ESD辐射场测试研究
EMC 测试要求及参数指标
判定准则 Ａ： ａ） 设备在测试期间，输出电压应符合正常工作范围； ｂ） 设备在测试期间和测试后，设备应正常工作，不应产生报警、误报警指示（供电故障、 保护 性故障等）或误显示指示。
判定准则 Ｂ： ａ） 设备在测试后，应正常工作。输出电压应立即符合正常工作范围。 ｂ） 设备在测试后，应正常工作。不应产生报警、误报警指示（供电故障、保护性故障等）或误 显示指示。
图（５）ＳＵＲＧＥ 开路电压波形 １．２／５０ｕｓ
图（６）ＳＵＲＧＥ 短路电流波形 ８／２０ｕｓ
??Ｈ Ａ Ｒ Ｍ Ｏ Ｎ Ｉ Ｃ Ｃ Ｕ Ｒ Ｒ Ｅ Ｎ Ｔ Ｔ Ｅ Ｓ Ｔ
一、参考标准 ＧＢ １７６２５．１－１９９８ 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤１６Ａ） Ｉｄｔ： ＩＥＣ６１０００－３－２ （ １９９５ ） Ｔｈｅ ｌｉｍｉｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ
ＥＭＣ 测试要求及参数指标
?? ＥＭＳ 测试最低要求（信息产业部最低要求）
参考标准：ＹＤ／Ｔ ９８３－１９９８ ＧＢ ９２５４－１９９８
１、 静电（ＥＳＤ） 最低要求：Ｌｅｖｅｌ ２ ４ＫＶ（金属接触放电、绝缘塑胶空气放电） 判定准则：Ｂ ２、 辐射电磁场抗扰性（ＲＳ） 最低要求：Ｌｅｖｅｌ ２ １Ｖ／ｍ 判定准则： Ａ ３、 电快速瞬变脉冲群抗扰性（ＥＦＴ） 最低要求：Ｌｅｖｅｌ １（０．５ＫＶ）或 Ｌｅｖｅｌ ２（１．０ＫＶ） 判定准则： Ｂ 或 Ｃ ４、 浪涌抗扰性（Ｓｕｒｇｅ） 最低要求：Ｌｅｖｅｌ ２ （线对地 １．０ＫＶ＼线对线 ０．５ｋＶ） 判定准则： Ｂ
一、参考标准
ＧＢ／Ｔ １７６２６．２—１９９９ 静电放电抗扰性试验 Ｉｄｔ： ＩＥＣ６１０００－４－２ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｉｍｍｕｎｉｔｙ ｔｅｓｔ 二、测试环境条件：
对复合材料飞机上静电放电的研究
对复合材料飞机上静电放电的研究张珺，谢拥军，傅焕展西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室，陕西西安（710071）摘要：本文针对碳纤维复合材料（介质）飞机上的静电放电（ESD）展开研究，首先给出了复合材料飞机上静电放电的产生原理，并根据飞机上放电电流脉冲波形，建立数值模型，模拟静电荷在复合材料飞机上的积累，以及静电荷在飞机上静电放电产生的辐射电场，最后结合有限元方法，计算出复合材料飞机的电容，估算静电放电的能量。
关键词：复合材料飞机；静电放电；辐射电场；放电能量1. 引言为保证飞机飞行安全，在上世纪20年代就开始了对飞机静电放电的研究。
飞机在飞过云层的过程中，飞机表面和空间粒子摩擦而在飞机表面积累一定量的电荷。
随着电荷在飞机表面的积累，机上表面电压将持续升高，当达到机上静电放电起始电压值时便产生静电放电。
飞机上主要以电晕放电的形式将机上电荷释放出去。
随着这一课题的深入，人们发现电晕放电产生在飞机表面电场强度大的结构尖端，如机翼末端，尾翼尖端等。
飞机在飞行中产生静电放电，会对航空航天飞行器及其飞行系统的效能会产生直接影响。
关于飞机上的静电放电的产生，ESD感应场及其相关问题，国内外学者已经有了一些研究。
国外的研究[1~5]主要探讨了飞机表面静电干扰产生的原因以及怎样消除。
有些学者研究了电晕放电的特性，并设计出不同类型放电刷以减少机上电晕放电产生的干扰[7]。
关于电晕放电产生的噪音[6]以及它对机载天线的干扰[8]也有一些具体的研究。
另一方面，有些学者利用几何绕射理论（GTD）分析了机身上感应出的表面电流和电荷密度[9]，研究了放电电流的脉冲形式，数值模型以及静电放电电流产生的辐射场[10~12]。
Yee最早在1966年提出等效电偶极子模型[11]，Wilson 在1991年首先利用解析方法对ESD产生的辐射电磁场进行了理论推导[12]。
国内的文献[13]阐述了飞机静电场的产生原理，从静电引信目标识别和抗干扰的角度分析了飞机静电场的特性。
ESD测试方法大全资料
ESD测试方法大全资料ESD(Electrostatic Discharge)测试方法涉及到静电释放的测试，用于检测电子产品是否具有耐受静电放电的能力。
在电子产品的设计和制造过程中，ESD测试是非常重要的一环，因为静电放电可能会对电子元件和电路板造成损坏，从而影响产品的性能和可靠性。
下面将介绍一些常见的ESD测试方法：1.实验室测试方法：a.人体模拟ESD测试：这种测试方法模拟人体接地时的静电放电现象，通过使用人体模型进行测试，可以评估产品对人体静电放电的敏感性。
