静电放电抗扰度测试5则范文

静电放电抗扰度测试5则范文
第一篇：静电放电抗扰度测试
静电放电抗扰度测试静电的产生与危害静电放电是一种自然现象,经验表明,人在合成纤维的地毯上行走时,通过鞋子与地毯的摩擦,只要行走几步,人体上积累的电荷就可以达到10-6库仑以上(这取决于鞋子与地毯之间的电阻),在这样一个“系统”里(人/地毯/大地)的平均电容约为几十至上百pF,可能产生的电压要达到15kV.研究不同的人体产生的静电放电,会有许多不同的电流脉冲,电流波形的上升时间在100ps至30ns之间.电子工程师们发现,静电放电多发生于人体接触半导体器件的时候,有可能导致数层半导体材料的击穿,产生不可挽回的损坏静电放电以及紧跟其后的电磁场变化,可能危害电子设备的正常工作。

2 静电放电试验
GB/T17626.2描述的是在低湿度环境下,通过摩擦使人体带电.带了电的人体,在与设备接触过程中就可能对设备放电.静电放电抗扰度试验模拟了两种情况: ⑴设备操作人员直接触摸设备时对设备的放电,和放电对设备工作的影响;⑵设备操作人员在触摸邻近设备时,对所关心这台设备的影响.其中前一种情况称为直接放电(直接对设备放电);后一种情况称为间接放电(通过对邻近物体的放电,间接构成对设备工作的影响).静电放电可能造成的后果是:
(1)通过直接放电,引起设备中半导体器件的损坏,从而造成设备的永久性失效.⑵由放电(可能是直接放电,也可能是间接放电)而引起的近场电磁场变化,造成设备的误动作.试验配置
由于静电放电的电流波形十分陡峭,前沿己经达到0.7～1ns,其包含的谐波成分至少要达到500MHz以上,因此试验室里试验配置的规范性是保证试验结果重复性和可比性的一个关键.下图上海三基电子工业有限公司提供的台式与落地式两种设备的试验配置.①木制试验台1700×900×800mm ①绝缘支座1100×800×100mm ②参考接地板2700×1800×1.5mm ②参考接地板2700×1800×1.5mm ③垂直耦合板500×500×1.5mm ③垂直耦合板500×500×1.5mm
④水平耦合板1600×800×1.5mm
④垂直耦合板支架500×500×1200mm
⑤绝缘垫板1400×600×0.5mm ⑤两端带470kΩ电阻的连接线(一根)⑥两端带470kΩ电阻的连接线(两根)静电放电试验的实验室配置可以由用户自行制作,标准对此作出了规定,归结起来有以下几点:
⑴参考接地板采用0.25mm以上铜板或铝板(铝板易氧化,慎用).如用其他金属,厚度至少是0.65mm以上.参考接地板实际尺寸不限,要求四周均超出被试设备(指地面设备)或试验桌台面水平耦合板(用于台式设备)的每边0.5m以上.参考接地板要和试验室的保护接地线相连.⑵水平耦合板(仅台式设备有)和垂直耦合板(后者有绝缘支架)的材料与参考接地板相同.两块耦合板各有一根两端接有470kΩ电阻的电缆线与参考接地板相连,以便泄放试验中静电电荷.要求所用电阻有承受放电的能力;整个电缆有绝缘保护,避免与接地板短路.⑶对台式设备,在水平耦合板上覆一块0.5mm的绝缘薄板,要求试验中此板不明显积聚电荷.在台式设备试验中,水平耦合板至少比试品的每一边大出0.1m.如试品太大,要么选用更大的试验台;要么选用两张同样的试验台来摆放试品,桌面上的水平耦合板不必焊在一起,而可以在两张桌子的并合处覆一块同样材质的金属,只要各压住每个桌面0.3m以上即可.但要求两张桌子的水平耦合板用电阻线分别与参考接地板相连.⑷对地面设备,在参考接地板上要有一个0.1m高的绝缘支座,试品和试品电缆放在绝缘支座.⑸所有连接线(包括参考接地板的接地电缆;耦合板上的带电阻的连接电缆;以及放电枪接到参考接地板上的接地回线等)都必须保持低阻抗的连接.⑹其他应注意的地方
A.在距试品1m以内应无墙壁和其他金属物品(包括仪器).
B.试验中的试品要尽可能按实际情况布局(包括电源线,信号线和安装脚等等).接地线要按生产厂的规定接地(没有接地线的就不接),不允许有额外的接地线.
C.放电时,放电枪的接地回线与试品表面至少保持0.2m的间距,避免相互间有附加感应,影响试验结果.试验方法
标准规,凡被试设备正常工作时,人手可以触摸到的部位,都是需要进
行静电放电试验的部位(这样的部位,除机壳以外,其他如控制键盘,显示屏,指示灯,旋钮,钥匙孔,电源线等都在考核范围内).试验时,被试设备处在正常工作状态.试验正式开始前,试验人员对试品表面以20次/秒的放电速率快速扫视一遍,以便寻找试品的敏感部位(凡扫视中有引起试品数显跳动,动作异常迹象的部位,都作为正式试验时的重点考查部位,应记录在案,并在正式试验时应在其周围多增加几个考查点).正式试验时,放电以1次/秒的速率进行(也有规定为1次/5秒的产品),以便让试品来得及作出响应.通常对每一个选定点上放电20次(其中10次是正的,还有10次是负的).原则上,凡可以用接触放电的地方一律用接触放电.对有镀漆的机壳,如制造厂未说明是作绝缘的,试验时便用放电枪的尖端刺破漆膜对试品进行放电.如厂家说明是做绝缘使用时,则改用气隙放电.对气隙放电应采用半圆头形的电极,在每次放电前,应先将放电枪从试品表面移开,然后再将放电枪慢慢靠近试品,直到放电发生为止.为改善试验结果的重复性和可比性,放电电极要垂直试品表面.间接放电:
①对水平耦合板,放电枪垂直地在离开试品0.1m处用接触放电方式进行放电.②对垂直耦合板,耦合板应放在离试品0.1m处,放电枪要垂直于耦合板一条垂直边的中心位置上进行放电.对试品垂直方向的四个面都要用垂直耦合板做间接放电试验.电快速瞬变脉冲群产生的原理：当电感性负载（如继电器、接触器等）在断开时，由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的瞬态骚扰。

