IC电磁骚扰测试方法
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ic芯片emc测试标准IC芯片(Integrated Circuit Chip)是现代电子设备中不可或缺的组成部分,而电磁兼容性测试(Electromagnetic Compatibility Testing,简称EMC测试)则是确保IC芯片在各种电磁环境下能够正常运行的重要步骤。
本文将介绍IC芯片EMC测试的标准及其重要性。
一、EMC测试的意义IC芯片的EMC测试是为了验证其对外部电磁场的干扰抵抗能力以及与其他电子设备之间的相互干扰情况。
有效的EMC测试可以确保IC芯片在正常工作时不会受到电磁辐射的干扰、不会对周围设备产生电磁辐射干扰,从而保证了整个系统的稳定性和可靠性。
二、IC芯片EMC测试标准IC芯片的EMC测试标准主要有国际标准和行业标准两类。
1. 国际标准(1)CISPR 22:《信息技术设备无线电骚扰特性的限值和测量方法》是由国际电工委员会(IEC)发布的标准,主要适用于计算机和信息技术设备。
(2)EN 55022:该标准是CISPR 22的欧洲版本,用于欧洲市场上的计算机和信息技术设备。
(3)ISO 11452-1:这是汽车电子设备EMC测试的国际标准,适用于汽车芯片的EMC测试。
2. 行业标准(1)GB/T 17626:该标准由中国国家标准委员会发布,是中国的通用EMC测试标准。
(2)GB 9254:该标准是中国电子工业部颁布的电子信息产品EMC测试要求。
(3)SJ/T 11364:这是半导体集成电路EMC测试的行业标准,主要包含了测试方法和测试参数等。
三、IC芯片EMC测试流程IC芯片的EMC测试流程可以分为以下几个步骤:1. 准备测试环境在测试前,需要准备好符合测试标准的测试环境,包括专用的电磁屏蔽房、电磁辐射发射及抗干扰测量仪器等。
2. 进行辐射发射测试辐射发射测试主要是针对IC芯片本身产生的电磁辐射进行测量,以确保其在规定范围内。
3. 进行抗干扰测试抗干扰测试是为了验证IC芯片对外部电磁场的抵抗能力。
芯片集成电路电磁兼容测试技术摘要:当今,集成电路的电磁兼容性越来越受到重视,芯片电磁兼容(EMC)技术关乎整机电子系统及其周围电子器件的运行的安全可靠性,电磁兼容性。
电子设备和系统的生产商努力改进他们的产品以满足电磁兼容规范,降低电磁发射和增强抗干扰能力, 集成电路(IC)的电磁兼容性(EMC)的测试方法正受到越来越多的关注,文章基于国内外资料调研和课题组的研究成果, 介绍了器件级(IC)EMC测试方面的发展现状,测试标准,详细介绍了器件级(IC)主要的电磁兼容测试方法。
关键词:标准集成电路电磁兼容电磁辐射 GTEM小室TEM小室1、集成电路电磁兼容项目背景近年来,世界范围内电子产品正在以无线、便携、多功能和专业化的趋势快速发展,集成电路在数字电子产品与电子系统中越来越重要,使用的程度也在随着集成电路产业的发展不断加深,从摩尔定律提出至今,集成电路就基本保持每2年集成度翻一倍、但是价格却减半的发展趋势。
尤其是近些年来,IC 芯片的频率越来越高,所集成的晶体管数目越来越多, IC芯片自身的供电电压越来越低,加工芯片的特征尺寸进一步减小,越来越多的功能,甚至是一个完整的系统都能够被集成到单个芯片之中。
图1 IC发展总体趋势图2 IC性能发展趋势根据SEMI的分析报告,全球半导体市场从2015到2025年的预期份额,包括了各类型芯⽚所占的份额。
相⽚2015年的3427亿美元,预计在2025的市场份额将会达到6556亿美元,复合增长率为6.7%。
集成电路的快速发展,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。
图3各类型芯⽚所占的份额图4 各尺寸芯⽚所占的份额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,芯⽚复杂性、IO口的数量、⽚作频率、瞬态电流都会有所增加,这些发展均使得芯片级电磁兼容显得尤为突出,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。
传导电磁干扰emi的测量原理、设备,操作和术语
测量传导电磁干扰的主要原理是通过接触式和非接触式两种方法进行。
接触式测量是将传导电磁干扰信号传递到电磁场传感器上,然后通过测量传感器信号的强度来确定电磁辐射水平。