b.机器模拟ESD测试：这种测试方法模拟机器或设备对静电放电的敏感性，通过使用机器模型进行测试，可以评估产品对机器静电放电的敏感性。
c.静电放电发生器测试：这种测试方法使用专门的静电放电发生器对产品进行静电放电测试，以评估产品的静电放电能力。
2.在线测试方法：a.端口测试：通过在端口上安装静电放电检测器，可以实时监测产品的端口是否受到过静电放电，从而评估产品的静电放电能力。
b.设备测试：通过在设备上安装静电放电检测器，可以实时监测设备是否受到过静电放电，从而评估设备的静电放电能力。
3.特殊测试方法：a.高频测试：通过使用高频静电放电发生器对产品进行测试，可以评估产品在高频条件下的静电放电能力。
b.低温测试：通过在低温环境下对产品进行静电放电测试，可以评估产品在低温条件下的静电放电能力。
总的来说，ESD测试方法是多种多样的，不同的测试方法可以用于不同的测试场景，可以根据具体的产品需求和测试要求选择合适的测试方法。
通过ESD测试，可以有效地评估产品的静电放电能力，提高产品的性能和可靠性。
esd静电测试标准
ESD静电测试标准一、测试设备在进行ESD静电测试时，需要使用以下测试设备：1. ESD测试仪：用于产生静电放电信号，可以模拟人体静电放电过程。
2. 电压表：用于测量被测设备（DUT）的电压。
3. 电流表：用于测量被测设备（DUT）的电流。
4. 示波器：用于记录被测设备（DUT）的电压或电流波形。
5. 稳压电源：用于为被测设备（DUT）提供稳定的电压和电流。
6. 绝缘电阻测试仪：用于测量被测设备（DUT）的绝缘电阻。
7. 电容测试仪：用于测量被测设备（DUT）的电容。
二、测试方法在进行ESD静电测试时，需要按照以下步骤进行：1. 将ESD测试仪与被测设备（DUT）连接起来，并将电压调到所需的测试电压。
2. 使用电压表和电流表测量被测设备（DUT）的电压和电流，并记录下来。
3. 使用示波器记录被测设备（DUT）的电压或电流波形，并观察是否有异常波形出现。
4. 在不同的放电条件下重复以上步骤，包括放电位置、放电能量等。
5. 对不同的部件或组件进行ESD静电测试，并比较测试结果。
三、测试参数在进行ESD静电测试时，需要确定以下测试参数：1. 测试电压：在ESD测试仪上设置的电压，通常为800V至1000V之间。
2. 放电能量：ESD测试仪产生的静电放电能量，通常为0.3至1.5微焦耳之间。
3. 放电位置：静电放电的位置距离被测设备（DUT）的距离，通常为0至10厘米之间。
4. 测试次数：进行ESD静电测试的次数，通常为10至100次之间。
5. 测试间隔：每次ESD静电测试之间的时间间隔，通常为1秒至5秒之间。
6. 环境湿度：测试环境中的湿度，通常为5%至60%之间。
7. 环境温度：测试环境中的温度，通常为15℃至35℃之间。
四、静电放电抗扰度测试定义静电放电抗扰度测试是用来衡量电子设备在静电放电环境下是否能正常工作的能力。
它是一种电磁兼容性测试，用来检测电子设备是否具有足够的抗干扰能力，以确保在复杂的电磁环境中能够正常工作。
电子产品的静电放电危害、测试及其对策
中国赛宝（总部）实验室
2.3 试验目的：
试验单个设备或系统的抗静电干 扰的能力。 它模拟：
（1）操作人员或物体在接触设备时 的放电。
（2）人或物体对邻近物体的放电。
电子产品的静电放电危害、测试及其对策
中国赛宝（总部）实验室
2.4 ESD的模拟：
下图ESD发生器的基本线路其中高压真空继电器是目前唯一 的能够产生重复与高速的放电波形的器件（放电开关）。放 电适的。人线放体路电电中电阻的阻。储R能d现为电已3容3证0CΩ明S，代，用表用以人这代体种表电放手容电握，状钥现态匙公来或认体其1现5他0人p金F比体属较放工合电具 的模型是足够严酷的。
电子产品的静电放电危害、测试及其对策
中国赛宝（总部）实验室
2.5 试验方法
该标准规定的试验方法有两种：接触放电法和空 气放电法。
接触放电法：试验发生器的电极保持与受试设备 的接触并由发生器内的放电开关受试 设备并由火花对受试设备激励放电的一种试验方法。
电子产品的静电放电危害、测试及其对策
中国赛宝（总部）实验室
二、电子产品ESD测试及要求
从第一节的叙述中我们了解ESD对电子产品的危害。 随着电子产品的复杂程度和自动化程度越来越高，电子产
品的ESD敏感度也越高，电子产品抵御ESD干扰的能力已 经成为电子产品质量好坏的一个重要因素。 那么如何来衡量电子产品抗ESD干扰的能力？
距离立方衰减。 当距离较近时，无论是电场还是磁场都是很强的。 在静电放电位置附近的电路一般会受到影响。
电子产品的静电放电危害、测试及其对策
中国赛宝（总部）实验室
一、ESD机理及其危害（续十一）
