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集成电路电磁骚扰测试方法

2010-07-203860江苏省电子产品监督检验所 王敏良


三、集成电路电磁骚扰标准发展状况

目前国际电工委员会制定的有关集成电路电磁发射的标准如表(一)所示:
序号标准名称
1 IEC61967-1 集成电路-电磁发射,150kHz to 1GHz-通用条件与定义
2 IEC61967-2 集成电路-电磁发射,150kHz to 1GHz-TEM 小室法
3 IEC TS61967-3 集成电路-电磁发射,150kHz to 1GHz-表面扫描法
4 IEC61967-4 集成电路-电磁发射,150kHz to 1GHz-1Ω/150Ω直接耦合法
5 IEC61967-5 集成电路-电磁发射,150kHz to 1GHz-工作台法拉第笼法
6 IEC61967-6 集成电路-电磁发射,150kHz to 1GHz-磁场探头法

下面简要介绍几种电磁发射的测试方法。

1、TEM 小室法
TEM小室法是在电磁兼容测试中应用较为广泛的TEM小室的基础上建立起来的一种电磁骚扰测量方法。TEM 小室中间的矩形部分开了一个与被测线路板相适应的矩形窗口,用于放置装有被测集成电路的专用评估线路板,该PCB 板的内侧为被测的集成电路,外侧为集成电路的外围电路及辅助设备的连接端子。
如果TEM 小室工作频率低于截止频率,只有TEM 模被激发,传递到两同轴负载的功率与被测PCB 板上试品的电流平方成正比,这样通过测试同轴输出端的频谱就能评估线路板上集成电路的电磁发射性能。该方法的缺点是必须制作专用的测试板用于测试,在电路电磁发射源多的情形下测试板对测试结果的影响比较大。

2、表面扫描法
表面扫描法通过测量集成电路表面电场和磁场的方法来描述集成电路的电磁发射特性。该方法的测量频率范围可达10MHz—3GHz,测量采用电场探头或磁场探头按一定顺序扫过集成电路表面,由接收机将相应的测量结果依次传送给计算机处理。测试结果的准确性与电场或磁场探头的特性和探头定位装置的精度有关。该方法可用于探测集成电路芯片上不同部位的电磁发射分布情况,适用于对集成电路的不同设计方案的电磁发射特性的比较。

3、1Ω/150Ω直接耦合法
直接耦合法分为射频电流测试和引脚的射频电压测试两种测试方法。射频电流测试法是在需进行测试的电路中接入一串联电阻为1Ω的电流探头,用频谱仪或接收机测量射频电流流经该电阻时产生的射频电压,所测得的电压应为所有流回到集成电路的射频电流在电流探头上产生电压的总和。射频电压测试法用于测试集成电路的单个引脚或一组引脚上的射频电压,该方法主要用于测试那些准备连接较长引线输出高频信号的引脚,因为较长的引线更易成为发射电磁波的天线。集成电路的引脚通过标准规定的匹配网络接到测试接收机。由于电流探头和电压探头及网络需设计在线路板上才能进行测试,所以该方法需要设计专用的标准测试板来进行。该方法的具有重复性高的优点,可用于比较不同集成电路的电磁发射特性。

4、工作台法拉第笼法
工作台法拉第笼法的测试在一个长0.5m 宽0.35m 高0.15m的金属屏蔽盒中进行,如图(四)所示。被测试线路板与底部参考地的距离为0.03m,与周围金
属面的距离至少为0.06m,测试端口的共模阻抗为150Ω,其它功能连线应经过相应的滤波器并接磁环使其共模阻抗远大于150Ω(频率150kHz 时LCM≥280uH)。
其测试布置如图(六)所示。



图(四)工作台法拉第笼法图(五)磁场探头法
工作台法拉第笼法用于评估可在小尺寸的线路板上模拟其独立功能的集成电路。集成电路的电磁发射可在预定的工作条件下进行测量,另外该方法可以直接测量实际应用电路板相同或与实际应用相近的电路板,这就为预测集成电路在实际应用场合的电磁发射情况提供了评估方法,也为在对电磁兼容有强制性要求的集成电路功能模块的电磁发射性能分级提供了测试方法。
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