非接触式测量是通过在电磁场中放置天线探测器来测量传导电磁干扰信号。
测量设备:
测量传导电磁干扰的设备包括信号发生器、频谱分析仪、接触式传感器、非接触式探测器等。
信号发生器用于产生测试信号,频谱分析仪用于分析测试信号的频谱。
接触式传感器用于接触被测设备以测量传导干扰信号,非接触式探测器用于在电磁场中测量电磁辐射信号。
测量操作:
测量传导电磁干扰的操作包括选择合适的测量设备和测量方法。
在接触式测量中,需要正确接触传感器以确保准确测量。
在非接触式测量中,需要在电磁场中放置天线探测器以便正确测量电磁辐射信号。
测量术语:
测量传导电磁干扰时常用的术语包括电磁辐射、信号强度、频谱、峰值、平均值等。
电磁辐射是指电子设备和系统发射的电磁波。
信号强度是指电磁辐射信号的强度。
频谱是指信号的频率分布情况。
峰值是指信号中最高强度的部分,平均值是指信号强度的平
均值。
总之,测量传导电磁干扰需要正确选择测量设备和方法,并熟悉相关术语和操作技巧,以确保准确测量电磁辐射水平。
辐射骚扰测试原理
辐射骚扰测试的原理是利用专业的测试设备,通过测量和分析电磁辐射的强度和频率来判断是否存在辐射骚扰。
一般来说,辐射骚扰测试主要包括以下几个步骤:
1. 测试设备准备:选择合适的电磁辐射测试仪器和传感器,例如频谱分析仪、场强仪等。
2. 测试位置选择:确定测试区域,通常选择受到嫌疑的辐射源周围或可能被辐射的目标区域。
3. 测试环境准备:排除可能干扰测试结果的因素,例如关闭无关设备、降低周围电磁信号的干扰等。
4. 测量电磁辐射:使用测试仪器对测试区域的电磁辐射进行测量,记录检测到的辐射信号的强度和频率。
5. 数据分析和比对:将测量数据与相关的辐射标准进行比对,判断测量结果是否超过规定的辐射限值。
6. 结果评估和报告:根据测量结果评估是否存在辐射骚扰,并根据需要生成相应的测试报告。
总体来说,辐射骚扰测试的原理是通过测量和评估电磁辐射的强度和频率,判断是否存在辐射骚扰,并通过相应的测试报告提供科学依据。
强极电磁兼容检测方法强极电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指电子设备在电磁环境中能够正常工作,同时不会对周围电子设备和系统造成不可接受的干扰。
由于现代社会中电子设备的广泛应用,EMC问题日益突出,因此对于电磁兼容性的检测方法显得尤为重要。
针对强极电磁兼容性的检测,一般可采用以下方法:1. 传导干扰测试:该方法主要用于检测电磁干扰通过导体传导引起的问题。
测试时,将待测设备与其他设备通过导线相连,并注入特定电磁信号,通过测量待测设备上的干扰电压或干扰电流来评估其兼容性。
2. 辐射干扰测试:该方法主要用于检测电磁干扰通过空气传播引起的问题。
测试时,将待测设备放置在规定的测试环境中,通过发射特定电磁信号并测量其辐射电场强度来评估其兼容性。
常用的评估指标包括辐射电场强度、频谱分布、功率密度等。
3. 静电放电测试:该方法主要用于检测设备在静电放电环境下的兼容性。
测试时,通过模拟静电放电过程,将待测设备暴露在特定的静电放电场中,并观察其是否出现异常现象,如重启、死机等。
4. 快速瞬变测试:该方法主要用于检测设备在瞬态电磁环境下的兼容性。
测试时,通过注入快速变化的电磁信号,如电压脉冲、电流尖峰等,观察待测设备是否出现异常现象,如故障、误操作等。
5. 抗干扰能力测试:该方法主要用于评估设备的抗干扰能力。
测试时,将待测设备暴露在特定的干扰环境中,并观察其工作是否正常。
常用的评估指标包括设备的抗干扰性能、抗干扰级别等。
6. 敏感度测试:该方法主要用于评估设备对外界干扰的敏感程度。
测试时,将待测设备暴露在特定的干扰环境中,并观察其是否受到外界干扰而产生异常现象。
7. 共模干扰测试:该方法主要用于检测设备在共模电磁环境下的兼容性。
测试时,通过注入共模信号并测量其在设备上的干扰电压或干扰电流来评估其兼容性。
综合以上方法,可以全面评估设备的强极电磁兼容性。
在实际应用中,我们还可以结合具体的设备特点和工作环境,采取合适的测试方法和参数,以确保设备在电磁环境中的正常工作和兼容性。
电磁干扰测量与诊断电磁干扰是现代社会中普遍存在的问题之一,对于无线电通信、雷达系统、航空航天等领域的正常运行都具有较大影响。
为了确保电磁环境的良好状态和设备的正常工作,电磁干扰测量与诊断显得尤为重要。
本文将就电磁干扰测量与诊断的方法、设备以及案例进行探讨。