ESD在近场，辐射耦合的基本方式可以是电容或 电感方式，取决于ESD源和接受器的阻抗。
ESD测试介绍
ESD测试介绍ESD，即静电放电（Electrostatic Discharge），是指由于电荷的积累或移动而引起的突发放电现象。
静电放电可以对电子设备、电子元件、集成电路等电子产品造成损坏，因此对于电子产品进行ESD测试是非常重要的。
ESD测试的目的是验证电子设备或元件是否能够在静电放电环境下正常工作，以及其抵抗ESD损害的能力。
ESD测试可以评估设备的静电防护能力和设计质量，帮助设计者改进产品的可靠性和稳定性，并提高产品的可用性。
1.静电放电耐受测试：这是最基本的ESD测试。
通过模拟不同静电放电事件，对设备进行多种条件的静电放电测试，以验证其在现实应用场景中的可靠性。
测试过程中，根据设备的应用环境选择不同的放电能量，如HBM（人体模型）放电、MM（机器模型）放电、CDM（电荷设备模型）放电等。
2.静电放电发射测试：这是验证设备对周围环境产生的ESD放电对其它设备的影响程度的测试。
通过模拟设备在工作状态下产生的ESD放电，测量其辐射电磁波的幅度和频谱特性，以验证设备在不同距离下对周围设备的干扰情况。
3.静电放电接收测试：这是验证设备对周围环境产生的ESD放电的敏感度的测试。
通过模拟设备在静电放电环境下的工作状态，测量其对周围ESD放电的敏感程度，以评估设备的可靠性和稳定性。
4.静电放电放射抗扰度测试：这是验证设备在静电放电环境中是否能正常工作的测试。
通过模拟设备在工作状态下产生的ESD放电，测量其对自身和周围设备的影响程度，以验证设备的防护能力和设计质量。
对于不同的电子产品和应用领域，ESD测试的要求也有所不同。
例如，对于工业自动化设备和医疗器械等高可靠性产品，ESD测试的要求更为严格。
而对于消费类电子产品，如智能手机和平板电脑等，ESD测试主要关注产品的使用安全性和用户体验。
ESD测试可以帮助厂商改进产品设计和生产工艺，提高产品的质量和性能。
通过ESD测试，可以发现产品中存在的设计缺陷和制造问题，并及时采取措施进行改善。
esd静电放电抗扰度检测方法与检测标准
ESD静电放电是指在两个接触或接近的物体间由于静电电荷失去平衡而发生的放电现象，通常称为静电击。
在现代电子产品制造和使用过程中，静电放电对电子产品的影响极其重要，甚至可能对产品的性能和寿命产生严重影响。
对静电放电抗扰度检测方法和检测标准的研究和制定显得尤为重要。
一、ESD静电放电抗扰度检测方法1. 传统方法传统的ESD静电放电抗扰度检测方法主要包括人体静电放电（HBM）、机器模拟静电放电（MM）和车间模拟静电放电（CDM）三种方式。
其中，HBM是通过人体与电气设备或系统之间的接触来模拟电气设备在实际应用中的静电放电，MM是通过模拟电气设备在实际应用中的机器间的接触来模拟静电放电，CDM则是通过模拟电气设备在实际应用中的车间之间的接触来模拟静电放电。
这些方法在一定程度上可以模拟实际应用环境中的静电放电，但是在实际应用中的适用性和准确性有待进一步验证。
2. 新兴方法随着科学技术的不断进步和电子产品的不断更新换代，新兴的ESD静电放电抗扰度检测方法也在不断涌现。
基于纳米技术的ESD静电放电抗扰度检测方法，通过利用纳米技术的特殊性能，可以更加精准地模拟和检测实际应用环境中的静电放电，提高了检测的准确性和可靠性。
还有基于仿生学的ESD静电放电抗扰度检测方法，通过模拟自然界中生物体对静电放电的响应机制，可以提高电子产品对静电放电的抗扰度。
二、ESD静电放电抗扰度检测标准1. 国际标准目前，国际上对ESD静电放电抗扰度检测标准的制定已经相对成熟，在国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）已经有了相关的标准，如IEC 61340系列标准和ISO 10605标准等。
这些标准主要针对静电放电的发生原理、检测方法、抗扰度要求等进行了详细规定，对于全球范围内的电子产品生产和使用具有重要指导意义。
2. 国内标准在国内，我国电子技术标准化研究院（CESI）和我国合格评定国家认可委员会（CNAS）等机构也已经制定了相关的ESD静电放电抗扰度检测标准，如GB/T 16927标准等。
IEC 61000-4-2中ESD间接放电实验一致性研究
Ｋｅ ｒ ： ｌ ｃｒ ｓａｉ ｉｃ ａ ｇ ；ｉ ｄ ｒ ｃ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ； ｏ ｉｏ ｔ ｌ ｏ ｐ ｉｇ ｐ ａ ｅ ＥＳ ｓｍｕ ａｏ ｙ ｗｏ ｄｓ ｅ ｅ ｔ ｔ ｔ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅ ｎ ｉｅ ｔ ｐ ｉ ｔ ｏ ｃ ａ ｃ ｏ ｈ ｒｚ ｎ ａ ｕ ｌ ｌｎ ； Ｄ ｉ ｌ ｔ ｒ ｃ ｎ