当电感性负载多次重复开关，则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。

这种瞬态骚扰能量较小，一般不会引起设备的损坏，但由于其频谱分布较宽，所以会对移动电话机的可靠工作产生影响。

电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的分析电快速瞬变脉冲波形通过充电器直接传导进手机，导致主板电路上有过大的噪声电压。

当单独对火线或零线注入时，尽管是采取的对地的共模方式注入，但在火线和零线之间存在差模干扰，这种差模电压会出现在充电器的直流输出端。

当同时对火线和零线注入时，存在着共模干扰，但对充电器的输出影响并不大。

造成手机在测试过程中出现问题的原因是复杂的，具体表现为: 1)前期设计时未考虑电快速瞬变脉冲群抑制功能，没有添加相关的滤
波元器件，PCB设计综合布线时也没有注意线缆的隔离，主板接地设计也不符合规范，另外关键元器件的也没有采取屏蔽保措施等；
2)生产厂在元器件供应商的选择上没有选用性能可靠的关键器件，导致测试过程中器件老化或者器件失效，从而容易受到电快速瞬变脉冲的干扰；
3)在整机生产组装过程中，加工工艺及组装水平出现的问题可能会导致产品一致性不好，别送检手机存在质量问题；4)检测过程中由于其他测试项出现问题导致整改，可能由于整改方案的选择会影响到电快速瞬变脉冲群测试不合格。

电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的改进建议针对电快速脉冲群干扰试验出现的问题，主要可以采取滤波及吸收的办法来实现对电快速瞬变脉冲的抑制。