一、电磁干扰测量方法电磁干扰测量方法是对电磁干扰进行定量分析和评估的一种手段。
常见的电磁干扰测量方法包括频谱分析法、时间域方法、扫频方法等。
频谱分析法是一种基于频域的测量方法,它可以通过测量特定频率范围内的信号功率来判断电磁干扰的程度。
该方法需要借助频谱分析仪等设备进行测量,通过分析信号的频谱特征,可以确定干扰源的类型和特点。
时间域方法是一种基于时域的测量方法,它通过测量电磁信号的幅度、时序等特性来判断是否存在干扰。
典型的时间域方法包括时域镜像法、瞬态电磁干扰测量法等。
扫频方法则是采用频谱仪等设备对整个频段进行扫描,获取干扰信号的频率和强度信息。
通过对比扫描结果,可以快速确定干扰源的位置和类型。
二、电磁干扰测量设备为了实现电磁干扰的准确测量与诊断,需要使用一系列专用的电磁干扰测量设备。
常见的设备包括频谱分析仪、噪声场强仪、电磁辐射测量仪等。
频谱分析仪是一种用于检测、分析和测量频率谱的仪器。
它可以对信号频谱进行实时监测和快速分析,提供详细的频谱参数,用于干扰源的定位和识别。
噪声场强仪是一种用于测量电磁干扰辐射场强的仪器。
它可以实时测量干扰信号的强度,并可以在室外、室内进行使用。
通过测量噪声场强,可以评估干扰对周围环境和设备的影响。
电磁辐射测量仪是一种用于测量电磁辐射强度和频率范围的仪器。
它可以对不同频率范围内的辐射强度进行测量,并提供直观的显示和数据记录功能,用于电磁环境监测和干扰源的定位。
三、电磁干扰测量与诊断案例为了更好地理解电磁干扰测量与诊断的实际应用,以下列举一个典型案例。
某航空公司的飞行雷达系统在特定频段出现了电磁干扰,导致雷达信号的准确性下降。
电磁干扰测试方法(一)电磁干扰测试方法概述电磁干扰测试是为了评估电子设备的电磁兼容性而进行的测试过程。
本文将详细介绍几种常见的电磁干扰测试方法。
1. 辐射发射测试•辐射发射测试是通过测量设备在发射过程中产生的电磁场强度来评估其辐射电磁干扰水平。
•常用的测试方法包括天线扫描测试、半球测量法和静态场强法。
天线扫描测试•该方法使用天线扫描设备对设备产生的电磁辐射进行测量。
•扫描天线在水平和垂直方向上依次扫描,记录辐射场强度值。
•通过分析数据,可以评估设备的辐射干扰水平。
半球测量法•该方法将待测设备放置在一个半球状的测试腔室中。
•在测试腔室的内壁上,均匀分布若干电磁探测器。
•测试时,记录每个探测器接收到的电磁辐射值,并进行分析。
静态场强法•该方法利用静态场强传感器测量设备产生的电磁辐射场强度。
•传感器放置在待测设备周围的指定位置。
•通过多次测量,得到统计数据,分析设备的辐射干扰情况。
2. 感应耦合测试•感应耦合测试是通过将待测设备与其他设备通过电磁感应耦合的方式,来评估其电磁干扰水平。
•常用的测试方法包括电缆辐射耦合法和电缆传导耦合法。
电缆辐射耦合法•该方法通过将待测设备与其他设备通过电缆连接,并检测电缆上的辐射电磁干扰信号。
•使用电磁探测器对电缆进行测量,并记录数据。
•通过分析数据,评估设备的辐射干扰水平。
电缆传导耦合法•该方法通过将待测设备与其他设备通过电缆连接,并检测电缆上的传导电磁干扰信号。
•使用电磁探测器对电缆进行测量,并记录数据。
•通过分析数据,评估设备的传导干扰水平。
3. 抗干扰能力测试•抗干扰能力测试是评估设备在受到电磁干扰时,其正常工作能力的测试。
•常用的测试方法包括抗射频干扰测试和抗电源干扰测试。
抗射频干扰测试•该方法通过将待测设备暴露在射频干扰源中,测试其正常工作能力。
•改变射频干扰源的功率和频率,记录设备的正常工作情况。
•通过分析数据,评估设备的抗射频干扰能力。
抗电源干扰测试•该方法通过将待测设备暴露在电源干扰源中,测试其正常工作能力。
低频磁场骚扰测试方法低频磁场骚扰是指人们在生活和工作中遭遇到的由低频磁场所引发的不适或干扰。
为了科学地评估低频磁场骚扰的程度和影响,需要进行相应的测试和测量。
本文将介绍几种常见的低频磁场骚扰测试方法。
1. 磁场强度测试磁场强度是评估低频磁场骚扰程度的重要指标。
常用的测试仪器是磁场强度计,可以测量低频磁场的强度。
测试时,将磁场强度计放置在可能受到骚扰的区域,如电源线、电子设备附近等,记录磁场强度的数值。
一般来说,低频磁场强度在一定范围内是安全的,但如果超过了安全范围,则可能引发不适或干扰。
2. 频率测试低频磁场的频率也是评估骚扰程度的重要参数。
频率测试需要使用频谱分析仪或频率计。