装 备 环 境 工 程
Ｅ Ｕ Ｐ Ｅ Ｔ Ｅ Ｖ Ｒ Ｎ Ｅ Ｔ Ｌ Ｅ ＧＮ ＥｑＮ Ｑ ＩＭ Ｎ Ｎ Ｉ Ｏ Ｍ Ｎ Ａ Ｎ ＩＥ ｌ Ｇ Ｉ
第７ 卷
第５ 期
２ １年 １月 ００ ０
ＩＣ６ ０ ４ ２中 Ｅ Ｄ间接放 电实验 一致性研 究 Ｅ １ ０ — — ０ Ｓ
瞬 其放 电 电流波 形 的上 升 时 间可 小 于 新 工 艺 、 技 术 的不 断 出现 和微 电子 器 件 的 小 压 、 时大 电流， 新 ， ｎ 产 型 化 发展 趋 势 ， 得 电子设 备 （ 使 系统 ） 电磁 敏 感 度 １ ｓ形 成 静 电放 电 电磁 脉 冲 ， 生频 谱很 宽 的 电磁 的 能够 对半 导体 器 件 、 电子设 备 （ 系统 ） 成直 造 提高 ， 而抗 过 电压能 力下 降－ － 。静 电放 电作 为 一种 常 辐射 场 ， Ｉ 。因此 ，Ｓ Ｅ Ｄ抗 扰度 试验 和静 见 的近场 危 害 源 ， 其 放 电过 程 中有 时 可形 成 高 电 接 和 间接干 扰 或损 伤口 在
创 吴勇 刘国红 赵纪华 王阳 贺本 ， ， ， ，
（ ． 汉军械 士 官学校 ， １武 武汉 ４ ０ ７ ； ． ３ ６ 部 队 ， 建 安 ３ ２ ２ ） ３ ０ ５ ２ ７ １４ 福 南 ６ ３ １
电磁屏蔽测试标准
电磁屏蔽测试标准
该标准用于评估设备对静电放电（ESD）的抗干扰能力，包括人体体
放电模拟和机器模拟两种测试模式。
测试方法包括直接、间接和空气放电。
该标准用于评估设备对无线电频率电磁场干扰的抗干扰能力。
测试方
法包括辐射干扰和传导干扰测试。
该标准用于评估设备对瞬态电压干扰的抗干扰能力，包括耦合线路和
外部干扰源注入测试。
测试方法包括电源电压和信号线电压干扰测试。
该标准用于评估设备对瞬态电流干扰的抗干扰能力，包括耦合线路和
外部干扰源注入测试。
测试方法包括电源电流和信号线电流干扰测试。
该标准用于评估设备对频率扫描干扰的抗干扰能力，包括耦合线路和
外部干扰源注入测试。
测试方法包括电源供电和非平衡电缆干扰测试。
该标准用于评估设备对谐波和闪烁干扰的抗干扰能力。
测试方法包括
电压波形测试、谐波电流测试和闪烁测试。
以上是常用的电磁屏蔽测试标准，根据具体的电子设备和应用领域，
可能还有其他相关的标准适用。
在测试过程中，需要使用专业的测试设备
和方法，以确保测试结果的准确性和可靠性。
测试结果应根据相关标准进
行评估，以判断设备是否符合相应的电磁兼容性要求。
对电子控制式燃气热水器静电放电(ESD)抗扰度的研究与讨论
箍容性是指设备或系统 ｎ 接电磁坷 境 能 ｎ
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燃气热水器是家庭坐话应用 卜 分普遍 提高和普 瞳， 于控制式燃气热 水器很好 抗拢旺试验有静电啵电 （ Ｓ ， Ｉ Ｅ Ｄ） Ｉ 快速瞬 的一种器具，使用颇牢非常高 尤其是往 地解 决 ｒ 一系列安垒 Ｊ题 ． 选 ｎ 】 漩计者将 可 变 ， 浪诵 ，电 哲降和鼬【 ｔ 断等。我们 Ｉ｝ 寸 】 冬季，儿 、天 部在使用 燃气热水器的 能出现的若干种危险的情况编制陂伺警和 此次丰要钳对如 ｆ有 Ｐ 呵 垃提高器 在 ＩＪ ｆ ￣１ ｎ ］ ｆ 点娃而 屺， 虻 诸如Ｈ 开即 ｝ ． ｆ 】 ｆ 木 商，寸 Ｊ Ⅱ 应急 程序模块 ， Ｉ ］ 片机进 行智能控 制 维护过程中 对外 界静 电放电 ｌ ￣ Ｉ Ｊ ｉ 指县有 同 问 长等． 们札艘犁热水器所存 的 易操 和定时巡 捡． 啦迅速对传感器带 来的 静电电位的物体丰Ｉ Ｅ 能 者 【 ＿ 互靠近或 ｌ接接 触 Ｉ 起 挖、调节小 打恒等问题 Ｈ益突出 ． 例如牌 号厦接收 的数 据乜进行分析 一有特蛛情 的 电衙转穆 ）的ｆ找 度 （ 装置 、 设备或 系
ESD设计与测试
PCB板ESD防护设计评审点2
• 充电线路上是否有大电容稳定充电电压 • Speaker、Recevier、MIC等线上是否静电保护设计 • FPC是否设计假地层 • FPC两端是否有支出部分接地 • FPC到主板是否加ESD（＋EMI）器件保护 • I/O口是否有ESD器件保护 • 侧键FPC是否设计地线 • 侧键FPC到主板是否加ESD保护 • SIM卡部分电路是否够短、不受其他线或地影响
PCB静电破坏防护之设计原则1
• 减少回路面积 • 走线越短越好 • PCB接地面积越大越好 • Power与Ground接电容 • 零件与静电源隔离 • PCB接之地线须低阻抗且要有良好的隔离 • 所有的组件靠越近越好 • 同一属性靠越近越好 • Power / Ground Layout在板中间较在四周好.
