GB/T 42968.5-2025 集成电路 电磁抗扰度测量 第5部分：工作台法拉第笼法
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资料介绍
ICS 31.200 CCS L 56
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 42968.5—2025
集成电路 电磁抗扰度测量
第 5 部分:工作台法拉第笼法
Integrated circuits—Measurementofelectromagneticimmunity—
Part5: Workbench Faraday cagemethod
2025-12-02发布 2025-12-02实施
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发
布
GB/T 42968.5—2025
目 次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 通则 1
4. 1 测量原理 1
4. 2 基本试验布置 2
4. 3 工作台方法 2
5 试验条件 2
6 试验设备 3
7 试验布置 3
7. 1 通则 3
7. 2 屏蔽和环境场强 3
7. 3 工作台布置 3
7. 4 试验板的连接 4
7. 5 共模点 4
7. 6 工作台法拉第笼 — 具体实现 6
7. 7 试验板 6
8 试验程序 6
8. 1 通则 6
8. 2 工作台法拉第笼的试验要求 7
9 试验报告 7
附录 A (资料性) 共模阻抗 8
附录 B (资料性) 工作台法拉第笼法的原理 9
附录 C (规范性) 工作台法拉第笼(WBFC)的详细规范 10
C. 1 机械参数 10
C. 2 150 Ω 网络校准 11
附录 D (资料性) 射频抗扰度等级 13
D. 1 概述 13
D. 2 抗扰度电平关系 13
参考文献 15
Ⅰ
GB/T 42968.5—2025
前 言
本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。
本文件是 GB/T 42968《集成电路 电磁抗扰度测量》的第 5 部分 。GB/T 42968 已经发布了以下部分 :
— 第 1部分 :通用条件和定义 ;
— 第 2部分 :辐射抗扰度测量 TEM小室和宽带 TEM小室法 ;
— 第 3部分 :大电流注入(BCI)法 ;
— 第 4部分 :射频功率直接注入法 ;
— 第 5部分 :工作台法拉第笼法 ;
— 第 8部分 :辐射抗扰度测量 IC带状线法 ;
— 第 9部分 :辐射抗扰度测量 表面扫描法 。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。
本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出 。
本文件由全国集成电路标准化技术委员会(SAC/TC599)归 口 。
本文件起草单位 : 中国电子技术标准化研究院 、天津先进技术研究院 、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 、厦门海诺达科学仪器有限公司 、中山大学 、广州市诚臻电子科技有限公司 、华东师范大学 、北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司 、中国汽车工程研究院股份有限公司 、中国信息通信研究院 、重庆邮电大学 、中国计量大学 、中国科学院空间应用工程与技术中心 、中国合格评定国家认可中心 、东莞职业技术学院 、北京星河亿海科技有限公司 、西安优来测科技有限公司 、威凯检测技术有限公司 、中家院(北京)检测认证有限公司 。
本文件主要起草人 : 崔强 、孙美秋 、廉鹏飞 、吴建飞 、方文啸 、邵鄂 、付君 、赵扬 、梁吉明 、李楠 、李齐 、谭泽强 、菅端端 、王紫任 、张红升 、李燕 、孙莉 、刘佳 、郑晓东 、熊伟杰 、刘易勇 、郑上上 、李子秋 。
Ⅲ