将测试仪器放置在可能受到骚扰的区域,记录低频磁场的频率。
不同频率的低频磁场对人体的影响也有所不同,因此了解频率信息对于评估骚扰程度非常重要。
3. 时间变化测试低频磁场的时间变化也会对人体产生影响。
时间变化测试可以通过记录低频磁场强度在一段时间内的变化情况来进行。
常用的测试方法是使用数据记录仪,将其连接到磁场强度计上,记录一段时间内的数据。
通过分析数据,可以了解低频磁场的时间变化规律,评估其对人体的影响。
4. 人体测试为了更准确地评估低频磁场对人体的影响,常常需要进行人体测试。
人体测试可以通过让受试者暴露在低频磁场环境中,观察其反应和感受来进行。
测试时应确保受试者的安全,控制低频磁场的强度和频率,记录受试者的感受和反应。
人体测试可以提供更直接的骚扰程度评估结果。
5. 综合评估针对低频磁场骚扰,综合评估是非常重要的。
综合评估需要考虑磁场强度、频率、时间变化等多个因素,并结合人体测试结果进行分析。
通过综合评估,可以得出低频磁场骚扰的整体程度和对人体的影响情况。
总结:低频磁场骚扰测试方法包括磁场强度测试、频率测试、时间变化测试、人体测试和综合评估。
这些测试方法可以帮助我们科学地评估低频磁场骚扰的程度和影响。
在测试时,需要使用专业的测试仪器,确保测试过程的科学性和准确性。
GB/T XXXXX.1-202X《集成电路电磁抗扰度测量第1部分:通用条件和定义》(征求意见稿)编制说明一、工作简况1、任务来源GB/T XXXXX.1-202X《集成电路电磁抗扰度测量第1部分:通用条件和定义》由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)提出,报国家标准化管理委员会批准,下达国家标准制修订项目计划20194107-T-339。
2、协作单位本标准的编制由中国电子技术标准化研究院主起草,北京智芯微电子科技有限公司、工业和信息化部电子第五研究所、天津市滨海新区军民融合创新研究院、浙江诺益科技有限公司、东南大学、上海市计量测试技术研究院、深圳市北测标准技术服务有限公司等参与完成。
3、主要工作过程2019年4月,标准主起草单位中国电子技术标准化研究院完成了编写符合GB/T 1.1-2009的标准工作组讨论稿;2019年5月,集成电路标准工作组在北京召开了本标准的讨论会,会上对标准工作组讨论稿进行了逐条审议,对重要的有歧义的技术内容进行了充分的讨论,达成了共识,会上形成了标准征求意见稿(工作组);2020年4月,标准主起草单位再次把标准征求意见稿(工作组)发送给工作组成员进行意见征求;2020年5月,标准主起草单位根据工作组单位的回复意见,对征求意见稿(工作组)进行了再次修改和完善,由此完成了标准征求意见稿。
二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题1、编制原则1)标准编制遵循“统一性、适用性、一致性、规范性”的原则,注重标准的可操作性。
本标准的编写符合GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》的编制要求;2)本标准等同采用IEC62132-1:2015《集成电路电磁抗扰度测量第1部分:通用条件和定义》;3)编写格式与IEC62132-1:2015标准一致;4)术语和定义与已有标准保持一致,例如GB/T4365-2003等。
2、主要内容本部分提供了集成电路(IC)传导和辐射骚扰电磁抗扰度测量的通用信息和定义。
辐射骚扰测试原理辐射骚扰测试是一种用于检测并评估辐射骚扰水平的技术手段。
辐射骚扰指的是在某个特定区域内,辐射源产生的电磁辐射对人体健康和设备正常工作造成的可能危害。
辐射骚扰测试的目的是了解辐射源的辐射强度、范围和对人体及设备的潜在影响,从而采取措施保护人体健康和设备正常运行。
下面就辐射骚扰测试的原理进行详细说明。
辐射骚扰测试原理主要分为以下几个步骤:1. 测量仪器准备:首先,需要准备一套专业的辐射测试仪器,包括电磁场强度测量仪、频谱分析仪、扫描接收天线等。
这些仪器通常具有较高的测量精度和频率范围,能够对不同频率和功率的电磁辐射进行准确测量。
2. 测试区域选取:根据实际需要,选择要测试的区域,可能是居民区、工作场所、医院、学校等。
测试区域应尽量典型代表该类型区域的辐射情况。
3. 测试仪器设置:将测试仪器设置在测试区域内,根据具体测量目标和要求,选择合适的测量模式和参数。
