集成电路IC的EMC测试

JIGONG的微测 2019-01-23 22:57

越来越多的人认识到了集成电路IC对电子工业的重要性,对集成电路的设计和生产的投入也越来越大。集成电路的电磁兼容也同样重要,电磁兼容EMC的测试,可以分成组部件级,设备级和系统级,每个级别都有相应的EMC测试标准。


早在1965年美国军方就已对核爆电磁场对电子元器件的影响做出了研究,在随后的几十年里,各种仿真模型,测试方法和统计结果不断涌现,在集成电路的电磁兼容领域积累了大量的理论基础和可供分析的实测数据。北美的汽车工程学会(SAE)建议使用TEM小室进行集成电路的辐射发射的测试。1997年,国际电工委员会IEC第47A技术分委会下属的第9工作组(WG9)对各种已建议的测试方法进行分析,最终出版了针对组部件级的集成电路的EMC测试的相应的EMI测试标准IEC 61967系列和EMS测试标准IEC 62132系列。这两个系列的测试又进一步分成传导和辐射两大类。其中的IEC 61967-2和IEC 62132-2都是采用TEM小室法分别进行辐射电磁场的发射测试和辐射电磁场的抗扰度测试的标准。下面介绍一下根据IEC 62132-2都是采用TEM小室法进行辐射电磁场的抗扰度测试的标准以及相应的测试实现。


IEC 62131-2中定义了采用GTEM小室进行集成电路的抗扰度测试的方法和实现,如图1所示。

图1:基于GTEM小室进行IC的EMS测试的标准


IEC 62132-2中定义的测试频率范围是150KHz ~1GHz,要求GTEM小室的驻波比VSWR <1.5。实现测试所需要的设备主要包括射频信号源,功放,GTEM小室,被测物的监测仪器等,测量的设置如图2所示。

图2:测量设置


IEC 62132-2中规定了抗扰度测试所采用的信号,根据不同的测试要求,可采用不带调制的连续波,也可采用脉冲调制PM或者幅度调制AM的信号。如果采用AM调制,调制信号的幅度与非调制的载波是等幅度的,如图3所示,这点是不同于IEC 61000-4-3所定义的AM信号的。

图3:IEC 62132-2所定义的AM信号


为了实现IEC 62131-2所定义的基于GTEM小室的辐射抗扰度测试,可采用如图4所示的经过特殊设计的,具有IEC 62132-2所定义的IC测试区域的GTEM小室,这个GTEM小室,即可在特殊区域进行符合IEC 62132-2标准的抗扰度测试,也可在GTEM小室的固有测试区域对被测电路板进行频率达18GHz的辐射抗扰度测试。

图4:符合IEC 62132-2的GTEM小室


为了实现测试,需要按照标准所规定的测试区域的尺寸和具有的设计考虑设计一个特定尺寸的电路板(100mmX100mm),被测芯片置于电路板的中间位置,周围和背面放置外围电路,供电线和各种信号线通过接线插座引出。被测芯片面对GTEM小室的芯板,如图5所示。

图5:IEC 62131-2所定义的测试区域


为了搭建整套测试系统,还需要根据所需的场强大小进行计算,从而得出相应的所需频段的射频功放的功率,实际测试时,需要通过对功放的前向和反向功率监测来控制实际的输出功率。图6所示为采用了内置了射频信号源,射频功放和功率计的一体化机的测试频率范围 9KHz~1GHz的测试系统,通过PC软件进行控制。

测试系统的具体配置可根据不同的测试需求(频率范围,场强等)进行计算和配置。欢迎沟通!


图5:符合IEC 62131-2的测试系统示例


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JIGONG的微测 毕业于哈尔滨工业大学,在电子设计和测量领域近30年,一直在学习,一直还没学透。在这里,不玩儿所谓的“高大上”,玩儿玩儿“接地气”,通过原创“微测”,与大家共同探讨,交流,分享有关当代电子类产品的测量技术,方法和知识
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