• 保护电路对于ESD 瞬间的反应必须比被保护的器件迅速。虽然典 型的器件保护可以通过设计回路获得，然而没有器件制造商能够 完全消除ESD 破坏问题，因此,还需要附加的保护措施。
• 由于标准的控制程序不够充分以及不允许一些自动安装技术，这 样的要求对于静电敏感器件极为关键。电路封装保护技术包括采 用适当的遮蔽保护膜、特殊连接设计、保护环和组件放置。完整 的系统使设计也必须考虑ESD 引起的临时性干扰，解决措施可以 采用屏蔽，并且电路板的设计布置需要考虑到典型的噪声抑制技 术。
PCB静电破坏防护之设计原则2
• Power & Ground越接近越好 • 多组Power & Ground时以格子方式连接 • 并行之导体接近越好 • 信号线越靠近地线越好 • 太长的信号线或Power线须与地线交错传输 • 在Power & Ground放置一高频旁路电容
PCB与ESD的关系
ESD基础知识与量测方法分析
这些对我们平常生活没有很大影响，但它对 电子元件及电子线路板有很大的冲击。
Function
有关静电的基本定义(续)
静电放电（ESD）
-ElectroStatic Discharge
在具有不同静电势的两个物体之间的静 电转移。
Function
有关静电的基本定义(续)
静电敏感器件(ESDS)
果阻抗值介于1.0×104~1.0×109即符合
要求。
将表面阻抗计打开，把重锤的一端夹在 ESD接地线上，一端置于输送带上，量
测输送带到ESD接地线的阻抗值，如果
阻抗值介于1.0×104~1.0×109，即符合 要求。
Function
量测方法介绍(续)
12.静电敏感元件包装材料量测：
导电材料、消散材料量测：导电材质-表面电阻于1.0×104Ω以下。 静电消散材质-表面电阻介于1.0×104~1.0×1011Ω。 静电屏蔽性材质经过电场时，受屏蔽袋内物体能量变化50nJ。 绝缘物-表面电阻于1.0×1011Ω以上。
Function
量测方法介绍(续)
10.料架量测：
将三用电表打开，选用量测电阻
值功能，将电表之量测点一端置
于料架（须于无涂装之机台金属 表面），一端置于ESD接地联机,
量测料架到接地线的阻抗值，如
果阻抗值<109，即符合要求。
Function
量测方法介绍(续)
11.输送带量测：
将表面阻抗计打开，把重锤两端置于输 送带上两点，量测输送带的阻抗值，如
Function
静电防护的方法
静电防护方法一：接地
接地就是将静电通过一条线的连接放入大 地，这是防静电措施中最直接最有效的。 常用的接地方法有：带防静电手腕及工作 表面接地等。
ESD测试标准-总览
ESD测试标准一、对于相关测试标准的查询ESD是电磁兼容（EMC）中EMS的一部分EMS相关标准为：（GB是中国国家标准，IEC是国际电工委员会标准，EN是欧洲标准，JDEC是美国标准）电磁抗扰性(基础标准)GB17626.x IEC61000-4-x EN61000-4-x JESD22-A114-xESD对应的标准为：GB/T 17626.2 IEC61000-4-2 EN61000-4-2 ，之间关系也是等同的详细文件见附件。
EMS标准其它还包括：GB/T 17626.1-98 电磁兼容试验和测量技术 抗扰度试验总论GB/T 17626.2-98 电磁兼容试验和测量技术 静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3-98 电磁兼容试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.4-98 电磁兼容试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.5-99 电磁兼容试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T 17626.6-98 电磁兼容试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T 17626.7-98 电磁兼容试验和测量技术 供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则 GB/T 17626.8-98 电磁兼容试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验GB/T 17626.9-98 电磁兼容试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验GB/T 17626.10-98 电磁兼容试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T 17626.11-99 电磁兼容试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验GB/T 17626.12-99 电磁兼容试验和测量技术 振荡波抗扰度试验另外EMI的相关标准为：信息技术设备的电磁干扰GB9254CISPR22EN55022等同西门子的GSM无线模块在规格书中还提到EN301489-7EN301489是欧盟单独针对无线产品（GSM、CDMA）的EMC标准二、标准中相关的内容1、测试设备2、测试环境（空气放电）3、测试方法测试方法有接触放电、空气放电、直接放电、间接放电四种手机一般采用直接接触放电和直接空气放电：4、测试点选择5、台式设备的测试台布置6、测试计划7、参考标准国家CTA 对手机的测试要求为：典型工作条件 插充电器，通话状态；台式设备；放电点 手机尾插，键盘、显示屏四周，手机两侧、侧键、Speaker 、Reciver 、MIC 等有间隙的部位、RF 测试口和手机天线附近；每点正负各十次；±4K 接触放电和±8K 空气放电；三、无线模块的ESD 测试标准（暂定）状况：目前没有针对无线模块的国家或行业标准。
