集成电路中电磁干扰处理方法

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1、集成电路中电磁干扰处理方法　　摘要集成电路体积小、成本低、可靠性高、性能好，同时便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用，已成为当代各行各业智能工作的基石，但与此同时，电磁干扰现象给集成电路的可靠性提出了难题。本文就集成电路中电磁干扰的传播途径做了说明，并详细探讨了集成电路中电磁干扰常用的处理方法。【关键词】集成电路电磁干扰辐射干扰屏蔽接地1电磁干扰的传播途径及对集成电路的影响1.1电磁干扰的传播途径电磁干扰源一般来说分为与人为干扰源和自然干

2、扰源。人为干扰源是人工装置产生的电磁能量干扰，如广播、通信、家用电器、医用射频等设备产生的电磁能量。自然干扰源主要来源于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。电磁干扰的传播途径有两种，即传导干扰和辐射干扰。1.2传导干扰传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号干扰（即耦合）到另一个电网络。传导干扰传播必须在干扰源和敏感器之间有完整的电路连接，干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器，发生干扰现象。71.3辐射干扰辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号干扰（即耦合）到另一个电网络。辐射干扰传播是通过介质以电磁

3、波的形式传播，干扰能量按电磁场的规律向周围空间发射。在集成电路的系统设计中，辐射干扰体现的尤为突出，集成电路的引脚、高频信号线、各类接插件等都存在成为具有天线特性的辐射干扰源的可能性，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。1.4电磁干扰对集成电路的影响集成电路设备在电磁干扰作用下的表现是多种多样的，主要表现为降低技术性能指标，导致集成电路设备可靠性降低。常见的表现为语音系统语言清晰度差、图像显示系统清晰度降低、数字系统误码率增加、控制系统失控或误操作等；当发生电磁兼容性故障时，会给国防、

4、工业、医疗、科研和交通运输等带来巨大损失并危及生命安全。2集成电路中电磁干扰的处理方法2.1电磁干扰三要素7电磁干扰三要素，即干扰源、干扰传播途径（或耦合途径）和敏感设备。三者的关系如下图所示。在集成电路的设计中，防电磁干扰基于以上有效措施对应形成了硬件抗干扰设计基本思想：抑制电磁干扰源、切断干扰耦合线路和提高元器件抗干扰能力，用以保证电子设备具有相对的抗电磁干扰能力，在其干扰下能正常工作，同时使电子设备自身尽可能少产生电磁干扰，避免影响周围其它设备正常运行，从而达到电磁兼容的理想状态。2.2电磁干扰的常用

5、处理方法2.2.1屏蔽以某种材料（导电的或导磁的材料）制成的屏蔽壳体（实体的或非实体的），将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即其内的电磁场不能越出这一区域，而外来的辐射电磁场不能进入这一区域（或者进出该区域的电磁能量将受到很大的衰减）。屏蔽材料的选择应注意以下问题：（1）交变电场的屏蔽体必须选用导电性能好的材料，而且必须良好地接地。（2）低频（100kHz以下）磁场屏蔽常用的屏蔽材料是高导磁材料（如铁、硅钢片、坡莫合金等）。（3）高频磁场的屏蔽，采用低电阻率的良导体材料，如铜、铝等。利用电磁感应现象在

6、屏蔽壳体表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目的。（4）在高频电磁干扰和低频电磁干扰同时存在同时需要屏蔽室时，使用不同的金属材料构成多层屏蔽体。2.2.2接地接地是抑制噪声防止干扰的重要方法，接地是给电路或系统提供一个基准电位。接地分为安全接地和信号接地两种。7（1）安全接地采用低阻抗的导体将用电设备的外壳连接到大地上，使操作使用人员不致因设备外壳漏电或故障放电而发生触电危险。（2）信号接地在系统和设备中，采用低阻抗的导线（或地平面）为各种电路提供具有共同参考电位的信号返回通路，使流经该地线的各电路信号电流

7、互不影响。2.2.3滤波滤波可以显著地减小干扰的电平，因为干扰频谱成份与有用信号有所区别，滤波对于这些干扰信号有良好抑制能力，从而起到接地、屏蔽干扰抑制难以起到的作用。采用多级交流电源滤波是比较好的一种方法，滤波器中电感和电容组成低频滤波器可吸收电源电压波形畸变产生的谐波干扰；电感和电容组成的高频滤波器可抑制高频干扰；压敏电阻可吸收过压干扰。2.2.4电路的布线措施有时候采用接地、屏蔽、滤波等措施后仍不能满足电磁兼容的要求，这时就要求集成电路系统在设pcb板时就提前加入电磁兼容特性，从布线上抑制电磁干扰问题

8、。（1）电源线的布置①电源线尽可能靠近地线以减小供电环路面积，差模辐射小，不同电源的供电环路不要相互重叠。7②采用多层工艺时，模拟电源和数字电源分开，避免相互干扰。不要把数字电源与模拟电源重叠放置，否则就会产生耦合电容，破坏分离度。③电源平面与地平面可采用完全介质隔离，频率和速度很高时，应选用低介电常数的介质浆料。电源平面应靠近接地平面，并安排在接地平面之下，对电源平面分布的辐射电流起到屏蔽作用。（2）信号线的布