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:

其中Rr为无意发射天线的等效发射阻抗,IRF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(一)是集成电路的电流分布示意图,ZL 为连接输出端口外围电路的等效阻抗,IP 为输出电平由低电平到高电平时的输出电流,ISS 为输出电平由高电平到低电平时的输出电流,ICC 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CB得到,另一部分来自供电电源IPS。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。

集成电路的EMC设计和测试方法解析

图(一)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。

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。

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