電子鎖中集成電路連續(xù)波電磁抗擾試驗(yàn)技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-01 04:31
作為現(xiàn)代科技發(fā)展的核心,集成電路具備成本低、體積小、運(yùn)行速度快等諸多優(yōu)點(diǎn),已在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用。隨著集成度和運(yùn)算速度的日益提高,集成電路也更容易受到電磁干擾。集成電路受到電磁干擾后,會(huì)造成其內(nèi)部邏輯混亂,使之發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)或指令,從而導(dǎo)致電子產(chǎn)品的工作穩(wěn)定性下降,甚至造成集成電路芯片不可恢復(fù)的燒毀,使電子產(chǎn)品無(wú)法正常工作,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響工作人員的人身安全。因此,集成電路的電磁干擾問(wèn)題得到了工業(yè)和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。本文以智能電子鎖電磁干擾為切入點(diǎn),基于電子鎖電磁失效的內(nèi)部機(jī)理,研究集成電路的電磁干擾問(wèn)題。首先,通過(guò)采集電子鎖干擾器的干擾波形數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析得出干擾波形曲線,并根據(jù)干擾波形設(shè)置電磁干擾源對(duì)電子鎖干擾線圈進(jìn)行電磁干擾仿真建模,初步分析其電磁干擾環(huán)境以便指導(dǎo)實(shí)際試驗(yàn)。其次,利用橫向電磁場(chǎng)(Transverse Electric and Magnetic Field,TEM)小室構(gòu)建干擾電磁環(huán)境,并搭建集成電路外圍電路以組成測(cè)試系統(tǒng),得出集成電路芯片的電磁干擾影響因素?紤]試驗(yàn)安全及嚴(yán)謹(jǐn)性,為搭建干擾電磁環(huán)境先后測(cè)試分析了兩款普遍應(yīng)用于電子設(shè)備中的集成電路芯片,并進(jìn)行輻射抗...
【文章來(lái)源】:廈門理工學(xué)院福建省
【文章頁(yè)數(shù)】:107 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1電子鎖整機(jī)干擾試驗(yàn)(a)和探頭監(jiān)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)值(b)??
第一章緒論??圖1-2電子鎖物理拆解干擾??1.2電磁兼容基礎(chǔ)理論??電磁兼容涉及電磁能量的發(fā)射、傳輸和接收,其分別對(duì)應(yīng)電磁干擾的三要素:電磁??騷擾源、千擾耦合路徑和敏感設(shè)備[11]。如圖1-3所示,騷擾源為產(chǎn)生電磁輻射產(chǎn)生的源??頭,耦合路徑可以分為直接耦合(也稱傳導(dǎo)耦合)和間接耦合(也稱空間耦合),將輻射??的電磁能量傳遞到接收設(shè)備(也稱敏感設(shè)備)接收,導(dǎo)致接收設(shè)備出現(xiàn)應(yīng)激動(dòng)作,干擾??便由此產(chǎn)生。??(SI5)?—合路徑一?接收設(shè)備??圖丨-3電磁干擾產(chǎn)生三要素??在騷擾源與敏感接收設(shè)備之間的耦合路徑中,直接耦合是干擾作用的最便捷方式,??一般通過(guò)騷擾源與接收設(shè)備之間的直接或間接電氣屬性連接傳播。這種干擾耦合方式,??干擾速度較快、作用明顯,是電路設(shè)計(jì)中首要考慮問(wèn)題之一。直接耦合根據(jù)其干擾作用??性質(zhì)可分為以下三種:干擾通過(guò)電路中阻性電路流過(guò)的電流作用到接收設(shè)備,即電路性??耦合;干擾經(jīng)電路中流過(guò)的電流會(huì)產(chǎn)生空間電場(chǎng)傳輸,在電路中表現(xiàn)形式通常是等效對(duì)??地形成的電容作為干擾路徑傳輸,即容性耦合;干擾通過(guò)電路中的感性器件或者電路電??流形成的空間磁場(chǎng)傳播,即感性耦合。由安培定則和法拉第電磁感應(yīng)定律可知,這三種??耦合方式一般同時(shí)存在且彼此聯(lián)系。干擾通過(guò)兩電路間公共阻抗上的電流傳播,是最常??見的耦合方式。兩電路之間連接的公共阻抗即電阻與電抗的總和,數(shù)學(xué)上可定義為:??Z?=?R?+?jX?(1-1)??3??
