苏州莱瑞测信息科技有限公司

EFT/ESD问题的测量和定位

   2006-05-30 7330
本文导读:大部分电子产品需要通过电快速瞬变脉冲群(EFT)(根据IEC61000-4-4)和静电放电(ESD)(根据IEC61000-4-2)等项目的标准测试。EFT和ESD是两种典型的突发干扰,EFT信号单脉冲的峰值电压可高达4kV,上升沿5ns。接触放

大部分电子产品需要通过电快速瞬变脉冲群(EFT)(根据IEC61000-4-4)和静电放电(ESD)(根据IEC61000-4-2)等项目的标准测试。EFT和ESD是两种典型的突发干扰,EFT信号单脉冲的峰值电压可高达4kV,上升沿5ns。接触放电测试时的ESD信号的峰值电压可高达8kV,上升时间小于1ns。这两种突发干扰,都具有突发、高压、宽频等特征。 

在进行标准的EFT/ESD测试时,把干扰脉冲从设备外部耦合到内部,同时监视设备的工作状态。如果设备没有通过这些标准的测试,测试本身几乎不能提供任何如何解决问题的信息。 

要想定位被测物(EUT)对突发干扰敏感的原因和位置,必须进行信号测量。但是如果采用示波器进行测量的话,EUT内部的干扰会产生变化。例如图1中,使用金属导线的探头连接到示波器,会形成一个额外的干扰电流路径,从而影响测试结果,很难定位产生ESD/EFT问题的原因。 

 

1 用示波器测量EFT/ESD

EFT/ESD干扰电路正常工作的机理 

在进行EFT/ESD等抗扰度测试时,需要把相应的突发干扰施加到EUT的电源线,信号线或者机箱等位置。干扰电流会通过电缆或者机箱,流入EUT的内部电路,可能会引起EUT技术指标的下降,例如干扰音频或视频信号,或者引起通信误码等;也可能引起系统复位,停止工作,甚至损坏器件等。 

电子产品的抗干扰特性,取决于其PCB设计和集成电路的敏感度。电路对EFT/ESD信号敏感的位置,一般能被精确定位。形成这些"敏感点"的原因,很大程度上取决于GND/VCC的形状以及集成电路的类型和制造商。 

实践发现,产生EFT/ESD问题的最主要的原因是,干扰电流的主要部分会流入低阻抗的电源系统。干扰电流能通过直接的连接进入GND系统,再由线路连接,从另外一个地方耦合出来;干扰电流也能通过直接连接进入GND系统,然后通过和金属块(例如机箱)等物体的容性耦合方式,以电场的方式(场束)耦合出来。

图2中,干扰脉冲电流I通过电缆或者电容渗透到PCB内。由干扰电流产生电场干扰(电场强度E)或者磁场干扰(磁场强度B)。磁脉冲场B或电脉冲场E是影响PCB最主要的基本元素,一般来说,敏感点要么仅对磁场敏感,要么仅对电场敏感。

干扰电流I通过电源线注入到设备内部。由于旁路电容C的存在,一部分电流IA离开了被测物,内部的干扰电流Ii被减少了。图中所示的由干扰电流Ii产生的磁场B会影响它周围几厘米范围内的电路模块,一般电路模块内只会有很少的信号线会对磁场B敏感。 

需要注意,磁场不仅仅由电源线电缆上干扰电流I以及排状电缆上的电流产生,旁路电容C的电流路径以及内部GND和VCC上的电流,会扩大干扰范围。 

 
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