1)在手机设计初期就应重点考虑抑制电快速瞬变脉冲群干扰设计：
在PCB层电源输入位置要做好滤波，通常采用的是大小电容组合，根据实际情况可以酌情再添加一级磁珠来滤除高频信号，尽量采用表面封装；
尽量减小PCB的地线公共阻抗值； PCB布局尽量使干扰源远离敏感电路； PCB的各类走线要尽量短；减小环路面积；
在综合布线时要注意强弱电的布线隔离、信号线与功率线的隔离，综合布线是系统很重要的一个设计组成部分，一个糟糕的综合布线格局很可能断送一个设计精良的PCB的稳定性；关键敏感芯片需要屏蔽；
软件上应正确检测和处理告警信息，及时恢复产品的状态；
2)元器件的选择上应使用质量可靠的芯片，最好做过芯片级的电磁兼容仿真试验，质量可靠的充电器、数据线及电池的选用可提升对电快速瞬变脉冲信号的抑制能力；
3)厂家在组装生产环节中应严把质量关，做好生产工艺流程控制，尽量保证产品质量的一致性，减少因个别手机质量问题带来的测试不合格现象；
4)EFT测试过程中如出现问题，可采用在充电器增加磁环或者电快速瞬变脉冲群滤波器的方法进行整改，选用磁珠的内径越小、外径越
大、长度越长越好；采用加TVS管的整改方法作用有限；
5)根据最新GB/T17626.4-2008标准要求，重复频率将增加100kHz选项，将会比5kHz更为严酷，希望厂家及早重视进行相关的电快速瞬变脉冲群测试防护工作。

下面是在实验室进行电快速脉冲群抗扰度试验时所必须的配置：
1.参考接地板用厚度为0.25mm以上的铜板或铝板（需提醒的是，普通铝板容易氧化，易造成试验仪器、受试设备的接地电缆与参考接地板之间塔接不良，宜慎用）；若用其他金属板材，要求厚度大于0.65mm。

参考接地板的尺寸取决于试验仪器和受试设备，以及试验仪器与受试设备之间所规定的接线距离（1m）。

参考接地板的各边至少应比上述组合超出0.1m。

参考接地板应与实验室的保护地相连。

2.试验仪器（包括脉冲群发生器和耦合/去耦网络）放置在参考接地板上。

试验仪器用尽可能粗短的接地电缆与参考接地板连接，并要求在搭接处所产生的阻抗尽可能小。

3.受试设备用0.1±0.01m的绝缘支座隔开后放在参考接地板上（如果受试设备是台式设备，则应放置在离参考接地板高度为0.8±0.08m的木头桌子上）。

受试设备（或试验桌子）距参考接地板边缘的最小尺寸满足项1（0.1m）的规定。

受试设备应按照设备的安装规范进行布置和连接，以满足它的功能要求。

另外，受试设备应按照制造商的安装规范，将接地电缆以尽量小的接地阻抗连接到参考接地板上（注意，不允许有额外的接地情况出现）。

当受试设备只有两根电源进线（单相，一根L，一根N），而且不设专门接地线时，受试设备就不能在试验时单独再拉一根接地线。

同样，受试设备如果通过三芯电源线进线（单相，一根L，一根N，及一根电气接地线），未设专门接地线时，则此受试设备也不允许另外再设接地线来接地，而且受试设备的这根电气接地线还必须经受抗扰度试验。

4.受试设备与试验仪器之间的相对距离以及电源连线的长度都控制在1m，电源线的离地高度控制在0.1m，如有可能，最好用一个木制支架来摆放电源线。

当受试设备的电源线为不可拆卸，而且长度超过1m时，那么超长部分就应当挽成个直径为0.4m的扁平线圈，并行
地放置在离参考接地板上方0.1m处。

受试设备与试验仪器之间的距离仍控制为1m。

标准还规定，上述电源线不应采用屏蔽线，但电源线的绝缘应当良好。

5.试验应在试验室中央进行，除了位于受试设备、试验仪器下方的参考接地板以外，它们与其他所有导电性结构（例如屏蔽室的墙壁和实验室里的其他有金属结构的试验仪器和设备）之间的最小距离为0.5m。

