IEC 61967-4標準中的1Ω/150Ω直接耦合法 第17篇 EMC計算方法和EMC模擬（2）傳導雜訊（CE）的試行計算方法

大家好！　我是ROHM的稻垣。

在第17篇中，我想介紹一下電磁相容性（EMC）的計算方法和模擬中最基本的傳導雜訊（CE：Conducted Emission）的試行計算方法。它與半導體積體電路（LSI）的電磁相容性（EMC）特性息息相關，即“IEC 61967-4標準1Ω/150Ω直接耦合量測法”。

作為電磁相容性（EMC）的國際標準，主要適用IEC標準、CISPR標準和ISO標準。

IEC是指國際電子電機委員會（IEC：International Electrotechnical Commission），上述的“1Ω/150Ω直接耦合量測法”也被稱為“VDE法”。

該方法是透過相當於1Ω的測試網路對半導體積體電路（LSI）的接地引腳、透過相當於150Ω的測試網路對電源引腳和訊號引腳進行測量。但是，請注意，在電源電流較大的半導體積體電路（LSI）中，接地引腳1Ω的兩端產生的電壓會變大，如果影響到基本運行，則不適合這種方法。有電磁干擾（雜訊）相關的限值，如果不在相應值範圍內，就不符合標準。本來IEC等標準中就規定了相應的測試方法，因此作為參考範例提供了限值。但是在一般的運用中，限值會被視為標準值。

現在讓我們繼續EMC計算方法和EMC模擬的話題。如前所述，IEC 61967-4標準中規定了從電磁相容性（EMC）角度是對於半導體積體電路（LSI）的電源電流和訊號電流進行測量的簡單方法，計算步驟如下：

• ① 對半導體積體電路（LSI）的電源電流進行瞬態分析 （Transient Analysis），創建穩定的1個週期的PWL（Piecewise Linear）波形。這就是之前的第16篇中提到的IA模型（Internal Activity Model）和電磁干擾（EMI）模型。
• ② 設置這個電流的PWL波形的重複值，連接規定的網路（150Ω測試法為120Ω+6.8nF+51Ω等），進行瞬態分析，然後進行快速傅裡葉變換（FFT）。
• ③ 進行單位換算（dBµV）後，與標準中的限值一併體現在圖表中，據此判斷是否符合標準。

經過這種程度的計算處理後，我認為就可以將其創建為可在電路分析工具中使用的程式語言或巨集指令，並完成自動計算了。

另外，在進行測試時，由於會連接頻譜分析儀，因此需要再連接其輸入阻抗50Ω後進行計算（請注意，這裡容易出錯！）。

如果符合標準，就“可喜可賀”，但如果不符合標準，就需要採取一些措施了，比如：改善①、即選擇運行模式或重新設計矽片，更改②中取決於產品的去耦電容（C_D）的種類或更改相關的值。

這次介紹的計算方法是可以透過電路分析工具嘗試的方法，不需要實測值，使用簡單的巨集指令或程式語言即可自動執行計算，符合IEC 62433標準，未使用資料同化，未使用降低雜訊技術。下圖是測試和計算用的參考圖。

IEC 61967-4標準1Ω直接耦合量測法的測試電路/計算電路範例
(L_BAN1=5uH，C_D1:取決於產品)
（出處：Generic_IC_EMC_Test_Specification_2.1_180713_ZVEI.pdf）

IEC 61967-4標準150Ω直接耦合量測法的測試電路/計算電路範例
（R1=120Ω, C1=6.8nF, R2=51Ω, L_BAN1=5uH, C_D1：取決於產品， R_BAN1：open， C_BAN1：open）
（出處：Generic_IC_EMC_Test_Specification_2.1_180713_ZVEI.pdf）

感謝您閱讀本文。

＜書籍參考頁碼＞
《LSI的EMC設計》，科學資訊出版株式會社，2018年2月第一版，ISBN978-4-904774-68-7。

• ◆IEC 61967-4標準簡介：第2章　半導體積體電路的工作和電磁相容性特性　p.41～
• ◆傳導發射（CE）模擬簡介：第6章　透過現象驗證半導體積體電路的電磁相容性（2）　p.150～