IEC 61967 系列集成电路传导发射测试方法分析

贾云霞，王文杰，白 云，彭 俊

（河南凯瑞车辆检测认证中心有限公司，河南 焦作 454950）

随着信息技术产业的不断创新与升级，集成电路现已应用于各个行业。其电磁兼容性始终是集成电路发展的一个关键性问题，它主要反映在集成电路产品自身的电磁性能上。目前国际上集成电路电磁兼容测试标准中，IEC 61967系列标准规定了集成电路电磁发射测量方法。本文将对IEC 61967系列标准中的传导发射测量方法进行介绍。

1 通用测试条件

IEC 61967-1规定了集成电路电磁发射测量的通用测试条件、测试设备和配置、测试程序以及测试报告等内容，给出了影响试验结果的关键参数及标准通用的标准测试电路板的规格，如图1所示。在频率范围方面，标准推荐150kHz～1GHz，然而根据不同的测试方法和测试要求，其测试频率范围允许扩大或缩小。

另外，需要注意的是：集成电路进行测试前必须对环境射频（RF）噪声电平进行测量，环境RF噪声电平必须低于被测的最小发射电平6dB。环境温度要求保持在23℃±5℃内。

2 试验方法分析

在IEC 61967系列标准传导发射的试验方法中，主要有1Ω/150Ω直接耦合方法、工作台法拉第笼法、磁场探头法3种测试方法，它们分别由IEC 61967-4标准、IEC 61967-5和IEC 61967-6标准给出，下面进行具体分析及其比较。

图1 标准测试板示例

2.1 1Ω/150Ω直接耦合方法

IEC 61967-4标准中给出了1Ω/150Ω直接耦合测试方法，具体测试布置如图2所示，相应测试原理及其测试方法特点介绍如下。

图2 1Ω/150Ω直接耦合方法试验布置图

1）测试原理：1Ω/150Ω直接耦合方法通过使用射频电流探头对集成电路进行传导发射测试，其测试包括RF电流测量和RF电压测量。IC的发射是由IC内部电压和电流的快速变化而产生，在IC内部和外部激励出RF电流，RF电流引起的传导EME通过引脚在PCB板和电缆上形成传导回路。

RF电流测量是在需测试的电路中接入电阻为1Ω的电流探头，用接收机测量到的电压是由探头阻抗返回到IC的全部RF电流所产生的电压。电压测量可以通过探头阻抗的分压转换为电流。

RF电压测量用于测试集成电路的单个引脚或一组引脚上的射频电压，该方法用于测试引脚连接较长引线或配线结构的待测IC，因为较长的引线更易成为发射电磁波的天线。这些引脚负载是150Ω的典型天线阻抗（可参见IEC 61000-4-6），应当建立一个阻抗匹配网络，满足单输入阻抗为50Ω的测试接收机的连接需求。

2）测试方法特点：一是测试具有较高的可重复性，且影响结果变动的因素少；二是可以对不同封装的IC结构进行比较；三是对测试电路板形状无严格要求；四是测量可以在低频下进行；五是对IC EME采用测量总电流的方法，使用电阻测量，具有恒定频率响应的线性转换功能。基此，此方法是适用于结果比对的好方法。

2.2 工作台法拉第笼法

IEC 61967-5标准中给出了法拉第笼测试方法，具体测试布置如图3所示，相应测试原理及其测试方法特点介绍如下。

1）测试原理：工作台法拉第笼法用于测量电源线和信号线上的传导骚扰电压。将装有集成电路的标准电路板或应用电路板放入法拉第笼中，电源线和信号线进出法拉第笼都要经过滤波处理，法拉第笼上测试端口接测试仪器，待测端口接50Ω匹配负载，其良好的屏蔽环境降低了测试的背景噪声。测试路径串联100Ω电阻用来实现150Ω共模阻抗与50Ω射频阻抗的匹配。测试结果中还可以显示各种影响：测试电路板的布线；IC电源的去耦措施；电容、电感等分立元件的RF性能以及IC内部不同功能模块工作时的影响。根据不同的测试目的，可以设计不同的印刷电路测试板。

2）测试特点：一是测试结果可重复性高，且与IC最终应用的RF测量相关性较强；二是可以在特定条件下进行评估，又可以直接对等同或接近实际应用的印刷测试板上的IC进行测试评估；三是可用于IC的完全测试和比较测试，预测集成电路在实际应用场合的电磁发射情况；四是当有EMC强制性要求，可以针对专用功能对IC进行分级；五是此方法能显示各种因素（PCB布局、IC电源去耦等）对测试结果的影响。

图3 工作台法拉第笼法试验布置图

2.3 磁场探头法

IEC 61967-6标准中给出了磁场探头法，具体测试布置如图4所示，相应测试原理及其测试方法特点介绍如下。

1）测试原理：该方法是通过测试PCB板导线上的电流来评定集成电路的电磁发射。芯片引脚通过PCB板上的导线与电源或外围电路相连，因而它产生的射频电流可用一个靠近的磁场探头获取，由电磁感应定律，探头输出端的电压正比于导线上的射频电流。该方法采用一个微型磁场探头对被测集成电路的供电引脚和I/O引脚的射频电流进行测量。探头的输出电压取决于探头顶部与被测微带线之间的距离。用探头定位装置保持探头顶部与集成电路测试板上微带线的距离为1mm±0.1mm。探头的输出电压也取决于探头与被测微带线之间的放置角度。根据探头定向放置角度影响的试验线测量，这个角度小于15°时带来的幅度误差将小于-2dB。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。

图4 磁场探头测量法试验布置图

2）测试方法特点：一是测试结果的可重复性比较高；二是测试频率范围规定是150kHz～1GHz，如果需要，可扩大测试频率，但会受到测试布置的制约。

2.4 方法比较

表1给予以上试验方法的描述，下面对IEC 61967系列传导发射3种试验方法进行比较，测试人员可根据实际情况选择合适的测试方法进行相应测试。

表1 3种试验方法的比较

1）1Ω/150Ω直接耦合方法、工作台法拉第笼法和磁场探头法3种方法的测量结果的重复性都较高。

2）工作台法拉第笼法和磁场探头法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，可评价实际应用线路板的电路电磁兼容性能，产品设计工程师均可利用该方法进行检测。由于其体积小，使用方便，便于设计人员查找产品在电路布局及结构布局等方面存在的问题。

3）工作台法拉第笼本身就是一个屏蔽装置，所以无需额外的屏蔽，但要求工作台法拉第笼的屏蔽效能≥40dB。

3 结语

集成电路电磁兼容问题是电子技术产业化进程中的关键问题，IEC 61967系列标准中规定了传导发射的测量方法。各个标准并未给出具体的测试指标要求，但提供了有关集成电路传导发射测量的建议。因此，建议测试人员根据集成电路的具体类型及应用需求，参考标准中的测试方法的要求，合理地对集成电路进行电磁兼容评估。