6.当使用耦合夹做被试系统的抗扰度试验时，耦合夹应放置在参考接地板上，耦合夹到参考接地板的边缘尺寸的最小距离为0.1m。

同样，除了位于耦合夹下方的参考接地板以外，耦合夹相对所有其他导电性结构之间的最小距离是0.5m。

如果试验是针对系统中一台设备（如EUT1）的抗扰度性能测试来说时，则耦合夹与EUT1的距离关系保持不变，而将耦合夹相对EUT2的距离增至5m 以上（标准认为较长的导线足够使线路上的脉冲群信号损耗殆尽）。

耦合夹也可由1米长的铝箔包裹受试电缆代替，前提是它可以提供和耦合夹一样的等效电容（100pF）。

如果现场条件不允许放置1m长的铝箔也可以适当缩短长度，但仍要保证等效耦合电容。

也可以将发生器的输出通过100pF 的高压陶瓷电容直接加到受试电缆的芯线或是外皮。

7．在电源线上的试验通过耦合/去耦网络以共模方式进行，在每一根线（包括设备的电气接地线）对地（对参考接地板）施加试验电压。

要求每一根线在一种试验电压极性下做三次，每次一分钟，中间相隔一分钟。

在一种极性做完后，换做另一个极性。

一根线做完后，换做另一根线。

当然也可以把脉冲同时注入两根线，甚至几根线。

四．试验等级试验等级所代表的典型工作环境如下：1级，具有良好保护的环境。

计算机机房可代表此类环境；2级，受保护的环境。

工厂和发电厂的控制室可代表此类环境；3级，典型工业环境。

发电厂和户外高压变电站的继电器房可代表此类环境；4级，严酷的工业环境。

为采取特别安装措施的电站或工作电压高达50万伏的开关设备可代表此类环境；X级，由厂家和客户协商决定。

浪涌冲击形成的机理
电磁兼容领域所指的浪涌冲击一般来源于开关瞬态和雷击瞬态。

系统开关瞬态与以下内容有关：
a）主电源系统切换骚扰，例如电容器组的切换；
b）配电系统内在仪器附近的轻微开关动作或者负荷变化；c）与开关装置有关的谐振电路，如晶闸管；
d）各种系统故障，例对设备组接地系统的短路和电弧故障。