esd静电场强测试方法 -回复
esd静电场强测试方法-回复静电场强度是一个重要的物理量，对于许多实际应用具有重要意义。
在实际工程中，常常需要对静电场强进行精确测量，以确保设备或者器件的安全运行。
本文将从静电场强度测试方法的选择、装置构造、测量步骤和数据分析等方面进行详细解答。
首先，我们需要选择合适的静电场强度测试方法。
常用的测试方法有接触式方法、非接触式方法和计算模拟方法。
接触式方法需要直接接触待测试的物体，适用于比较简单的结构和形状规则的物体；非接触式方法则无需接触待测试物体，适用于复杂结构和形状不规则的物体；计算模拟方法则是通过计算机模拟的方式进行，可以得出较精确的结果。
接下来，我们需要构造合适的测试装置。
测试装置的构造应根据具体情况进行选择，一般包括高压电源、电场强度计、接地装置等。
高压电源为测试提供所需的静电场强，电场强度计用于测量待测试物体处的电场强度，接地装置用于消除待测物体的电荷。
在进行实际测试之前，我们需要做好测试场地的准备工作。
首先，确保测试区域的地面和墙壁没有静电积聚的物质，以免干扰测试结果；其次，要保证测试装置和待测物体之间没有接触物体，以防止测试结果的失真。
接下来，我们开始进行静电场强度测量。
首先，将高压电源连接到测试装置上，并确保电压稳定；然后，将待测物体放置在测试区域内，确保其与其他物体没有接触；接下来，打开电场强度计，靠近待测物体进行测量。
我们可以通过改变待测物体的位置、角度和形状等条件，多次测量并记录数据，以获取更准确的结果。
完成静电场强度测量之后，我们需要进行数据分析和处理。
首先，将测得的电场强度数据进行整理和统计，计算平均值、最大值、最小值等指标，以对静电场强度进行定量描述；其次，将测量数据与设计要求或者标准进行对比，评估待测试物体的合格性和安全性。
如果测试结果不符合要求，需要对待测试物体进行相应的修正或者改进。
综上所述，静电场强度测试是一项重要的工作，在实际应用中具有重要意义。
通过选择合适的测试方法、构造合理的测试装置、进行准备工作、进行测量和数据处理等步骤，可以得到准确的测试结果，并为实际工程提供参考依据。
ESD测试方法大全资料
ESD测试方法大全资料ESD（静电放电）测试是一种用于测试和评估电子设备、元件及其他电气产品是否能够有效抵御静电放电引起的损坏或干扰的方法。
ESD测试方法包括以下几种：1. 静电放电仿真测试（ESD Simulator Test）这种测试是一种模拟真实环境中可能遇到的静电放电情况的方法，通过使用专门的ESD仿真仪器将已经充电的电容器的电荷释放到被测试设备上，观察设备的反应以及是否会发生故障。
2. 电离空气辐射模拟测试（Charged Device Model，CDM）这种测试方法是一种模拟电子元器件在机械操作和人为接触时受到的静电放电情况的方法。
其原理是通过使用一种特殊的电离空气辐射源，将静电能量转移到被测试设备上，检测设备是否受到损坏或干扰。
3. 电场测试（Electric Field Test）这种测试方法是一种模拟在使用过程中可能遇到的不同电场强度的情况，用以评估设备对不同电场强度的抵抗能力。
测试时，使用专门的电场测试仪器，将设备暴露在不同电场中，并观察设备的反应以及是否会发生故障。
4. 静电放电枪测试（ESD Gun Test）这种测试方法是一种模拟日常生活中可能遇到的静电放电情况的方法，通过使用专门的静电放电枪，向被测试设备释放特定的静电电荷，并观察设备的反应以及是否会发生故障。
5. 四象限测试（Four-quadrant Test）这种测试方法是一种综合了静电放电仿真测试和电场测试的方法。
测试时，使用专门的测试设备将设备暴露在不同电场和电荷释放的情况下，并观察设备的反应，以评估设备对不同静电放电情况的敏感性。
6. 瞬态浪涌测试（Transient Surge Test）这种测试方法是一种用于测试设备在遭受瞬态浪涌电流干扰时的抵抗能力的方法。
测试时，使用专门的浪涌测试仪器将浪涌电流施加到被测试设备上，并观察设备的反应以及是否会发生故障。
7. 耐压测试（Voltage Endurance Test）这种测试方法是一种用于测试设备在高电压下的工作情况的方法。
EMC主要测试项目及测试方法详解
EMC主要测试项目及测试方法详解EMC测试主要包括以下几个项目：1. 辐射测试（Radiated Emission Testing）：辐射测试是通过测量设备在工作状态下辐射的电磁波水平来评估其对周围设备的潜在干扰。
典型的测试方法包括在设备周围放置天线并测量设备辐射出的电磁波水平。
2. 传导测试（Conducted Emission Testing）：传导测试是通过测量设备在工作状态下通过电源线或信号线传导出的电磁干扰水平来评估其对其他设备的干扰程度。
测试方法包括在电源线或信号线上加入测量设备，并测量传导出的电磁干扰水平。
3. 抗辐射测试（Radiated Immunity Testing）：抗辐射测试是通过将设备暴露在一定强度的外部辐射场中，并观察设备是否正常工作来评估其对外部辐射的抵抗能力。
测试场景包括静电放电（ESD）场景、电磁场场景等。
4. 抗传导测试（Conducted Immunity Testing）：抗传导测试是通过将设备连接到一定强度的干扰信号源，并观察设备是否正常工作来评估其对传导干扰的抵抗能力。
测试场景包括电源波动、电压暂降等。
5. 模拟线路测试（Analog Circuit Testing）：模拟线路测试是对设备内部的模拟电路进行测试，以确保其在各种工作条件下仍然能够正常工作。
测试方法包括模拟信号的注入和测量以评估设备的性能。
6. 数字线路测试（Digital Circuit Testing）：数字线路测试是对设备内部的数字电路进行测试，以确保其在各种工作条件下仍然能够正常工作。