GB/T 42968.5—2025
引 言
为规范集成电路电磁抗扰度测量 , 以及为集成电路制造商和检测机构提供不同的电磁抗扰度测量方法 ,GB/T 42968《集成电路 电磁抗扰度测量》规定了集成电路电磁抗扰度测量的通用条件 、定义和不同测量方法的试验程序和试验要求 ,拟由 7个部分构成 。
— 第 1部分 :通用条件和定义 。 目的在于规定集成电路电磁抗扰度测量的通用条件和定义 。
— 第 2部分 :辐射抗扰度测量 TEM小室和宽带 TEM 小室法 。 目 的在于规定 TEM 小室和宽带 TEM小室法的试验程序和试验要求 。
— 第 3部分 :大电流注入(BCI)法 。 目的在于规定大电流注入法的试验程序和试验要求 。
— 第 4部分 :射频功率直接注入法 。 目的在于规定射频功率直接注入法的试验程序和试验要求 。
— 第 5部分 :工作台法拉第笼法 。 目的在于规定工作台法拉第笼法的试验程序和试验要求 。
— 第 8部分 :辐射抗扰度测量 IC带状线法 。 目的在于规定 IC带状线法的试验程序和试验要求 。
— 第 9部分 :辐射抗扰度测量 表面扫描法 。 目的在于规定表面扫描法的试验程序和试验要求 。
Ⅳ
GB/T 42968.5—2025
集成电路 电磁抗扰度测量
第 5 部分:工作台法拉第笼法
1 范围
本文件描述了一种用于量化安装在标准试验板或其最终应用的印制电路板(PCB) 上的集成电 路(IC)对电磁传导骚扰的射频抗扰度测量方法 。
本文件适用于在物理尺寸小的试验板上使用的能执行 “独立 ”功能的 IC。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。
GB/T 2900. 74 电工术语 电路理论
GB/T 4365 电工术语 电磁兼容
GB/T 17626. 6 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度
GB/T 42968. 1 集成电路 电磁抗扰度测量 第 1部分 :通用条件和定义
3 术语和定义
GB/T 42968. 1、GB/T 2900. 74和 GB/T 4365界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 3. 1
共模点 common-modepoint
电路或 PCB上的节点,在该节点,一个点作为信号端子 ,第二个端子是信号的参考(形成二端子端口) 。
示例 : 以工作台法拉第笼的底部作为外部参考 ,PCB边缘的接地参考平面(Vss平面)认为是一个共模点 。 3.2
共模端口 common-modeport
电路或连接器端口的虚拟节点,在该节点,信号为该端口相对于参考端口的所有信号的矢量和(包括地) 。
示例 : 工作台法拉第笼的底部认为是外部参考 。在多线的共模端 口 ,该节点可用无源求和网络来建立 。
注 : 对于屏蔽(多线)电缆 , 电缆的屏蔽层用作共模端口端子 。在这种情况下 ,共模点为该电缆的屏蔽层 。
4 通则
4. 1 测量原理
工作台方法源自 GB/T 17626. 6。该文件中描述的方法假设电源电缆和信号电缆都与电小尺寸的试验板相连 , 电缆尺寸不大于λ/2,例如 1 GHz时为 0. 15 m。这些连接电缆成为主要的天线 ,感应的射频(RF)骚扰通过这些 “天线 ”注入给试验板 。
1
GB/T 42968.5—2025
注 : 试验板及其连接电缆部分用低介电常数的材料进行支撑 , 比如假定 εr=1, 同时见 7. 7。
连接电缆应具有供电 、通信和其他信号接口等功能 ,且这些电缆通常与同一平面内的其他电缆的几何走向不同 。
每个端口的天线(共模)阻抗归一化为 150 Ω,在不同频段该阻抗具有不同的允差 ,见附录 A。通过向这些共模阻抗注入电流或串联电压 ,可进行 RF抗扰度试验 。
这种方法直接注入给 IC封装的射频骚扰非常小 ,与通过连接电缆注入的骚扰相比 ,通常可以忽略不计 ,对于 IC封装 ,可将 GB/T 42968. 2作为附加试验方法 。 由于感应电流会流过试验板的参考面 , 因此也可建立通过封装的电压和电流之间的间接耦合 。