廈門理工學(xué)院碩士學(xué)位論文??當(dāng)X>0時(shí),阻抗為感性電抗;??當(dāng)x=o時(shí),阻抗為純電阻;??當(dāng)X<0時(shí),阻抗為容性阻抗。??所謂共阻抗耦合就是當(dāng)兩個(gè)電路共用公共阻抗(其可以為公共電源內(nèi)阻、公共地阻??抗或電源與電路間連接的公共導(dǎo)線)時(shí),一個(gè)電路在該公共阻抗上的電壓會(huì)影響到另一??個(gè)電路。圖1-4展示了兩個(gè)電路公用同一段地線,其地線電流通過(guò)公共地線產(chǎn)生耦合。??電路1的地電位被電路2中通過(guò)公共地線阻抗的騷擾電流所調(diào)制。因此,電路1就會(huì)感??應(yīng)到由電路2中經(jīng)由公共地線阻抗耦合過(guò)來(lái)的騷擾信號(hào)。由導(dǎo)線的影響參數(shù)(導(dǎo)線電阻??率、長(zhǎng)度、橫截面積)可知,降低其公共阻抗耦合的方法是將地線阻抗盡量減?赏??過(guò)采用短線路、粗導(dǎo)線的方式實(shí)現(xiàn)。??電路1?V??——??電路2?U2?Rl??公共地線阻抗Z???-CZ1?i??圖1-4共阻抗耦合電路模型??電容性干擾是基于電場(chǎng)原理產(chǎn)生,故又稱電場(chǎng)耦合。當(dāng)兩個(gè)電路之間電流壓降產(chǎn)生??的電場(chǎng)相互作用時(shí),會(huì)產(chǎn)生寄生電容,進(jìn)而引發(fā)干擾。電容性干擾的干擾量為變化的電??場(chǎng),為減小兩電路間的寄生耦合電容,可采取的方法有:導(dǎo)體合理取向、屏蔽導(dǎo)體、分??隔導(dǎo)體以及增加兩線路間距等。??〇ui?[?QuAn?n^^ni?^??n?rg2?I???I?丄??I?(a)電容耦合模型?(b)電容耦合等效電路??圖1-5電容耦合模型(a)及其等效電路圖(b)??4??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]現(xiàn)代信息化技術(shù)在電子鎖中的應(yīng)用[J]. 盛驍駿,石煒,單大坤. 價(jià)值工程. 2018(23)
[2]智能門鎖與信息安全[J]. 安濤. 中國(guó)安全防范認(rèn)證. 2018(01)
[3]智能家居浪潮下智能門鎖行業(yè)的興起與發(fā)展[J]. 嚴(yán)順晴. 中國(guó)安全防范認(rèn)證. 2018(01)
[4]IEC 62132抗擾度測(cè)試方法研究[J]. 黃曉霈. 安全與電磁兼容. 2016(04)
[5]基于AS602的智能指紋鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 楊爭(zhēng)輝,李多,葉樺. 電子器件. 2016(02)
[6]基于FPGA的可靠性電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J]. 李珍,王國(guó)宇,崔麗娟. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(07)
[7]高集成度芯片需求激增 多核成趨勢(shì)[J]. 魯義軒. 通信世界. 2011(34)
[8]高功率微波對(duì)雜質(zhì)半導(dǎo)體材料的透射計(jì)算[J]. 郭杰榮,余穩(wěn). 湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào). 2002(02)
碩士論文
[1]一款除顫監(jiān)護(hù)儀中的電磁兼容設(shè)計(jì)及驗(yàn)證[D]. 陳華海.深圳大學(xué) 2017
[2]EFT干擾下的微處理器敏感度研究[D]. 李創(chuàng)偉.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[3]集成電路電磁敏感度(EMS)評(píng)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究[D]. 孟德.蘇州大學(xué) 2014
[4]微處理器電快速瞬變脈沖群測(cè)試方法與防護(hù)技術(shù)研究[D]. 蘇建偉.湘潭大學(xué) 2014
[5]集成電路片上ESD防護(hù)器件的設(shè)計(jì)與分析[D]. 朱旭強(qiáng).電子科技大學(xué) 2011
[6]家用治療儀的開發(fā)及其電磁兼容性研究[D]. 梁偉中.廣東工業(yè)大學(xué) 2007
[7]輻射抗干擾度測(cè)試平臺(tái)的軟件開發(fā)和應(yīng)用[D]. 鄭悠.武漢理工大學(xué) 2007
[8]車載DVD硬件電路電磁兼容的研究與設(shè)計(jì)[D]. 侍壽永.江蘇大學(xué) 2005
[9]典型家用電器電磁兼容共性技術(shù)問(wèn)題研究[D]. 梁淑芬.河北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3012180
【文章來(lái)源】:廈門理工學(xué)院福建省
【文章頁(yè)數(shù)】:107 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1電子鎖整機(jī)干擾試驗(yàn)(a)和探頭監(jiān)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)值(b)??