测试方法包括数字信号的注入和测量以评估设备的性能。
EMC测试的方法主要包括以下几种：2. 现场测试（On-site Testing）：在一些情况下，设备的尺寸、重量或安装方式等限制了设备的搬运和测试环境的搭建，此时可以选择在现场进行测试。
现场测试通常需要使用便携式测量设备，并根据设备的配置和环境条件进行测试。
ESD EMP对单片机的辐照效应实验及加固方法
ESD EMP对单片机的辐照效应实验及加固方法摘要: 为研究静电放电电磁脉冲对电子系统的影响,进行了静电放电电磁脉冲对单片机系统的辐照效应实验。
实验表明,单片机系统在ESD EMP作用下,会出现死机、重启动、通讯出错和数据采集误差增大等现象。
在实验基础上,研究了对ESD EMP的加固方法。
关键词: 瞬态电磁脉冲(ESD EMP) 单片机系统效应加固静电放电产生的电磁辐射可产生很强的瞬态电磁脉冲(ESD EMP)。
随着电子技术的高速发展,ESD EMP的危害也日趋严重。
ESD EMP具有峰值大、频带宽等特点,作为近场危害源,对各种数字化设备的危害程度可与核电磁脉冲(NEMP)及雷电电磁脉冲(LEMP)相提并论[1]。
因此,研究ESD EMP对电子系统的各种效应及防护方法已成为静电防护中的一个热点问题。
笔者以单片机系统为实验对象,进行了ESD EMP对单片机系统的辐照效应实验,并在实验的基础上研究了ESD EMP的防护和加固方法。
1实验配置及方法1.1实验配置实验配置。
它主要由台式静电放电抗扰性实验标准装置、静电放电模拟器和数据采集系统组成。
根据国际电工委员会标准IEC1000-4-2,水平耦合板为铝板,其尺寸为1600mm×800mm×1.5mm,置于一张水平放置的高为80cm的木桌上。
静电放电模拟器选用日本三基公司的NoiseKen ESS-200AX,用于产生模拟ESD EMP。
数据采集系统选用型号为TDS680B 的数字存储示波器,采样速率为5Gs/s,带宽为1GHz,用于测量干扰波形。
如果选用现成的单片机系统作为实验对象,由于其没有故障自动诊断功能,只能观察到很少的几个故障现象,无法对ESD EMP的效应机理进行深入研究。
因此,本人设计了专门用于电磁脉冲效应实验的单片机系统。
该系统具有强大的故障自动诊断功能,几乎能够自动显示单片机系统在电磁脉冲作用下可能出现的所有故障现象。
ESD的物理失效分析及放电路径的研究
研究设计 电 子 测 量 技 术 EL ECTRON IC M EASU REM EN T TEC HNOLO GY 第30卷第3期2007年3月 ESD的物理失效分析及放电路径的研究邱 亮 张之圣(天津大学电子信息工程学院 天津 300072)摘 要:本文将IC电过力失效机理划分为EOS和ESD分别进行阐述,EOS和ESD2种失效模式的相似使得对它们失效机理的判断变得困难,但借助SEM和FIB等先进的成像设备可以揭示2种失效机理的重要差别。
本文先通过实例分析揭示了2种失效机理的差别,其中从理论角度突出对ESD失效机理和失效位置的研究;然后,借助仪器分析的结果对ESD失效案例的ESD放电路径做了合理推断,这种通过失效分析推断放电路径的方法对于改善ESD保护电路性能和提高ESD防护等级有着重要参考作用。
关键词:电过力;静电放电;失效分析;失效机理;PN结退化中图分类号:TN956文献标识码:AR esearch of physical failure analysis and discharge route of ESDQiu Liang Zhang Zhisheng(Academy of Electronic Information Engineering,Tianjin University,Tianjin300072)Abstract:The paper described the electrical2over2stress failure mechanism by separating it into EOS and ESD.By advanced imaging instrument just like SEM and FIB,a systematic physical failure analysis can be applied to distinguish the damage induced by ESD and EOS in sub2micron silicon devices.Even though the electrical failure modes observed were identical,a thorough analysis by knowing the differences in failure signatures.It was found possible to distinguish between EOS and ESD failures to a great extent.The paper analyzed failure site of ESD f rom the view of theory emphatically and deduced a probable ESD path according to the experiment result.This analysis method benefits the improvement of the ESD circuit performance and increases ESD Level.K eyw ords:EOS;ESD;failure analysis;failure mechanism;PN junction degradation0 引 言由静电放电(ESD)导致半导体器件的失效通常情况下被认为是电过力(EOS)失效的一个分支。