根据试验原理 ,工作台方法可表明试验板布局 、IC 电源去耦 、所用分立元件(电容 、电感) 的 RF性能以及所采取的措施(例如片上去耦 、滤波输入以及所用的施密特触发器等)对 IC 的影响 。不同的受试IC应使用类似的运行模式(通过软件或功能) 以便进行比较 。此外 ,也可对一个 IC 的不同运行模式进行比较 , 即确定 IC 内部各个块受到的影响 。
4.2 基本试验布置
射频(RF)抗扰度测量应在金属参考平面 上 进 行 , 开 放 式 布 置 见 图 1 所 示(依 据 GB/T 17626. 6) 。在进行 RF抗扰度试验时 ,通过使用耦合和去耦网络(CDN)的共模阻抗 ,施加的骚扰电压和局部产生的电场/磁场之间的关系可通过计算得到 。
4.3 工作台方法
耦合和去耦原则上与 GB/T 17626. 6 给出的方法类似 ,见图 1。对于该工作台方法 ,使用一个小型法拉第笼 ,其原理见附录 B。连接到试验板上的一些共模点(到 PCB 的地)或端口(如所指的信号)的分离电阻器用于表示耦合 。
注 : RF源(发生器和功率放大器)依次连接到其中的一个 CDN。所有其他 CDN均需端接 50 Ω。
图 1 传导抗扰度测量方法— 通用布置
电源线和/或其他输入/输出线的去耦是通过铁氧体磁芯形成的电感和安装在法拉第笼壁上的馈通滤波器实现的 ,在关注的频率范围内该电感的阻抗远大于 150 Ω。工作台的基本布置见 7. 3。
5 试验条件
试验条件应按 GB/T 42968. 1 的规定 。
工作台方法可用于 IC 的独立试验或对比试验 ,可在预先确定的标准试验板或实际使用的电路板上
2
GB/T 42968.5—2025
进行试验 。
如果使用不满足 GB/T 42968. 1规定的试验板进行试验 ,则应对该试验板进行详细描述 , 以使测量能够重复进行 。必要时 ,应在试验报告中包括试验板的布局和电路图 。
6 试验设备
试验设备应满足 GB/T 42968. 1 的要求 。
为了进行 RF抗扰度试验 ,规定了试验发生器的开路电压 。 串联电阻(耦合网络的 100Ω)的加入不会影响试验发生器的开路电压 。 因此在抗扰度试验中不应施加任何补偿 。
所用试验发生器应满足下列要求 。
— 能覆盖整个试验频率范围 ,可产生 1 kHz、80%的正弦波幅度调制 ,应具有自动扫频和/或手动控制 。
注 1: 在保持峰值 RF电平时 ,能施加 80%调制深度 ,见 GB/T 42968. 1。
— 具有足够频率范围的衰减器 T1(典型值 0 dB~40 dB) ,用于控制试验发生器的骚扰电平 。T1可能且通常包含在 RF发生器内 ,见图 2。
—RF开关 S1用于在抗扰度试验中通/断骚扰信号 。 S1可包含在 RF发生器 内 , 是 可 选 的 , 见图 2。
— 当 RF发生器输出功率不足时 ,可用 RF功率放大器(PA) 来放大信号 。RF功率放大器(PA)应有适当的频率范围 , 以覆盖整个试验频率范围 。失真应比载波电平的幅度至少低 20 dB。
— 当试验板上具有模拟/数字混合功能电路时 ,如果 RF发生器和 RF功率放大器的谐波和次谐波在该电路的有用频率范围内 ,则应使用适当的滤波器进行抑制 。
— 必要时 ,应使用低通/高通滤波器 , 以防止有用信号与测量电压互相影响 。所用的滤波器应在试验报告中描述 。
RF功率放大器(50Ω)与耦合装置(150Ω)之间的失配 。此外 ,T2要尽可能靠近耦合装置 。
— 衰减器 T2(固定为 6 dB,特性阻抗 Zo= 50Ω)要有足够的额定功率 。T2可减小 RF发生器或
注 2: T2能包含在耦合装置内 ,如果 RF信号发生器或 RF功率放大器的输出在规定负载条件下能满足本文件的要求则其能省去 。
工作台的物理尺寸按附录 C。
7 试验布置
7. 1 通则
试验布置应满足 GB/T 42968. 1 的要求 。
7.2 屏蔽和环境场强
工作台法拉第笼为屏蔽布置 , 因此不需要额外的屏蔽 。 工作台法拉第笼在 10 MHz~ 1 GHz频率范围内的屏蔽效能应不小于 40 dB。
注 : 当由布置产生的场强不会干扰其他设备时 ,能使用 GB/T 17626. 6 给出的非屏蔽布置 。
