集成电路(IC)EMC测试.pdf

集成电路的EMC测试
北京世纪汇泽科技有限公司
前言
世界范围内电子产品正在以无线、便携、多功能与专业化得趋势快速发展,纯
粹的模拟电子系统越来越难以进入人们的视线,取而代之的集成电路在数字电子产
品与电子系统中扮演了“超级明星”的角色,而这个主角被接纳的程度也在随着集
成电路产业的发展不断加深,从1965年Gordon Moore提出摩尔定律至今,集成电
路一直保持着每18-24个月集成度翻番、价格减半的发展趋势,这为集成电路的大范
围、多层次应用奠定了基础。尤其在消费类产品领域,这种发展趋势尤为明显,各
种数码类产品的普及就是很好的说明。
同时,这种快速发展也造成了电子系统电磁兼容性问题的日益突出,更高的集
成度和使用密度,是片内和片外耦合的发生几率大大提高。在电子产品和电子系统
中,通常集成电路是最根本的骚扰信号源,它把直流供电转换成高频的电流、电压,
造成了无意发射和耦合。而当其输入或供电受到干扰时,误动作的可能性将大大增
加,甚至造成硬件损坏。
这种情况下,如何衡量集成电路电磁兼容性的问题日渐凸显起来。这种衡量方
法,或者称作新的测试标准和测试方法,将作用于集成电路的设计、生产、质量控
制、采购乃至应用调试等诸多方面,成为整个集成电路相关产业的关注焦点。
标准产生的背景
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1Ω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
1997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,标准
IEC62215也已出版,与IEC62132互补,更加全面地考虑到了集成电路遭受电磁干
扰时的情形。
标准的简单介绍
集成电路电磁兼容测试标准,主要有:
电磁发射测试标准IEC 61967(用于150kHz到1GHz的集成电路电
磁发射测试)
电磁抗扰度标准IEC 62132(用于频率为150kHz到1GHz的集成电
路射频抗扰度测试)
脉冲抗扰度标准IEC 62215
IEC61967标准用于频率为150kHz到1GHz的集成电路电磁发射
测试,包括以下六个部分:
第一部分:通用条件和定义(参考SAE )
第二部分:辐射发射测量方法——TEM小室法(参考SAE )
第三部分:辐射发射测量方法——表面扫描法(参考SAE )
第四部分:传导发射测量方法——1Ω/150Ω直接耦合法
第五部分:传导发射测量方法——法拉第笼法WFC
第六部分:传导发射测量方法——磁场探头法
IEC62132标准,用于频率为150kHz到1GHz的集成电路电磁抗扰
度测试,包括以下五部分:
第一部分:通用条件和定义
第二部分:辐射抗扰度测量方法—— TEM小室法
第三部分:传导抗扰度测量方法——大量电流注入法(BCI)
第四部分:传导抗扰度测量方法——直接射频功率注入法(DPI)
第五部分:传导抗扰度测量方法——法拉第笼法(WFC)
IEC62215标准,用于集成电路脉冲抗扰度测试,包括以下三部
分:
第一部分:通用条件和定;
第二部分:传导抗扰度测量方法——同步脉冲注入法
第三部分:传导抗扰度测量方法——随机脉冲注入法(参考IEC61000-
4-2和IEC61000-4-4)
IEC61967各测试方法的对比
IEC62132各测试方法的对比
解决方案