一、 依据IEC61967的IC电磁发射测试系统-TEM小室法概述
集成电路的电磁兼容性正日益受到重视。电子设备和系统供货商努力改进其产品以满足电磁兼容规格,降低电磁发射和增强抗干扰能力。尤其是近年来集成电路频率越来越高,整合的晶体管数目越来越多,集成电路的电源电压越来越低,芯片特征尺寸进一步减小,但越来越多功能,甚至是一个完整的系统都能被整合在单一芯片中,这些发展使芯片级电磁兼容更加突出。现在,集成电路供货商也必须考虑自己产品电磁兼容方面的问题。
二、 依据IEC61967的IC电磁发射测试系统-TEM小室法中的TEM小室
TEM小室提供了针对DUT的敏感度或者辐射发射的宽带测量方法。TEM小室不像传统天线具有带宽、非线性相位、方向性以及极化方向等固有的限制。TEM小室时经过扩展的传输线,其中传播来自外部或者内部源的横电磁波。这种波由彼此正交的电场和磁场构成,波平面与其在小室或者传输线的传播方向垂直。这种场时模拟阻抗为377Ω的自由空间中的平面场。TEM模式没有低端截止频率,这样小室可以根据需要工作在尽可能低的频率下。
三、 测试方案
目前,IEC61967标准用于频率为150kHz~1GHz的集成电路电磁发射测试,包括以下六部分:
① 通用条件和定义(参考SAE J1752.1)
② 辐射发射测量方法-TEM小室法(参考SAE J1752.3)
③ 辐射发射测量方法-表面扫描法(参考SAE J1752.2)
④ 传导发射测量方法-1Ω/150Ω直接耦合法
⑤ 传导发射测量方法-法拉第笼法WFC
⑥ 传导发射测量方法-磁场探头法
依据IEC61967的IC电磁发射测试系统-TEM小室法,其实就是一个变型的同轴线:
在此同轴线中部,由一块扁平的芯板作为内导体,外导体为方形,两端呈锥形向通用的同轴器件过渡,一头连接同轴线到测试接收机,另一头连接匹配负载,如下图所示。小室的外导体顶端有一个方形开口用于安装测试电路板。其中,集成电路的一侧安装在小室内侧,互连线和外围电路的一侧向外。这样做使测到的辐射发射主要来源于被测的IC芯片。受测芯片产生的高频电流在互连导线上流动,那些焊接引脚、封装连线就充当了辐射发射天线。当测试频率低于TEM小室的一阶高次模频率时,只有主模TEM模传输,此时TEM小室端口的测试电压与骚扰源的发射大小有较好的定量关系,因此,可用此电压值来评定集成电路芯片的辐射发射大小。
(依据IEC61967的IC电磁发射测试系统-TEM小室法)
依据IEC61967的IC电磁发射测试系统-TEM小室法辐射发射测试示意图
全套测试系统,由以下几个部分组成:
1.EMI测试接收机,可选ESL3或者ESL6
标准对频谱仪或接收机的要求:
·频率范围覆盖150kHz-1GHz
·峰值检波、带*大值保持功能
·分辨率带宽的设置如下表:
测量仪器
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频段
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150kHz-30MHz
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30MHz-1GHz
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频谱分析仪(3dB)
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10kHz
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100kHz
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接收机(6dB
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9kHz
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120kHz
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R&S® ESL EMI测试接收机,是一台能依据*新标准进行电磁干扰测试的EMI接收机,同时也是一台全功能的频谱分析仪。
ESL3 EMI测试接收机,完全符合IEC 61967标准要求,同时还能对设备级产品进行电磁兼容预测试。
2.测试电路板
对集成电路的EMC测试,被测IC需要安装在一块印制电路板上,为提高测试的方便性与重复性,标准规定了电路板的规格,标准电路板的大小与TEM小室顶端的开口大小匹配。
IC测试电路板,完全依据集成电路电磁兼容测试要求设计,由下列部件构成:
· 测试板
·GND平面GND22-04
·连接板CB 0706
·IC适配器
·控制单元
3.TEM小室
主要技术参数:
·频率范围:DC-2GHz
·*大驻波比:1.2:1
·RF连接器:N型
·*大输入功率:500瓦
·10V/m电场场强所需功率:<3.7mW
·1000V/m电场场强所需功率:<37瓦
· *大EUT尺寸(cm):6x6x1
·外形尺寸(cm):15.2 x 9.9 x 33.8