7.3 工作台布置
RF抗扰度试验的工作台布置如图 2 所示 。受试试验板或 GB/T 42968. 1 中规定的试验板水平放置在底板上方 30 mm 高的绝缘支撑物上 ,并使受试 IC面向底板 。
3
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7.4 试验板的连接
与受试试验板或专用试验板的所有功能连接 ,如电源和辅助设备 ,均需通过安装在笼壁上的专用馈通滤波器 。这些滤波器的所有导线都需要在铁氧体环芯进行缠绕 , 目的是在试验板和法拉第笼的参考面(壁面/底面)之间产生高共模阻抗(150kHz时 ZLCM ≥300Ω) 。
a 应依次在每个端口端接 ;
b 铁氧体阻抗远大于 150 Ω。
图 2 使用工作台法拉第笼进行 RF抗扰度试验的布置
7.5 共模点
7.5. 1 通则
为了试验结果的重复性 ,选择的共模点应明确 , 因为试验产生的电流分布取决于共模点的位置 。 当信号发生器施加信号时 ,将产生电场 、磁场和共模阻抗的耦合 , 同时见附录 C。
试验发生器应依次连接到各注入端 口 。应记录 EUT最坏情况下的反应[探测(解调的低频(LF)信号) 、抖动 、DC偏移] 。依次将试验板旋转 90°,然后再重复两次试验 。 因此 ,得到的结果应为最坏情况 。
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IC
(n-1)
图 3 共模点选择数量的影响
试验使用的共模点数量(2个 、3个或 4个)应记录在试验报告中 , 因为该数量对试验结果产生显著的影响 ,见图 3。端接 2个端口与端接 4个端口相比 ,估计试验结果会有 4 dB 的误差 。 因此 ,推荐使用连接 2个端口的布置 ,所有其他连接断开或通过铁氧体磁芯去耦 ,见图 4。
7.5.2 对比试验
对于对比试验 ,使用标准试验板 ,依次使用试验板相对侧边的 2个共模点进行 4次测量 。前两次测量如图 4所示 。 电压应以串联方式依次注入给 100 Ω 负载 , 同时另一个 100 Ω 负载用 50 Ω 电阻端接 。后两次测量类似 ,试验板旋转 90°后重复上述测量 ,此时 2 个共模点要连接在试验板的相邻侧边上 。应记录在所有方向上注入过程中产生的响应 。
图 4 共模点的位置
7.5.3 实际使用
共模点的位置和数量应布置为能代表实际使用的情况 。试验板上共模点的典型连接位置位于信号输入 、电源和信号输出处及其附近的 PCB接地平面上(见图 2 和图 4) 。 至少应使用两个点依次连接到试验板上的共模点,即一个用于骚扰信号注入 ,另一个用于端接负载 。
通常 ,共模点应连接到 PCB地上这样的位置 , 即在该位置一组导线或电缆连接到试验板 。 在实际
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应用中 ,几何走向相同的多根导线宜当作一根电缆考虑 。对于小尺寸的试验板(≤0. 01 m2 ) ,共模点的推荐数量为 2个 ,最多不能超过 5个 。所用试验布置的照片可包含在试验报告中 。
7.6 工作台法拉第笼— 具体实现
工作台法拉第笼的物理尺寸如图 C. 1 和图 C. 2所示 。
BNC馈通连接器安装在 0. 03 m 高的侧壁上 。通常 5个连接器是足够的 :2个过壁型连接器用于依次连接试验板(输入 、输出和电源)所选的共模点,另外 3个馈通连接器用于其他功能用途 。这些连接器可放置在法拉第笼相对的侧壁上 ,例如 2个连接器安装在一侧 ,另外 3个连接器安装在另一侧 。
适当的 I/O信号馈通连接器和滤波器应安装 在 工 作 台 的 一 个 壁 面 上 , 以 便 EUT 能 按 预 期 工 作 。例如 , 以下给出的馈通连接器和滤波器可作为参考 :
— 6个馈通电容器(62nF,16A,500V) ;
—4个 π 型滤波器(2× 1. 35 nF+8μH) ,如图 C. 3所示 。
选用这些低通馈通滤波器的目的是在 50 Ω情况下 ,几百 kHz的功能信号的性能不会受到影响 。必要时 ,可使用更多的或者其他特定的滤波器 。这些滤波器应在试验报告中进行描述 。
