《集成电路电磁兼容性测试与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《集成电路电磁兼容性测试与实现（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、集成电路电磁兼容性测试方法及实现集成电路电磁兼容性测试方法及实现集成电路电磁兼容性测试方法及实现集成电路电磁兼容性测试方法及实现电磁兼容简述电磁兼容简述1 1标准产生背景标准产生背景2 24 4典型测试项目的实现典型测试项目的实现3 3IEC61967 & IEC62132介绍介绍5 5 集成电路集成电路EMC测试标准趋势测试标准趋势电磁兼容简述电磁兼容简述1 1电磁兼容性电磁兼容性电磁兼容性电磁兼容性（Electromagnetic CompatibilityElectromagnetic Compatibility) )： 设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构设备或系
2、统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。成不能承受的电磁骚扰的能力。成不能承受的电磁骚扰的能力。成不能承受的电磁骚扰的能力。GB4365 设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。共存状态。共存状态。共存状态。GJB72处于同一电磁环境中的每台设
3、备都是施者（骚扰源），也同时是受者（敏感设备）。它们通过传导（电源线、I/O等）或辐射（空间电磁波）的方式相互作用着。骚扰源骚扰源骚扰源骚扰源 耦合路径耦合路径耦合路径耦合路径 敏感设备敏感设备敏感设备敏感设备电磁兼容简述电磁兼容简述1 1系统级系统级系统级系统级EMCEMC设备级设备级设备级设备级EMCEMC组部件级组部件级组部件级组部件级EMCEMC系统内的电磁兼容性（系统内的电磁兼容性（系统内的电磁兼容性（系统内的电磁兼容性（IntraIntra- -system EMCsystem EMC）：）：）：）：在给定系统内部的分系统设备及部件相互之间的电磁兼容性。影响系统内在给定系统内部的分
4、系统设备及部件相互之间的电磁兼容性。影响系统内在给定系统内部的分系统设备及部件相互之间的电磁兼容性。影响系统内在给定系统内部的分系统设备及部件相互之间的电磁兼容性。影响系统内的电磁兼容性的主要因素是耦合。耦合方式有导线间的电感、电容、电场的电磁兼容性的主要因素是耦合。耦合方式有导线间的电感、电容、电场的电磁兼容性的主要因素是耦合。耦合方式有导线间的电感、电容、电场的电磁兼容性的主要因素是耦合。耦合方式有导线间的电感、电容、电场及磁场耦合，还有系统内公共阻抗耦合及天线与天线之间的耦合。及磁场耦合，还有系统内公共阻抗耦合及天线与天线之间的耦合。及磁场耦合，还有系统内公共阻抗耦合及天线与天线之间的耦
5、合。及磁场耦合，还有系统内公共阻抗耦合及天线与天线之间的耦合。系统间的电磁兼容性（系统间的电磁兼容性（系统间的电磁兼容性（系统间的电磁兼容性（InterInter- -system EMCsystem EMC）：）：）：）：给定系统与它运行所处的电磁环境或与其他系统之间的电磁兼容性，影响给定系统与它运行所处的电磁环境或与其他系统之间的电磁兼容性，影响给定系统与它运行所处的电磁环境或与其他系统之间的电磁兼容性，影响给定系统与它运行所处的电磁环境或与其他系统之间的电磁兼容性，影响系统间电磁兼容性的主要因素是信号及功率传输系统与天线之间的耦合。系统间电磁兼容性的主要因素是信号及功率传输系统与天线之间
6、的耦合。系统间电磁兼容性的主要因素是信号及功率传输系统与天线之间的耦合。系统间电磁兼容性的主要因素是信号及功率传输系统与天线之间的耦合。从电磁兼容性的概念出发，可将电磁兼容测试分为组部件级、设备级和系统级EMC，分别对应于系统内、设备和系统间的电磁兼容定义。电磁兼容简述电磁兼容简述1 1设备级设备级设备级设备级组部件级组部件级组部件级组部件级系统级系统级系统级系统级CISPR系列标准IEC61000-4系列标准IEC61000-6系列标准ETSI301 489系列标准GJB151A & GJB152AIEC 60601-1-2等等DO-160F部分章节GJB1389AGJB181AHJB34A
7、等部分雷电防护标准线缆、机箱屏蔽效 能标准IEC61967系列标准IEC62132系列标准IEC62215-2等设备级EMC测试发展相对完善，各产品（类）标准十分丰富，且有通用标准可供最终使用；系统级和组部件级测试是新兴的热点，但系统级标准通常只有要求而无具体实施方法，组部件级真正明确到EMC主要关键器件的仅有IC的电磁兼容标准。标准产生背景标准产生背景2 2早在1965年美国军方已就核爆电磁场对导弹发射中心设备的影响做出了分析研究，并开发了专门的SPECTRE软件，用于模拟核辐射对电气电子元件的作用。在随后的二十多年中，各种仿真模型、测试方法和统计结果不断涌现，在集成电路电磁兼容领域积累了大
8、量的理论基础和可供分析比较的实测数据。其中主要测试方法包括：?北美的汽车工程协会（SAE）建议的使用TEM小室测量集成电路的辐射发射；?SAE提出的磁场探头和电场探头表面扫描测量集成电路的辐射发射；?荷兰某公司建议的使用工作台法拉第笼（WBFC）进行集成电路传导发射测量；?德国标准化组织VDE建议的使用1电阻进行地回路传导电流测量；?日本的研究人员建议的使用磁场探头进行传导发射测量；?Lubineau和Fiori等人对抗扰度测试方法和试验结果的研究等等。标准产生背景标准产生背景2 21997年10月，国际电工委员会（IEC）第47A技术分委会下属第九工作组（WG9）成立，专门负责对各种已建议的