第一章緒論??圖1-2電子鎖物理拆解干擾??1.2電磁兼容基礎(chǔ)理論??電磁兼容涉及電磁能量的發(fā)射、傳輸和接收,其分別對(duì)應(yīng)電磁干擾的三要素:電磁??騷擾源、千擾耦合路徑和敏感設(shè)備[11]。如圖1-3所示,騷擾源為產(chǎn)生電磁輻射產(chǎn)生的源??頭,耦合路徑可以分為直接耦合(也稱傳導(dǎo)耦合)和間接耦合(也稱空間耦合),將輻射??的電磁能量傳遞到接收設(shè)備(也稱敏感設(shè)備)接收,導(dǎo)致接收設(shè)備出現(xiàn)應(yīng)激動(dòng)作,干擾??便由此產(chǎn)生。??(SI5)?—合路徑一?接收設(shè)備??圖丨-3電磁干擾產(chǎn)生三要素??在騷擾源與敏感接收設(shè)備之間的耦合路徑中,直接耦合是干擾作用的最便捷方式,??一般通過(guò)騷擾源與接收設(shè)備之間的直接或間接電氣屬性連接傳播。這種干擾耦合方式,??干擾速度較快、作用明顯,是電路設(shè)計(jì)中首要考慮問(wèn)題之一。直接耦合根據(jù)其干擾作用??性質(zhì)可分為以下三種:干擾通過(guò)電路中阻性電路流過(guò)的電流作用到接收設(shè)備,即電路性??耦合;干擾經(jīng)電路中流過(guò)的電流會(huì)產(chǎn)生空間電場(chǎng)傳輸,在電路中表現(xiàn)形式通常是等效對(duì)??地形成的電容作為干擾路徑傳輸,即容性耦合;干擾通過(guò)電路中的感性器件或者電路電??流形成的空間磁場(chǎng)傳播,即感性耦合。由安培定則和法拉第電磁感應(yīng)定律可知,這三種??耦合方式一般同時(shí)存在且彼此聯(lián)系。干擾通過(guò)兩電路間公共阻抗上的電流傳播,是最常??見的耦合方式。兩電路之間連接的公共阻抗即電阻與電抗的總和,數(shù)學(xué)上可定義為:??Z?=?R?+?jX?(1-1)??3??