通过增加共模电感以在 150kHz~ 1 GHz频率范围内产生高的共模阻抗来实现去耦 。这种阻抗通过使用吸收性的 、非导电的铁氧体材料(例如镍锌) 来实现 。也可使用 μr≥1 000 的材料 。绕组的最小数量取决于铁氧体的尺寸和类型 。在 150kHz时 ,至少需要 300 Ω 的共模阻抗才能满足表 A. 2 的阻抗要求 。
150 Ω共模阻抗来自试验结果[3] 、[4] 。对于特定应用 , 当认为合适时 ,所提出的方法也可使用较低的共模阻抗 ,例如 50 Ω。 当不使用 150 Ω 的标称值时 ,这种偏差宜在试验报告中予以说明 。
共模阻抗应由一个 BNC机箱连接器 ,4个并联的 390 Ω 电阻和一个鳄鱼夹组成的结构来设置 ,见图 C. 4所示 。整个 导 体 的 直 径 宜 为 13 mm ± 1 mm。 导 体 应 放 在 参 考 平 面 (通 常 是 笼 的 底 部) 上 方0. 03 m处 。这样就形成了特性阻抗为 150Ω±50Ω 的传输线 ,见图 C. 6所示 。通常情况下 ,平均长度为0. 1 m 的传输线是足够的 。 只要能满足阻抗要求 ,也可使用其他长度的传输线 。
工作台法拉第笼的底部与受试试验板之间的 测 量 高 度 应 为 0. 03 m , 可 通 过 使 用 绝 缘 支 撑 物 来 确保 ,例如聚苯乙烯泡沫 。
7.7 试验板
根据试验目的 ,可使用不同类型的试验板 。
a) 预符 合 性 试 验 。 可 使 用 任 意 的 试 验 板 (PCB) , 要 求 试 验 板 的 边 缘 到 法 拉 第 笼 壁 的 距 离 为
0. 06 m或以上 。
b) 绝对比对 。试验板应满足 GB/T 42968. 1 的规定 。
8 试验程序
8. 1 通则
试验程序按照 GB/T 42968. 1 的规定 。本章描述了工作台的具体要求 。
— 应将试验发生器依次连接到每个端口进行试验 , 同时用 50 Ω 电阻端接其他耦合/去耦装置的端口 。
— 对于使用标准试验板的比对试验 ,建议使用两个共模点,这两个点相对进行连接 。应使用频谱分析仪或选择性电压表测量这两个端 口 ,并应记录每个频点的最大测量值(最大值保持位置) 。然后应将试验板旋转 90°,在频谱分析仪保持最大值模式下再重复进行两次测量 。 因此 ,这进行了最坏情况下的测量 。
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8.2 工作台法拉第笼的试验要求
应准确表述以下方面 :
a) 试验板的方向 ;
b) 共模点的数量和位置 ;
c) 试验板外围连接的类型和位置(电源 、信号) ;
d) 施加的滤波和外围电缆的类型 ;
e) 所用的共模扼流圈的类型和数量 ;
测量仪器应记录受试器件(DUT) 在每个频点上的测量响应(最大值保持位置) 。 每个端口应依次为 RF注入端 口 , 以便能测到所有端口上最坏情况的总响应(最高电平) ,试验等级见附录 D。
如果可能 ,应拍摄试验布置的照片并包含在试验报告中 。
9 试验报告
试验报告应满足 GB/T 42968. 1 的要求 。报告应包括所有具体要求 。
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附 录 A (资料性)共模阻抗
连接电缆的共模阻抗特性是已知的 。在已有的 RF发射和抗扰 度 标 准 中 , 使 用 150 Ω 的 阻 抗 值 。相关参考值在表 A. 1 和表 A. 2 中给出 。使用 150 Ω 的阻抗值的详细信息见参考文献[3] 、[4] 。
表 A. 1 长电缆上测得的辐射电阻的统计值
频率范围MHz
辐射电阻平均值dBΩ
标准偏差 σ dB
0. 15~ 30
44. 2
6. 8
30~ 1 000
43. 7
7. 3
表 A.2 CDN 的共模阻抗参数
频率范围MHz
阻抗Ω
0. 15~ 26
150±20
26~ 80(或 1 000)
150 +-4(6)5(0)