9、测试方法进行分析，最终出版了针对EMI和EMS的工具箱式的测试方法集合IEC61967系列和IEC62132系列标准。第一份IC标准：IEC 60748-3：1986 Analogue integrated circuitsSC47A/WG9成立：1997年第一份EMC标准：IEC 61967-1:2002 集成电路 150kHz-1GHz电磁辐射的测量 第1部分:通用条件和定义HistoryIEC61967 & IEC62132介绍介绍3 3标准概览：标准概览：标准概览：标准概览：IEC61967-1与IEC62132-1分别是集成电路EMI和EMS测试的通用条件与定义，对测试的环境条件、仪
10、器、配置和过程做出了规定。其中，IEC61967-1对承载待测集成电路的PWB做出了详细的描述，涉及了机械结构、电气特性、接地、过孔以及电源去耦等细节。IEC61967 & IEC62132介绍介绍3 3IEC61967IEC61967IEC61967IEC61967系列：系列：系列：系列：IEC61967IEC61967IEC61967IEC61967- - - -2 TEM2 TEM2 TEM2 TEM小室法小室法小室法小室法IEC61967IEC61967IEC61967IEC61967- - - -3 3 3 3 表面扫描法表面扫描法表面扫描法表面扫描法IEC61967IEC61967
11、IEC61967IEC61967- - - -4 14 14 14 1/150/150/150/150直接耦合法直接耦合法直接耦合法直接耦合法IEC61967IEC61967IEC61967IEC61967- - - -5 WBFC5 WBFC5 WBFC5 WBFC法法法法IEC61967IEC61967IEC61967IEC61967- - - -6 6 6 6 磁场探头法磁场探头法磁场探头法磁场探头法IEC61967 & IEC62132介绍介绍3 3IEC61967IEC61967IEC61967IEC61967各测试方法比较各测试方法比较各测试方法比较各测试方法比较：无对应于辐射发射
12、无无无与设备级对 应关系可否可否否单引脚测量可可可可否使用应用 PCB可可可可可使用标准 PCB差模电压、 共模电流测量共模骚扰便于对差模传 输线测量电场/磁场分 开，可测量相 位信息与射频电流 平方成正比对象特点传导电流传导电压传导电压辐射电场/磁 场分量辐射电磁场测量对象150kHz无对应于辐射发射无无无与设备级对 应关系可否可否否单引脚测量可可可可否使用应用 PCB可可可可可使用标准 PCB差模电压、 共模电流测量共模骚扰便于对差模传 输线测量电场/磁场分 开，可测量相 位信息与射频电流 平方成正比对象特点传导电流传导电压传导电压辐射电场/磁 场分量辐射电磁场测量对象150kHz1GHz
13、频率范围磁场探头法工作台法拉第笼法1/150法表面扫描法TEM小室法方法IEC61967-6IEC61967-5IEC61967-4IEC61967-3IEC61967-2项目1GHz频率范围磁场探头法工作台法拉第笼法1/150法表面扫描法TEM小室法方法IEC61967-6IEC61967-5IEC61967-4IEC61967-3IEC61967-2项目IEC61967 & IEC62132介绍介绍3 3IEC62132IEC62132IEC62132IEC62132系列：系列：系列：系列：IEC62132IEC62132IEC62132IEC62132- - - -2 TEM2 TEM2
14、 TEM2 TEM小室法小室法小室法小室法IEC62132IEC62132IEC62132IEC62132- - - -3 3 3 3 大电流注入法大电流注入法大电流注入法大电流注入法IEC62132IEC62132IEC62132IEC62132- - - -4 4 4 4 直接功率注入法直接功率注入法直接功率注入法直接功率注入法IEC62132IEC62132IEC62132IEC62132- - - -5 WBFC5 WBFC5 WBFC5 WBFC法法法法IEC61967 & IEC62132介绍介绍3 3IEC62132IEC62132IEC62132IEC62132各测试方法比较各
15、测试方法比较各测试方法比较各测试方法比较：否可可否单引脚测量可可可否使用应用PCB可可可可使用标准PCB施加共模骚扰共模、差模皆 可施加共模、差模皆 可施加/对象特点传导电压注入前向功率感应的传导电流辐射电磁场测量对象150kHz否可可否单引脚测量可可可否使用应用PCB可可可可使用标准PCB施加共模骚扰共模、差模皆 可施加共模、差模皆 可施加/对象特点传导电压注入前向功率感应的传导电流辐射电磁场测量对象150kHz1GHz频率范围工作台法拉第笼法直接功率注入法大电流注入法TEM小室法方法IEC 62132-5IEC 62132-4IEC 62132-3IEC 62132-2项目1GHz频率范围
16、工作台法拉第笼法直接功率注入法大电流注入法TEM小室法方法IEC 62132-5IEC 62132-4IEC 62132-3IEC 62132-2项目典型测试项目的实现典型测试项目的实现4 4IEC61967IEC61967IEC61967IEC61967- - - -6 6 6 6 磁场探头磁场探头磁场探头磁场探头法：法：法：法：原理：原理：使用环天线测量PWB走线产生的磁场，以此磁场来衡量走线中射频电流的大小。环天线采用电场屏蔽结构，使得测量结果可以完全反映磁场/电流的特征，而不受电场/容性耦合的影响。使用环天线测量PWB走线产生的磁场，以此磁场来衡量走线中射频电流的大小。环天线采用电场屏蔽结构，使得测量结果可以完全反映磁场/电流的特征，而不受电场/容性耦合的影响。典型测试项目的实现典型测试项目的实现4 4IEC61967IEC61967IEC61967IEC61967- - - -6 6 6 6 磁场探头磁场探头磁场探头磁场探头法：法：法：法：磁场探头使用前需进行校准，以明确探头输出电压和线内电流的关系。(
