相近的電路板，這就為預測集成電路在實(shí)際應用場(chǎng)合的電磁發(fā)射情況提供了評估方法，也為在對EMC有強制性要求的集成電路功能模塊的電磁發(fā)射性能分級提供了測試方法。該方法來(lái)源于IEC61000-4-6，當線(xiàn)路板的電尺寸較小，也就是尺寸
， 如在1GHz 頻率線(xiàn)路板尺寸小于0.15m 時(shí)，連接線(xiàn)路板的電纜成為集成電路的發(fā)射天線(xiàn)，電磁發(fā)射主要由這些天線(xiàn)產(chǎn)生，相對這些天線(xiàn)，由集成電路本身產(chǎn)生的發(fā)射小得多，通?？梢院雎?。從該方法的原 理可以看出，測試結果中還體現了如下因數的影響：電路板的布線(xiàn)結構;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部不同功能模塊工作時(shí)的影響。所以用專(zhuān)門(mén)制作的標準測試板測試可以比較集成電路EMC性能，而用實(shí)際電路板還可以評估實(shí)際應用場(chǎng)合所設計的線(xiàn)路板的EMC性能。在共模測試端測得的電壓與測試距離為10米時(shí)的騷擾場(chǎng)強的關(guān)系大致為：

實(shí)際場(chǎng)強數值與線(xiàn)路板及引線(xiàn)的結構和長(cháng)度有很大的關(guān)系。

5、磁場(chǎng)探頭法

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

集成電路、PCB 板及系統EMC特性的一個(gè)方法。采用一個(gè)微型磁場(chǎng)探頭在被測線(xiàn)路(如電源線(xiàn)或I/O線(xiàn))上的特定位置測量其磁場(chǎng)就可經(jīng)計算得出被測引線(xiàn)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試結果的可重復性比較高。

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