实际安装中共模阻抗的标准偏差 σ 相当大 。为了得到一个明确的值 ,选用了 150 Ω 的平均值 。
注 : 以类似的方式 ,在 CISPR 16中 ,人工电源网络的阻抗设置为 50Ω//(50μH+5Ω)的平均值 。
150 Ω 的共模阻抗适用于部分裸露在空气中的所有电缆系统 ,但对于始终紧靠导电体表面(如电缆桥架 、导管或其他金属外壳等)的电缆则不太适用 。对于后者这种情况 ,共模阻抗趋于减小 ,这是因为在电缆和其走线的金属参考面之间形成的传输线特征(共模)阻抗决定了该电缆的共模阻抗 。对于此类应用 ,宜使用 50 Ω 的共模阻抗 。
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附 录 B
(资料性)
工作台法拉第笼法的原理
电缆共模阻抗用 ZCM 表示 。作为示例 , 图 B. 1 示出了两个噪声 源 。 在 工 作 台 法 测 量 中 , 电 缆 阻 抗ZCM 由 150 Ω传输线阻抗与阻性网络阻抗共同构成 ,见图 C. 4,50 Ω 的外部阻抗可以为 RF骚扰发生器的输出阻抗或者为端接电阻的 50 Ω 阻抗 。
在图 B. 1 的示例中 ,试验板与工作台法拉第笼之间的电场耦合可用寄生电容表示 。此外 ,试验板上各区域之间或 IC与试验板之间的磁场耦合也会与工作台的法拉第笼壁与试验板两侧的共模阻抗 ZCM所形成的环路区域产生相互作用 。
在实际试验中 , 除 了 与 工 作 台 产 生 的 电 场 耦 合 与 磁 场 耦 合 , 由 于 骚 扰 信 号 电 流 流 过 参 考 平 面(Vss) ,试验板上可能会产生电压 ,从而导致在该平面上产生电压降(共模阻抗耦合) ,这在图 B. 1 中用两个独立的骚扰源 V1 和 V2 表示 。
图 B. 1 工作台法拉第笼集总参数模型
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附 录 C
(规范性)
工作台法拉第笼(WBFC)的详细规范
C. 1 机械参数
工作台的尺寸 ,能容纳最典型应用和评估的试验板 , 同时与试验板的所有边保持至少 0. 06 m 的距离 。工作台法拉第笼宜采用以下机械结构 :长 ×宽 ×高=0. 5 m×0. 35 m×0. 15 m ,如图 C. 1所示 。
工作台由厚度不小于 1 mm 的无碳铁(不锈钢)制作 。工作台由一个箱体和一个盖板组成 。盖板机械图如图 C. 2所示 。应用 4个紧固件将盖板牢固地闭合 。可在箱体和盖板之间使用导电衬垫以保证良好接触 。导电衬垫安装在箱体的上边缘 。边缘折成 90°。箱体内覆盖有防静电绝缘材料 , 以避免试验板与法拉第笼的短路 。应使用绝缘支撑物来支撑试验板 , 以保持 0. 03 m 的测量高度 。
在笼的两个壁面上安装了 5个 BNC馈通连接器 ,距法拉第笼底面的高度为 0. 03 m。 这些连接器的分布如图 C. 1所示 。如果需要 ,还可使用更多或者其他连接器 。
另外安装了一个盒子 ,这个盒子包含了馈通电容器 ,额外的滤波器以及适用的连接器 , 以便根据需要能够激励 IC。该盒子通常采用通用连接器 。
图 C. 1 工作台法拉第笼的机械图
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图 C.2 工作台机械图— 盖板
图 C.3 低通馈通滤波器
C.2 150Ω 网络校准
用来确定与 EUT(即受试 PCB)相连接的共模阻抗 , 即 150 Ω 网络的校准(结构示例见图 C. 4) ,其校准方法与 GB/T 17626. 6 中描述的方法类似 ,见图 C. 5。在该特定情况中 , 阻抗参考平面(100 mm 宽的 L形金属板 ,在离底部高 0. 03 m 的地方安装一个 BNC或过壁连接器) 放置在工作台内部 , 与法拉第笼底部具有 RF接触 ,且通过法拉第笼壁面上的一个同轴馈通连接器与矢量网络分析仪相连 。矢量网
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络分析仪应在该阻抗 参 考 平 面 上 进 行 相 应 校 准 。此 后 , 就 可 测 量 由 传 输 线 与 匹 配 网 络 建 立 的 共 模 阻抗 ,该共模阻抗的结果如图 C. 6所示 。
