1.前言

半導(dǎo)體設(shè)備的認(rèn)證測(cè)試有許多不同類型和風(fēng)格：電磁干擾和兼容性、靜電放電、瞬態(tài)脈沖、抗振性、濕度和溫度應(yīng)力——不勝枚舉。這些認(rèn)證測(cè)試旨在進(jìn)行真實(shí)且可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，代表被測(cè)設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境。有些測(cè)試是獨(dú)立的，有些是整個(gè)套件的一部分；無(wú)論哪種方式，在您的設(shè)備進(jìn)入市場(chǎng)之前，都需要通過(guò)大量的測(cè)試。

所有這些測(cè)試都帶來(lái)了來(lái)自客戶和半導(dǎo)體制造商的同樣困惑、學(xué)習(xí)曲線和問(wèn)題。此測(cè)試是設(shè)備的哪個(gè)部分？哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義了這個(gè)測(cè)試？這個(gè)測(cè)試是如何進(jìn)行的？為什么它適用于我的項(xiàng)目？是什么決定了通過(guò)與失敗的標(biāo)準(zhǔn)，為什么該標(biāo)準(zhǔn)是相關(guān)的？這些問(wèn)題的答案為正確準(zhǔn)備和執(zhí)行測(cè)試以及通過(guò)認(rèn)證級(jí)別提供了重要的細(xì)節(jié)，而無(wú)需浪費(fèi)時(shí)間和金錢修改和構(gòu)建新的印刷電路板 (PCB) 以及在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行無(wú)休止的調(diào)試。

2. 什么是EFT

電快速瞬變脈沖群 EFT/B（Electrical Fast Transient/Burst）是指數(shù)量有限且清晰可辨的脈沖序列或持續(xù)時(shí)間有限的振蕩，脈沖群中的單個(gè)脈沖有特定的重復(fù)周期、電壓幅值，上升時(shí)間，脈寬。

群脈沖一般發(fā)生在電網(wǎng)中眾多機(jī)械開(kāi)關(guān)在切換過(guò)程（切斷感性負(fù)載、繼電器觸點(diǎn)彈跳等）時(shí)所產(chǎn)生的干擾。這類干擾的特點(diǎn)是：成群出現(xiàn)的窄脈沖、脈沖的重復(fù)頻率較高（kHz-MHz）、上升沿陡峭（ns級(jí)）、單個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間短暫（10-100ns級(jí)）、幅度達(dá)到kV級(jí)。成群出現(xiàn)的窄脈沖可對(duì)半導(dǎo)體器件的結(jié)電容充電，當(dāng)能量累計(jì)到一定程度后會(huì)引起線路或設(shè)備的出錯(cuò)。

脈沖群持續(xù)時(shí)間為15ms，其脈沖群間隔為300ms，單脈沖寬度為50ns±30%，脈沖幅度2KV，脈沖上升沿5ns±30%，脈沖重復(fù)率為2.5KHz±20%。正、負(fù)脈沖群干擾時(shí)間為1分鐘。

3、測(cè)試EFT

在這篇文章中，我將重點(diǎn)介紹一種稱為電快速瞬變 (EFT) 的特定類型的測(cè)試。瞬態(tài)脈沖測(cè)試是多種不同行業(yè)（包括工業(yè)和汽車）的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中常見(jiàn)的一種干擾測(cè)量。瞬態(tài)脈沖測(cè)試旨在評(píng)估設(shè)備和/或系統(tǒng)通過(guò)電源和/或通信總線上的高壓脈沖承受損壞和保持正確通信和操作的能力。

EFT 是國(guó)際電工委員會(huì) (IEC) 61000-4-4 規(guī)范中定義的一種瞬態(tài)脈沖測(cè)試形式。特定行業(yè)還根據(jù) IEC 61000-4-4 推導(dǎo)出自己的 EFT 標(biāo)準(zhǔn)，例如歐洲標(biāo)準(zhǔn) 55024，該標(biāo)準(zhǔn)描述了歐盟對(duì)信息技術(shù)設(shè)備的要求和標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)于其他瞬態(tài)脈沖測(cè)試，EFT 是一種快速方法。脈沖波形具有高峰值電壓、快速上升時(shí)間和高重復(fù)率，旨在模擬由繼電器接觸器等感性負(fù)載或電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)切換引起的高頻能量的快速爆發(fā)。此類脈沖在工業(yè)環(huán)境中相當(dāng)普遍，因此此類測(cè)試對(duì)于確保設(shè)備保持正常運(yùn)行至關(guān)重要。

圖 1：用于測(cè)試的 EFT 脈沖的視覺(jué)表示

我們的一些RS-485收發(fā)器 必須接受這種類型的測(cè)試。RS-485 通信接口因其固有的抗噪性和長(zhǎng)距離工作能力而經(jīng)常用于工業(yè)環(huán)境。在許多使用 RS-485 的系統(tǒng)中，設(shè)備容易受到快速瞬變的影響，因?yàn)樗鼈兣c應(yīng)用程序的多個(gè)部分接觸。這方面的一個(gè)例子是電機(jī)控制，其中 RS-485 收發(fā)器是電機(jī)編碼器和微控制器之間的接口。由于收發(fā)器連接到電機(jī)編碼器，瞬態(tài)不僅通過(guò)與電機(jī)共享的主 AC 和 DC 電源耦合；它們還通過(guò)通信和控制信號(hào)耦合。沿通信波形存在瞬變是不可避免的，但 RS-485 設(shè)備必須不受這些沖擊的損壞，

3.實(shí)際應(yīng)用

這就是 TI 的新型 RS-485 收發(fā)器THVD1550和THVD1450 發(fā)揮作用的地方。該設(shè)備于今年發(fā)布，其設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào) EFT 和 ESD 保護(hù)，使其足以在最惡劣的工業(yè)環(huán)境中茁壯成長(zhǎng)。TI為絕對(duì)編碼器創(chuàng)建了高EMC抗擾度RS-485接收參考設(shè)計(jì)， 專門用于展示 THVD1550 對(duì) EFT 測(cè)試的抗擾度。圖 2 顯示了一個(gè)典型的絕對(duì)編碼器電路，并顯示了 EFT 會(huì)影響該系統(tǒng)的位置。

圖 2：使用 RS485 的絕對(duì)式編碼器和電機(jī)應(yīng)用