例如,电磁场强度测量仪通过设置测量频率和测量范围,可以实时监测电磁辐射强度。
4. 数据采集:通过测试仪器进行辐射测量,获取不同位置、不同频率的辐射强度数据。
测试仪器可以自动记录数据,或者通过人工记录。
5. 数据分析:将采集到的数据进行整理和分析,得出不同频率下的辐射强度分布情况。
可以绘制电磁场分布图或频谱图,进一步分析辐射源的类型、功率和空间分布。
6. 结果评估:根据测量结果,评估辐射强度是否超出相关法规和标准的限制。
同时,还要根据实际情况和相关指导性文件,对辐射强度的危害性和潜在风险进行评估。
7. 风险控制:根据评估结果,制定和实施相应的风险控制措施。
例如,在高辐射强度区域设置防护屏蔽、降低辐射源功率、改善设备排放等。
总结来说,辐射骚扰测试原理是通过测量和评估电磁辐射强度来了解辐射来源和程度。
通过选择合适的测试仪器和测试区域,获取到电磁辐射的强度分布情况,并根据相关法规和标准对测试结果进行评估和风险控制。
这样可以保护人体健康和设备正常运行,从而减少辐射骚扰的潜在危害。
芯片ESD测试标准和方法如下:
1. 标准:根据静电的产生方式以及对电路的损伤模式不同,通常分为四种测试方式,包括人体放电模式(HBM)、机器放电模式(Machine Model)、元件充电模式(CDM)、电场感应模式(FIM)。
业界通常使用前两种模式来测试,即HBM和MM。
对于HBM,等效人体电容为100pF,等效人体电阻为 1.5KΩ。
规定小于2kV的则为Class-1,在2kV~4kV的为class-2,4kV~16kV的为class-3。
2. 方法:
* 接触放电:放电对象包括金属端子(如AUX端子、VIDEO端子、FM端子外导体、所有的螺钉、裸露在外的金属板等)、可导电的表面(如喷有金属漆的JOG、面板等)、水平金属板、垂直金属板。
放电等级为±4KV。
判断标准是B级,即在测试过程中允许出现功能性、显示紊乱,但在暂停测试后短时间内可自行(在无人为的干预的情况下)恢复正常的工作状态。
* 放电方法:放电导线与枪头同时放在被测端子(表面)上,进行连续放电,放电间隔时间应不少于1秒。
先用枪头对被测端子(表面)放电,然后将枪头移开,再用放电导线对被测端子(表面)的电荷导入大地。
重复10次。
如两种测试方法的结果不同,应以恶劣的结果为准。
以上信息仅供参考,如需了解更多信息,建议咨询专业人士。
电磁干扰测试方法引言:随着电子设备的普及和电磁环境的复杂化,电磁干扰日益成为影响设备正常运行的重要因素。
为了保证设备的稳定性和可靠性,电磁干扰测试成为必要的环节。
本文将介绍电磁干扰测试的基本原理、测试方法和常见仪器设备。
一、电磁干扰测试的基本原理电磁干扰测试是通过模拟真实工作环境中的电磁干扰场景,检测设备在这种场景下的抗干扰能力。
其基本原理是在设备周围引入电磁干扰源,通过测量设备的输出信号,判断设备在电磁干扰场景下的工作状态。
二、电磁干扰测试的常见方法1. 辐射发射测试:通过测量设备在工作状态下辐射出的电磁波,判断设备是否存在辐射干扰。
常用的测试方法有近场扫描、远场扫描和电磁暗室测试。
2. 寄生耦合测试:通过模拟设备周围的电磁干扰源,将干扰信号注入设备的输入或输出端口,测量设备的输出信号,判断设备是否存在寄生耦合干扰。
常用的测试方法有干扰电压法和干扰电流法。
3. 传导干扰测试:通过模拟设备周围的传导路径,将干扰信号注入设备的电源线或信号线,测量设备的输出信号,判断设备是否存在传导干扰。
常用的测试方法有开路法和短路法。
三、电磁干扰测试的常见仪器设备1. 频谱分析仪:用于测量设备在频率范围内的辐射电磁波,判断设备的辐射干扰情况。
2. 信号发生器:用于产生干扰信号,模拟真实工作环境中的电磁干扰源。
3. 示波器:用于测量设备的输入和输出信号,判断设备是否存在寄生耦合或传导干扰。
4. 暗室:提供一个电磁屏蔽的环境,用于进行辐射发射测试,排除外界干扰对测试结果的影响。
四、电磁干扰测试的步骤1. 制定测试计划:根据设备的特性和工作环境的要求,确定测试的范围、方法和仪器设备。
2. 搭建测试平台:根据测试计划,搭建适合的测试平台,包括电磁干扰源、被测设备和测试仪器。
3. 进行测试:根据测试方法,对设备进行辐射发射测试、寄生耦合测试和传导干扰测试。
4. 分析测试结果:根据测试数据,分析设备在电磁干扰场景下的工作状态,判断设备的抗干扰能力是否符合要求。