图 C.4 150Ω 网络的结构示例
图 C.5 共模阻抗测量的金属校准夹具
图 C.6 150Ω 网络测量阻抗的示例
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附 录 D
(资料性)
射频抗扰度等级
D. 1 概述
由于不同国家和产品类标准可能设置不同的限值 , 因此无法给出严格的抗扰度要求或性能判据 。
表 D. 1 给出了试验发生器未调制骚扰信号的开路电压电平(EMF) ,用 VRMS表示 。该电平需在工作台法拉第笼的注入端口设定 。
根据设定的性能判据 ,最大可接受的解调低频(LF) 信号 、DC 电压和/或抖动可作为响应参数来量化抗扰度 。
表 D. 1 抗扰度的试验等级
频率范围 150 kHz~ 1 GHz
等级
电压电平(EMF)
UO
dBμV
UO
V
1
2
3
120
130
140
1
3
10
X*
特定
* X是一个开放等级 。
根据使用 IC 的产品所适用的抗扰度等级 ,可适当调整此要求 。
对于比对试验 ,除非制造商与客户之间另有约定 ,否则需按照该等级 。
所使用的性能判据宜适合受试 IC,且因 IC不同而不同 。
受试 IC需依次进行每个等级的试验 , 直到完成所有等级的试验或确定了受试 IC 的抗扰度电平 。试验报告中需注明所确定的抗扰度电平和频率 。
D.2 抗扰度电平关系
依据每个端口上所用的共模阻抗 , 注入电压电平(单位 : dBVEMF) 可以很容易地转换为电场近场电平(单位 :dBV/m) 。 当连接两个端口时 ,结果如下 :
式中 :
E — 电场强度 ,单位为伏每米(V/m) ;
VEMF — 发生器的开路电压 ,单位为伏特(V) ;
h —PCB距 WBFC底部的高度 ,单位为米(m) ,典型值为 0. 03 m ;
2 — 使用两个共模点时的修正值 。
或 E[dBV/m] =VEMF[dBV] +24[dB/m]
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感应的磁场近场电平(单位 :dBA/m) 由试验板上的电流分布和连接的端口数量确定 。 例如 ,使用1VEMF并使用两个端 口 ,产生的共模电流大约为 3 mA。局部磁场强度则为 :
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参 考 文 献
[1] GB/T 42968. 2—2024 集成电路 电磁抗扰度测量 第 2 部分 :辐射抗扰度测量 TEM小室和宽带 TEM小室法
[2] CISPR 16 (all parts) Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods
[3] Coenen M. J. , Common-mode impedance measurements on cables in the frequency Range 30-1 000 MHz, EIE92004, Philips Semiconductors
[4] PhilipsJournalofResearch, Vol. 48, No’s 1/2, 1994
[5] Worm , S. B. , Burgers, Y. E. A. M. , Comparison of workbench methods for testing EMC properties ofICs; Part1 and 2, NL-TN 2000/029
[6] Worm , S. B. , Comparison ofworkbench methods fortesting EMC propertiesofICs; analy- sisofTEM celland workbench Faraday cage, NL-MS-20. 885, UR 827/99
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