试验实施
电源、信号和其他功能电量应在其额定的范围内使用，并处于正常的工作状态。

根据要进行试验的EUT的端口类型选择相应的试验试验波形发生器和耦合单元及相应的信号源内阻。

使受试设备处于典型工作条件下，根据受试设备端口及其组合，依次对各端口施加冲击电压。

每种组合应针对不同脉冲极性进行测试，两次脉冲间隔时间不少于1min。

对电源端子进行浪涌测试时，应在交流电压波形的正、负峰值和过零点分别施加试验电压。

对电源线和信号线应分别在不同组合的共模和差模状态下施加脉冲冲击。

每种组合状态至少进行5次脉冲冲击。

若需满足较高等级的测试要求，也应同时进行较低等级的测试。

只有两者同时满足，我们才认为测试通过。

雷击浪涌试验有共模和差模两种。

因此浪涌吸收器件的使用要考虑到与试验的对应情况。

为保证使用效果，浪涌吸收器件要用在进线入口处。

由于浪涌吸收过程中的di/dt特别大，在器件附近不能有信号线和电源线经过，以防止因电磁耦合将干扰引入信号和电源线路。

此外，浪涌吸收器件的引脚要短；吸收器件的吸收容量要与浪涌电压和电流的试验等级相匹配。

雷击浪涌试验的最大特点是能量特别大。

所以采用普通滤波器和铁氧体磁芯来滤波、吸收的方案基本无效；必须使用气体放电管、压敏电阻、硅瞬变电压吸收二极管和半导体放电管等专门的浪涌抑制器件才行。

浪涌抑制器件的一个共同特性就是阻抗在有浪涌电压与没浪
涌电压时不同。

正常电压下，它的阻抗很高，对电路的工作没有影响；当有很高的浪涌电压加在它上面时，它的阻抗变得很低，将浪涌能量旁路掉。

这类器件的使用方法是并联在线路与参考地之间，当浪涌电压出现时，迅速导通，以将电压幅度限制在一定的值上压敏电阻、瞬态抑制二极管和气体放电管具有不同的伏安特性，因此浪涌通过它们时发生的变化不同.
第二篇：静电放电抗扰测试的问题及对策
静电放电抗扰测试的问题及对策
一．静电放电抗扰测试的问题及对策
电磁兼容是指设备或系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。

即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中其它设备或系统因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。

对于手机电磁兼容测试，主要出现问题的项目是：静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、传导骚扰及辐射骚扰。

以下就手机的静电放电抗扰度问题及其相关解决方案进行了描述。

首先，介绍一下电磁兼容的测试方法。

二.电磁兼容测试方法
1.测试时手机的连接方式
手机通过空间链路与手机基站模拟器建立通信连接，手机充电器与手机相连且保持充电状态，充电器的交流输入端与交流电源或测试设备相连，见图1。

2.手机的工作状态
电磁兼容测试过程中，手机有两种典型的工作状态：通话状态：手机与基站模拟器通过空间链路建立并保持通信连接。

根据不同制式，选择中间的信道频率。

基站模拟器控制手机工作在最大的发射功率。

手机与充电器相连并保持充电状态。

空闲模式：手机与基站模拟器通过空间链路连接，BCCH信道激活，手机与基站模拟器保持同步，手机处于待机状态。

测试过程中，根据标准的要求选择手机的工作状态进行电磁兼容测试。

2.测试方法测试方法详见各个行业标准及相关的基础标准。

对于手机电磁兼
容测试，主要出现问题的项目是：静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、传导骚扰及辐射骚扰。

以下就手机的静电放电抗扰度问题及其相关解决方案进行了描述。

三.静电放电抗扰测试的问题及对策
1.静电放电抗扰度试验产生的问题：1)手机机通话中断；2)静电放电导致手机机部分功能失效，但静电放电过程结束后或者重新启动手机机之后失效的功能可以恢复。

这些现象可能为：
①、屏幕显示异常，如屏幕显示呈白色、屏幕出现条纹、显示出现乱码、屏幕显示模糊等等；
②、通话效果出现问题，如出现啸叫声或者声音消失等问题；③、按键功能或者触摸屏功能丧失；
④、软件出现误告警，如在并没有出现插拔充电器的情况下频繁提示“充电已连接、充电器已移除”；
3)手机自动关机或者重新启动现象。

这个问题既可能发生在通话过程中，也可能发生在待机过程中； 4)静电放电导致手机损坏：
①.由于部分器件损坏，手机的一些功能在重新启动后仍无法恢复，如摄像头功能；
②、自动关机后无法再次开机的情况；
③、与充电器相连接的情况下进行测试时，充电器也可能出现失效、损坏甚至爆炸等问题。

2.手机静电放电问题的具体分析
1）、通话中断：造成通话中断的主要原因是静电放电对手机内部的射频电路和或基带电路造成影响，造成了通信信噪比的下降，信号同步出现问题，从而造成通话中断；
2）、结构设计不合理也可能导致通话中断：静电放电试验中需要使用较大面积的金属材质的水平耦合板，手机与水平耦合板之间仅放置一个厚度为0.5mm 的绝缘垫。