集成电路电磁干扰EMC测试方法标签:电磁干扰 EMC测试一、前言:集成电路产业是我国高新技术产业的一个重要部分,它带动了其它产业的蓬勃发展,集成电路已成为各个行业中电子、机电设备智能化的核心,起着十分重要的作用。
近年来越来越多的电路设计人员和应用人员开展集成电路的EMC 设计和测试方法的研究,EMC性已成为衡量集成电路性能的又一重要技术指标。
随着集成电路集成度的提高,越来越多的元件集成到芯片上,电路的功能和密度增加了,传输脉冲电流的速度提高了,工作电压降低了,集成电路本身的电磁骚扰与抗干扰问题已成为集成电路的设计、制造业关注的课题。
集成电路EMC的研究不仅涉及集成电路自身的电磁骚扰与抗扰度测试和设计方法研究,而且有必要与集成电路的应用相结合,将强制性标准对设备和系统的EMC要求,结合到集成电路的设计中,使电路更易于设计出符合标准的最终产品。
电磁骚扰小的集成电路更有利于产品的EMC设计,可以减少系统设计的负担,节约滤波、屏蔽等措施的费用,因此开展集成电路的EMC设计和检测研究能为电路的应用提供设计指南,节约最终产品的成本。
集成电路的广泛应用,反过来对其又提出了更高的要求,人们需要性能更好、可靠性高、成本更低的集成电路。
从20世纪60年代以来正如摩尔定律预计的那样每隔18到24个月芯片上的元件数翻了一番,出现了在芯片的价格持续降低的同时,性能和可靠性不断提高的行业特点。
集成的元件数的提高可以通过减小芯片上的关键尺寸(CD)或最小化特征尺寸来实现,这样在集成度提高的同时芯片的速度也提高了。
由于集成电路通过高速的脉冲数字信号来进行工作,工作频率越高产生的电磁骚扰频谱越宽,越容易引起对外辐射的EMC方面的问题。
二、研究对象在集成电路电磁骚扰研究检测领域,通常将直接从芯片上的电路和集成电路封装产生的电磁发射称为辐射骚扰;将由集成电路引脚注入到印制电路板的布线或电缆上的脉冲电流引起的电磁发射称为传导骚扰1。
一般芯片上的电路和集成电路封装产生的直接辐射骚扰比由射频电流通过外围电路产生的电磁辐射小得多。
连续骚扰电压试验不确定度评定连续骚扰电压试验不确定度评定1 目的保证检测数据的准确可靠,确保正确的量值传递。
2 适用范围适用于本中心实验室连续骚扰电压试验检测结果扩展不确定度的评定。
3 不确定度的评定步骤3.1测量方法根据GB4343.1《电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第一部分:发射》的测试方法,用EMI测试系统进行测试,单独测量一次即为所需数值。
3.2数学模型V=V r式中:V—被检测样品某频率点的准峰值V r—被检测样品某频率点实测的准峰值3.3标准不确定度A类评定测量电暖器NC7U在200kHz的频率点上的准峰值,每次测量完毕,测试系统和样品回复到初次状态,关闭电源,拆除全部连接电缆,以保证每次测量结果保持独立,最佳估计是6次独立测量的结果,并用贝塞尔公式计算实验标准偏差,测试数据见下表:实际检测中只进行一次试验,则测量重复性导致的测量不确定度为: 单次测量:V 1=s=0.39dB 3.4 标准不确定度B 类评定:3.4.1接收机测量引起的不确定分量:由设备说明书得出a 2=1dB ,矩形分布,则:220.58V a dB ===3.4.2接收机脉冲响应特性引起的不确定分量:由设备说明书得出a 3=1.5dB, 矩形分布,则:33 1.5/0.87V a dB ===3.4.3接收机脉冲重复频率响应引起的不确定分量:由设备说明书得出a 4=1.5dB, 矩形分布,则:44/ 1.50.87V a dB ===3.4.4人工电源网络的电压分压系数引起的不确定度分量:由设备说明书得出a 5=0.5dB, 正态分布K=2,则:55/20.5/20.25V a dB ===3.4.5人工电源网络的阻抗引起的不确定度分量:由设备说明书得出a 6=0.9dB, 三角形分布,则:660.90.37V a dB ===3.4.6人工电源网络的接收机端口与接收机之间失配引起的不确定度分量,由设备说明书得出a 7=0.26dB, U 型分布,则:770.21V a dB ===3.4.7端口匹配特性(150kHz~30MHz ),接收机精度校准中已包含端口匹配影响,已包含在接收机误差中;屏蔽室恒温恒湿恒压,可保障较低的电磁背景噪音,环境的影响,可忽略。
低频磁场骚扰测试方法低频磁场骚扰测试方法低频磁场骚扰是一种可能在个人生活中遇到的问题,而进行测试是确认是否存在此类问题的第一步。
