ST 微控制器电磁兼容性 (EMC) 设计指南8 H1 m0 }6 @3 @( h4 p, o- T 1 E5 `9 | h$ q, h) p z 简介 + O: P- I J, y 伴随着用户对更高的性能、更复杂的任务以及更低的成本等要求的不断提升,半导体工业必须采用更高的密度和更快的时钟频率来开发 MCU。但这同时也将增加噪声的发射以及噪声敏感性。因此,要求开发人员必须在系统级别中对固件和 PCB 布线的设计中使用 EMC“加强”技术。本应用笔记旨在介绍 ST 微控制器的 EMC 特性以及兼容标准,从而帮助应用设计人员实现最佳 EMC 性能。 1 EMC 定义 " @6 _2 n, ]( U( {0 a) P 6 i( C$ ]5 }3 q! x. s, N% E% w5 H 1.1 EMC 电磁兼容 (EMC) 是指系统在基本电磁环境中正常工作能力,同时不会产生电磁干扰影响其他设备的运行。 % c8 t; }# v3 ` E9 v' ^ G9 a 1.2 EMS " C% Z S3 @0 p. [ 器件的电磁敏感性 (EMS) 级别是指器件抵抗电气干扰和传导电噪声的能力。静电放电 (ESD)测试与快速瞬变脉冲群 (FTB) 测试可用于确定器件在非理想电磁环境下工作时的可靠级别。 1.3 EMI $ N. K: M6 O9 K3 L; j( c6 D 1 }" \& R5 P0 n) D D& h" U 电磁干扰 (EMI) 是指由设备产生的传导电噪声或辐射电噪声的级别。传导电噪声通过电缆或任意互连线路传播。辐射电噪声通过空间传播。 2 H, J8 }- q( t 2 ST 微控制器的 EMC 特性 $ T7 b* S+ G% ]7 x 2.1 电磁敏感性 (EMS) / ~0 E0 A1 ~% V) B7 w# `: N+ m) g % y! o+ `' Z- a8 Q. h* T N 需要执行两种不同类型的测试: 6 s8 M6 c4 M- ~/ V& F - N% S" t2 |! S* y ■ 在为器件供电的情况下,执行两次测试(功能性测试和闭锁):在施加应力期间监视器件的行为。 ■ 在不为器件供电的情况下,执行一次测试(绝对电气敏感性):施加应力之后,使用测试仪检查器件的功能和完整性。 9 U; K: f' K* e: f7 S3 ^- A) T $ U# K( U. |8 z" \2 N- p 2.1.1 功能性 EMS 测试 ; i2 @$ v5 _$ H! p$ ?/ M2 X( v6 o # c+ n% u; {/ f0 x8 I 功能性测试用于测量 ST 微控制器在应用中运行时的稳健性。在器件上运行一个简单的程序(通过 I/O 端口切换 2 个 LED),器件会承受两种不同的 EMC 干扰,直到出现失控情况(故障)。 2.1.1.1 功能性静电放电测试(F_ESD 测试) 7 s$ H0 k7 o3 s 此测试适用于任何新型微控制器器件。它使用单独的正电放电或负电放电,对每个引脚分别进行测试。这可以检测芯片内部的故障,并据此进一步提供适用的建议,以保护相关的微控制器敏感引脚不受 ESD 的影响。 高压静电可以是自然形成的,也可以是人为的。某些特定设备可以再现这种现象,以模拟真实条件对器件进行测试。下面将对测试设备、测试序列以及测试标准进行介绍。 ST 微控制器 F_ESD 的认证测试使用表 1 中给出的标准作为参考。 / _. z: G/ M) f( Q# h $ F H, Y2 s+ C" R* l1 G- E: s8 r y AEC-Q100-REUE 是汽车控制文档。 F_ESD 测试使用信号源和功率放大器对微控制器产生高电平电场。绝缘体使用锥尖。此锥尖被放置在测试器件或测试设备(DUT 或 EUT)上,然后施加静电放电(参见图 1)。 F_ESD 测试所使用的设备是符合 IEC 1000-4-2 标准的发生器 NSG 435 (SCHAFFNER)。在测试中会直接将释放的电流施加到 MCU 的各个引脚。 0 Y- v3 f4 w- P# e* G........... & _" J9 V8 }6 t% V7 c5 E: C! x 想了解更多,请下载原文阅读 |
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