当天线或者大面积的金属部件距离这个水平耦合板距离过近时可能产生相互耦合，可能导致移动电话机实际能达到的灵敏度大大下降，使进行静电试验时通话更容易中断。

严重时即使不施加静电干扰移动电话机都无法保持通话；3）、自动关
机或重启：基带电路的复位电路受到静电的干扰导致手机误关机或重启；
4）、部分器件失效：静电放电过程中高电压和高电流导致器件的热失效或者绝缘击穿。

也可能受到静电放电过程中强电磁场影响导致器件暂时失效；5）、软件故障：静电干扰信号被当作有用信号被处理，导致操作系统误响应。

四.静电放电问题的改进建议
a.在设计方案上考虑静电放电问题
1、尽量选择静电敏感度等级高的器件；
2、器件与静电源隔离；
3、减少回路面积(面积越大，所包含的场流量越大，其感应电流越大)，具体的措施可能包括：走线越短越好；电源与地越接近越好；存在多组电源和地时，以格子方式连接；太长的信号线或电源线必须与地线交错布置；信号线越靠近地线越好；所有的组件越近越好；同一特性器件越近越好；
4、接地平面设计：尽量在PCB 上使用完整的地平面；PCB 接地面积越大越好；不要有大的缺口；
5、PCB 的接地线需要低阻抗且要有良好的隔离；
6、电源、地布局在板中间比在四周好；
7、在电源和地之间放置高频旁路电容；
8、保护静电敏感的元器件。

b.出现静电问题后的整改建议整改步骤：
1）尝试直接放电和间接放电、空气放电和接触放电，确认耦合路径；2）从不同方向放电，观察现象有何不同，确定所有的放电点和放电路径；3）从低到高，在不同电压下进行试验，确定手机在哪个电压范围内出现不合格现象；
4）多试验几台样机，分析共性，确认失效原因；
5）根据耦合路径、不合格现象、放电路径，判断相关的敏感器件；6）针对敏感器件制订解决方案； 7)通过试验验证、修正解决方案。

整改措施：
①、对于机壳缝隙、按键、FPCB 的问题可用介质隔离的方式来处理；②、对于摄像头、麦克风、听筒等问题可以通过介质隔离、加强接地等方式来处理；③、具有屏蔽壳的芯片可以通过加强屏蔽效果、屏蔽壳加强接地的方式来处理；④、对于接口电路、关键芯片的引脚，要通过使用保护器件（如TVS 管，ESD 防护器件）来加以保护；
⑤.对于软件的故障，可以通过增加一些逻辑判断来正确检测和处理告警信息的方式来改善。

专业：物理电子学
学号：201312131594 姓名：王盼
第三篇：手机静电测试
二)手机静电放电(ESD)整改措施
目前在手机的静电靠扰测试(ESD)中经常出现问题的地方有如下九处： 1：Receiver 2：麦克风MIC 3：键盘 4：喇叭Speaker 5：金属饰件 6：电池后盖 7：侧键及USB口 8：显示屏
9：中间缝隙，滑盖缝隙等
在对手机ESD出现问题的整改过程中，大致可采用以下两种办法：1.导:就是用导电胶带导电泡棉或者铜箔，将静电引入GND。

2.堵:就是用类似绝缘胶带，堵住放电的路径，让静电放不出来。

下面用两个实际例子来说明以上这两种方法的应用。

实例一：LCD屏幕。

采用导的方法。

屏幕是最容易出问题的地方之一。

屏幕上可以使用导的方法，把打在屏幕上的静电及时的疏导到主板地上。

在处理的时候，有些地方要注意贴上绝缘胶带防止短路(如图1)。

然后用铜箔包住屏的三个边，下压的时候正好接到主板地上(如图2)。

正面屏边上不能露出太多的铜箔，不然装机后铜箔会露在外面(如图3)。

实例二：Keyboard键盘。

用堵的方法。

键盘也是最容易出现问题的地方之一。

特别是金属按键的键盘，基本上都需要处理。

如图4，中间按键+/-8K静电不过。

打开手机，用绝缘胶带把整个键盘都包裹住，而且要用一整块的胶带，不能一小块的拼凑起来(如图5)。