本文将介绍一些常见的低频磁场骚扰测试方法,以帮助读者解决此类问题。
方法一:磁场仪测试1.准备一台磁场仪,这是一种能够测量磁场强度的仪器。
2.打开磁场仪,校准仪器确保准确度。
3.在感到骚扰的地点,将磁场仪靠近身体或其它可能受到影响的物体上。
4.观察磁场仪的读数,如果读数超过了正常范围,可能存在低频磁场骚扰的问题。
方法二:移动设备应用测试1.在手机或平板电脑上搜索并下载一款能够检测磁场的应用程序。
2.打开应用程序,根据应用的指引进行校准。
3.拿着手机或平板电脑,将其靠近感到骚扰的地点。
4.观察应用程序的读数,如果读数超过了正常范围,可能存在低频磁场骚扰的问题。
方法三:专业机构测量1.寻找一家专门从事低频磁场骚扰测试的机构或专家。
2.与该机构或专家联系,预约测试时间并了解所需材料。
3.在预定的时间,机构或专家将前往感到骚扰的地点进行测试。
4.等待测试结果,根据结果确定是否存在低频磁场骚扰的问题。
方法四:自行排除干扰源1.对可能干扰的设备进行排查,例如家用电器、电线、电子设备等。
2.逐个关闭这些设备,观察骚扰是否消失。
3.如果骚扰在关闭某个设备后消失,可能存在该设备引发的磁场骚扰问题。
4.考虑更换或修复这个设备,或采取其它措施来解决问题。
方法五:寻求专家咨询1.如果上述方法仍未解决问题,寻求专家咨询是一个明智的选择。
2.联系相关领域的专家,向他们咨询并解释遇到的骚扰情况。
3.专家可以提供进一步的测试、建议和解决方案。
4.根据专家的建议,采取适当的措施来应对低频磁场骚扰。
希望本文提供的低频磁场骚扰测试方法能帮助读者解决问题。
鉴于每个案例可能不同,读者可以结合实际情况选择最适合自己的方法。
方法六:屏蔽措施1.如果确认存在低频磁场骚扰问题,可以考虑一些屏蔽措施。
2.使用专门设计的磁场屏蔽材料来减少磁场的影响。
集成电路电磁骚扰测试方法发布日期:2010-07-20 作者:江苏省电子产品监督检验所王敏良本文分析了高频数字集成电路产生电磁发射的原因及其电磁发射的测量原理,简要说明了集成电路电磁骚扰的几种测试方法及其理论依据,介绍了法拉第笼法与磁场探头法的测试系统及其在产品设计方面的应用前景。
关键词:集成电路、电磁兼容、测试1. 前言集成电路产业是我国高新技术产业的一个重要部分,它带动了其它产业的蓬勃发展,集成电路已成为各个行业中电子、机电设备智能化的核心,起着十分重要的作用。
集成电路的广泛应用,反过来对其又提出了更高的要求,人们需要性能更好、可靠性高、成本更低的集成电路。
从20世纪60年代以来正如摩尔定律预计的那样每隔18到24个月芯片上的元件数翻了一番,出现了在芯片的价格持续降低的同时,性能和可靠性不断提高的行业特点。
集成的元件数的提高可以通过减小芯片上的关键尺寸(CD)或最小化特征尺寸来实现,这样在集成度提高的同时芯片的速度也提高了。
由于集成电路通过高速的脉冲数字信号来进行工作,工作频率越高产生的电磁骚扰频谱越宽,越容易引起对外辐射的电磁兼容方面的问题。
近年来越来越多的电路设计人员和应用人员开展集成电路的电磁兼容设计和测试方法的研究,电磁兼容性已成为衡量集成电路性能的又一重要技术指标。
随着集成电路集成度的提高,越来越多的元件集成到芯片上,电路的功能和密度增加了,传输脉冲电流的速度提高了,工作电压降低了,集成电路本身的电磁骚扰与抗干扰问题已成为集成电路的设计、制造业关注的课题。
集成电路电磁兼容的研究不仅涉及集成电路自身的电磁骚扰与抗扰度测试和设计方法研究,而且有必要与集成电路的应用相结合,将强制性标准对设备和系统的电磁兼容要求,结合到集成电路的设计中,使电路更易于设计出符合标准的最终产品。
电磁骚扰小的集成电路更有利于产品的电磁兼容设计,可以减少系统设计的负担,节约滤波、屏蔽等措施的费用,因此开展集成电路的电磁兼容设计和检测研究能为电路的应用提供设计指南,节约最终产品的成本。
2. 研究对象在集成电路电磁骚扰研究检测领域,通常将直接从芯片上的电路和集成电路封装产生的电磁发射称为辐射骚扰;将由集成电路引脚注入到印制电路板的布线或电缆上的脉冲电流引起的电磁发射称为传导骚扰1。
一般芯片上的电路和集成电路封装产生的直接辐射骚扰比由射频电流通过外围电路产生的电磁辐射小得多。
从电磁发射的角度来看,电路板上布线与连接电缆构成了电磁发射的天线。
由集成电路内部产生的射频电流,通过引脚和与之相连的PCB 板上的连线向外发射,引脚和连线形成了等效的发射天线,产生了无意发射。
