集成电路辐射发射测量：基于 TEM/GTEM 电池的标准化方法 (SAE J1752/3-2017)

电磁兼容性 (EMC) 设计中，集成电路 (IC) 的辐射发射特性至关重要。SAE J1752/3-2017 定义了一种成熟且标准化的测量方法——TEM 电池法与宽频带 TEM (GTEM) 电池法，适用于 150 kHz 至 1 GHz (TEM) 或 8 GHz (GTEM) 的辐射发射测量。该方法将 IC 安装在特殊设计的测试 PCB 上，该 PCB 作为电池壁的一部分固定，从而精确控制辐射耦合路径。🎯

测试原理与设备要求

IC 测试 PCB 通过壁端口安装在电池的顶部或底部，成为电池壁的一部分。IC 工作时产生的电磁场耦合到电池内的隔板 (septum) 上，并通过 50 Ω 端口输出至频谱分析仪或接收机。测量的 RF 电压表征了 IC 的辐射发射能力。

电池的隔板与壁的间距直接影响耦合系数。标准推荐间距为 45 mm (在 1 GHz TEM 电池和 GTEM 电池中采用)，以保证结果的可重复性。不同间距的电池之间可通过转换因子进行比对。

以下是两种电池方法的主要特性对比：

参数	TEM 电池法	GTEM 电池法
频率范围	150 kHz – 1 GHz	150 kHz – 8 GHz
隔板间距	45 mm 固定	平均 45 mm (端口区域)
端口数量	2 个 50 Ω 端口 (其一接负载)	1 个 50 Ω 端口
电池设计	均匀横电磁波	宽带非对称结构
PCB 放置	嵌入壁端口，非内部	同左

🛠️ 设计洞察：测试 PCB 的设计至关重要。标准规定了详细的 PCB 布局指南，包括信号走线长度、去耦电容位置及接地方式。PCB 的背面（含电源和信号线）位于电池外部，从而避免了引线对测量的影响。

测试步骤与关键设计要点

完整的测试流程包括系统增益校准、环境噪声测量、操作检查（使用参考 IC）以及正式测量。校准是过程中最容易出错的一环，必须严格执行。

在测量中，IC 引脚应按照标准推荐的负载条件（见 SAE J1752-1）进行端接，以模拟典型工作状态。常见的引脚负载包括 50 Ω 接地、电源去耦等。

🔍 数据解读：测量结果通常以 dBµV 表示。虽然不同电池的结果可能不完全一致，但通过转换因子可以实现比对。标准还提供了偶极子矩的计算方法，用于评估发射源特性。

常见问题解答 (FAQ)

1. 隔板间距对测量结果有何影响？

隔板与壁的间距决定了电池的特性阻抗与耦合因子。标准间距 45 mm 保证了一致性。若使用其他间距，应通过理论或实验得到转换系数，否则结果不宜直接比较。

2. 测试 PCB 有哪些关键设计要点？

PCB 必须具有完整的参考平面、受控的 IC 放置位置、干净的电源去耦以及合理的输入输出布局。标准附录提供了设计范例，严格遵守是获得有效测量的前提。

3. 如何区分环境噪声与 IC 发射？

先测量环境噪声（IC 不工作），记录背景谱。再测量工作状态，与背景对比，剔除重复出现的干扰峰。必要时可在屏蔽室内进行测试。

4. 不同的 TEM/GTEM 电池结果能否相互换算？

可以，但需要特定的转换因子，该因子依赖于电池的结构和频率。标准建议用户在数据报告中注明所使用的电池类型和间距，以便后续分析。

总结：SAE J1752/3-2017 为 IC 辐射发射测量提供了扎实的工程方法，结合正确的设置和操作，可以高效评估 IC 的 EMC 性能。掌握该方法中的关键设计细节与错误规避手段，将显著提升测试的可靠性与可重复性。