廈門理工學(xué)院碩士學(xué)位論文??當(dāng)X>0時(shí),阻抗為感性電抗;??當(dāng)x=o時(shí),阻抗為純電阻;??當(dāng)X<0時(shí),阻抗為容性阻抗。??所謂共阻抗耦合就是當(dāng)兩個(gè)電路共用公共阻抗(其可以為公共電源內(nèi)阻、公共地阻??抗或電源與電路間連接的公共導(dǎo)線)時(shí),一個(gè)電路在該公共阻抗上的電壓會(huì)影響到另一??個(gè)電路。圖1-4展示了兩個(gè)電路公用同一段地線,其地線電流通過(guò)公共地線產(chǎn)生耦合。??電路1的地電位被電路2中通過(guò)公共地線阻抗的騷擾電流所調(diào)制。因此,電路1就會(huì)感??應(yīng)到由電路2中經(jīng)由公共地線阻抗耦合過(guò)來(lái)的騷擾信號(hào)。由導(dǎo)線的影響參數(shù)(導(dǎo)線電阻??率、長(zhǎng)度、橫截面積)可知,降低其公共阻抗耦合的方法是將地線阻抗盡量減?赏??過(guò)采用短線路、粗導(dǎo)線的方式實(shí)現(xiàn)。??電路1?V??——??電路2?U2?Rl??公共地線阻抗Z???-CZ1?i??圖1-4共阻抗耦合電路模型??電容性干擾是基于電場(chǎng)原理產(chǎn)生,故又稱電場(chǎng)耦合。當(dāng)兩個(gè)電路之間電流壓降產(chǎn)生??的電場(chǎng)相互作用時(shí),會(huì)產(chǎn)生寄生電容,進(jìn)而引發(fā)干擾。電容性干擾的干擾量為變化的電??場(chǎng),為減小兩電路間的寄生耦合電容,可采取的方法有:導(dǎo)體合理取向、屏蔽導(dǎo)體、分??隔導(dǎo)體以及增加兩線路間距等。??〇ui?[?QuAn?n^^ni?^??n?rg2?I???I?丄??I?(a)電容耦合模型?(b)電容耦合等效電路??圖1-5電容耦合模型(a)及其等效電路圖(b)??4??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]現(xiàn)代信息化技術(shù)在電子鎖中的應(yīng)用[J]. 盛驍駿,石煒,單大坤. 價(jià)值工程. 2018(23)
[2]智能門鎖與信息安全[J]. 安濤. 中國(guó)安全防范認(rèn)證. 2018(01)
[3]智能家居浪潮下智能門鎖行業(yè)的興起與發(fā)展[J]. 嚴(yán)順晴. 中國(guó)安全防范認(rèn)證. 2018(01)
[4]IEC 62132抗擾度測(cè)試方法研究[J]. 黃曉霈. 安全與電磁兼容. 2016(04)
[5]基于AS602的智能指紋鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 楊爭(zhēng)輝,李多,葉樺. 電子器件. 2016(02)
[6]基于FPGA的可靠性電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J]. 李珍,王國(guó)宇,崔麗娟. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(07)
[7]高集成度芯片需求激增 多核成趨勢(shì)[J]. 魯義軒. 通信世界. 2011(34)
[8]高功率微波對(duì)雜質(zhì)半導(dǎo)體材料的透射計(jì)算[J]. 郭杰榮,余穩(wěn). 湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào). 2002(02)
碩士論文
[1]一款除顫監(jiān)護(hù)儀中的電磁兼容設(shè)計(jì)及驗(yàn)證[D]. 陳華海.深圳大學(xué) 2017
[2]EFT干擾下的微處理器敏感度研究[D]. 李創(chuàng)偉.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[3]集成電路電磁敏感度(EMS)評(píng)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究[D]. 孟德.蘇州大學(xué) 2014
[4]微處理器電快速瞬變脈沖群測(cè)試方法與防護(hù)技術(shù)研究[D]. 蘇建偉.湘潭大學(xué) 2014
[5]集成電路片上ESD防護(hù)器件的設(shè)計(jì)與分析[D]. 朱旭強(qiáng).電子科技大學(xué) 2011
[6]家用治療儀的開發(fā)及其電磁兼容性研究[D]. 梁偉中.廣東工業(yè)大學(xué) 2007
[7]輻射抗干擾度測(cè)試平臺(tái)的軟件開發(fā)和應(yīng)用[D]. 鄭悠.武漢理工大學(xué) 2007
[8]車載DVD硬件電路電磁兼容的研究與設(shè)計(jì)[D]. 侍壽永.江蘇大學(xué) 2005
[9]典型家用電器電磁兼容共性技術(shù)問(wèn)題研究[D]. 梁淑芬.河北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3012180
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