向外发射功率的大小可由式(1)来计算:(1)其中Rr为无意发射天线的等效发射阻抗,I RF为IC工作时产生的射频电流。
由此可以看出评价集成电路传导骚扰可通过测量集成电路引脚的射频电流来进行。
在数字集成电路中,该射频电流是由电路芯片和驱动电路产生的脉冲射频电流。
如图1是集成电路的电流分布示意图,Z L为连接输出端口外围电路的等效阻抗,I P为输出电平由低电平到高电平时的输出电流,I SS为输出电平由高电平到低电平时的输出电流,I CC为输出级电路的供电电源的电流。
当电路工作时,瞬时脉冲电流一部分从旁路电容C B得到,另一部分来自供电电源I PS。
经过旁路电容的电流大小与旁路电容相对于集成电路的放置位置、布线情况、电容的特性有关,即与连接旁路电容的串联阻抗、谐振频率等电容本身的特性有关。
通常旁路电容为高频信号提供一个低阻抗回路,这样电流的高频部分由电容来提供,其余由电源提供形成输出电流。
图1 数字集成电路的芯片与I/O电路电流分布可以看出,外围电路的变化会对电流的分布情况产生影响,因而测试应在专门设计的电路板上进行。
在确定的电路板上,集成电路的电磁发射的水平,可通过测出的电源端和输出端口电流来描述。
3. 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1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4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6所示。
图4 工作台法拉第笼法图5 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。
该方法来源于IEC61000-4-6,当线路板的电尺寸较小,也就是尺寸,如在1GHz 频率线路板尺寸小于0.15m 时,连接线路板的电缆成为集成电路的发射天线,电磁发射主要由这些天线产生,相对这些天线,由集成电路本身产生的发射小得多,通常可以忽略。
从该方法的原理可以看出,测试结果中还体现了如下因数的影响:电路板的布线结构;集成电路的去耦措施;电容、电感等分立元件的高频性能以及集成电路内部不同功能模块工作时的影响。
所以用专门制作的标准测试板测试可以比较集成电路电磁兼容性能,而用实际电路板还可以评估实际应用场合所设计的线路板的电磁兼容性能。
在共模测试端测得的电压与测试距离为10米时的骚扰场强的关系大致为:实际场强数值与线路板及引线的结构和长度有很大的关系。
5) 磁场探头法该方法用于测量由集成电路输出到线路板引线上的射频电流引起的电磁辐射,与该激励电流有关的引线、电源层和地层以及与线路板相连的电缆起到了发射天线的作用,产生的场强的大小与该电流成正比。
线路板的设计,虚拟天线的发射效率,射频电流的耦合因子等因数也会影响最终场强的大小,而集成电路的射频电流是产生电磁辐射的根源。
所以测量集成电路产生的射频电流可作为评价集成电路、PCB 板及系统电磁兼容特性的一个方法。
采用一个微型磁场探头在被测线路(如电源线或I/O线)上的特定位置测量其磁场就可经计算得出被测引线上的电流大小。
在该磁场探头放置精确的情况下用这种方法所得的测试结果的可重复性比较高。
我所根据工作台法拉第笼法和磁场探头法建立了两个方法的测试系统,测试仪器采用Agilent公司的频谱分析仪E4440A和26dB的预放大器。
E4440A的频率范围为10Hz—26.5GHz,它的分辨率带宽可从1Hz-8MHz的范围内选择,并具有附合CISPR标准的电磁干扰测试分辨率带宽和峰值、准峰值和平均值检测模式,它还具有MIL-STD-461E标准要求的带宽和检波方式,适合用于电磁骚扰的测试与评估。
测量小信号的灵敏度很高,在1Hz时底噪声可达到-160dBm,配上预放大器,即使磁场探头的插入损耗大,也足以检测到较小的干扰信号。
为提高测量准确度,系统配备了射频电压校准功能,使仪器的测量误差小于1dB。
工作台法拉第笼法和磁场探头法的特点是不仅能测试专用测试电路的电磁兼容性,还可以在实际的应用板上进行测试,可作为不同设计应用方案的性能评估,评价实际应用线路板的电路电磁兼容性能,这样集成电路生产企业与应用集成电路设计产品的工程师都能利用该方法进行检测。
由于其体积小,使用方便,可方便电磁兼容设计人员查找产品电路设计、结构布局方面存在的问题,在电路设计改进阶段和产品的整改阶段提供帮助。