esd测试耦合干扰的原理
esd测试耦合干扰的原理ESD（Electrostatic Discharge）测试是一种用于评估电子设备抗静电放电能力的测试方法。
在现代电子设备中，静电放电可能会对电子元器件造成损坏甚至完全破坏，因此对设备的耦合干扰进行测试是非常重要的。
本文将介绍ESD测试耦合干扰的原理及其重要性。
ESD测试耦合干扰是指在ESD测试过程中，由于测试设备本身的限制或测试环境的干扰，导致测试结果出现误差或不准确的现象。
这种干扰可能来自测试设备的电磁辐射、电磁感应、共模干扰等。
ESD 测试耦合干扰的产生是由于测试设备和测试环境之间存在电磁耦合，从而影响了测试设备对被测设备的正常测试。
为了更好地理解ESD测试耦合干扰的原理，首先需要了解ESD测试的基本原理。
ESD测试是通过模拟或实际的静电放电过程，对被测设备进行电磁兼容性测试。
静电放电是指当两个物体之间存在电势差时，通过导体或半导体的接触或放电点之间发生的突发放电现象。
在ESD测试中，通常使用ESD发生器模拟人体或机器静电放电，将放电电流或电压施加到被测设备上，以评估其抗静电放电能力。
然而，由于测试设备和测试环境的电磁耦合，ESD测试可能会受到干扰，从而产生耦合干扰。
这种干扰可能会导致测试结果的偏移或不准确，进而影响对被测设备的评估和判定。
ESD测试耦合干扰的主要原因包括以下几个方面：1.电磁感应：测试设备产生的瞬态电磁场可能会感应到被测设备上的电流或电压，从而影响测试结果。
这种感应可能来自测试设备的高频信号、电源线、地线等。
2.电磁辐射：测试设备产生的电磁辐射可能会通过空气传播到被测设备上，从而产生干扰。
这种辐射可能来自测试设备的高频信号、射频信号等。
3.共模干扰：测试设备和被测设备之间共享相同的地线或电源线，当测试设备上的电流或电压发生变化时，可能会对被测设备产生共模干扰。
为了减小ESD测试耦合干扰对测试结果的影响，需要采取一些措施来降低干扰的影响。
首先，可以在测试设备和被测设备之间增加隔离屏蔽，减小电磁感应和电磁辐射的干扰。
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ESD 辐射场测试研究朱长青,刘尚合,魏 明(军械工程学院静电与电磁防护研究所,河北石家庄050003)摘 要: 测试一直是静电与电磁防护研究的瓶颈.针对ESD 辐射场测试问题,提出了能量有效带宽和动态范围有效带宽的概念,并根据IEC61000-4-2标准规定的E SD 电流波形,采用数值方法估算了E SD 辐射场的带宽以及上升时间对带宽的影响.在此基础上成功研制了带宽为3.5Hz~1GHz(?1.5dB),动态范围60dB,测试灵敏度可调的ESD 辐射场测试系统,并实际测试了IEC61000-4-2标准规定的水平和垂直耦合电场.关键词: E SD;辐射场;测试中图分类号: O441;TM930 文献标识码: A 文章编号: 0372-2112(2005)09-1702-04A Study on Test &Measu rement of the Radiated Field by ESDZHU Chang -qing,LI U Shang -he,WEI Ming(Institute o f Ele ctrostatic &Elec tromagnetic Protection ,Ordnance Engineering Colle ge ,Shi jiazhuang ,Hebe i 050003,China)Abstract: Test and measurement has been a bottleneck in researching electrostatic and electromagnetic protection.Aiming at test and measurement of the radiated field by ESD,it is proposed to express the band width of ESD radiated field by effective band -widths according to energy and dynamic range,and the effective band widths of the radiated field by ESD and the effect on band widths from risi ng time have been estimated numerically according to the ESD current waveform stipulated in the IEC61000-4-2.In terms of these analyses,a test &measurement system of the radiated field by ESD has been developed successfully.Its measurement band width is 3.5Hz~1GHz (wi thin ?1.5db),the measurable dynamic range is more than 60dB,and the sensi tivity is adjustable.And more,the horizontal and vertical coupling E -field stipulated in the IEC61000-4-2were measured by the test &measurement system.Key words: ESD;Radiated Field;test &measurement1 引言IEC61000-4-2标准关于电子设备静电放电(ESD)抗扰度测试方法中,规定了水平板和垂直板的场耦合方式,却没有给出场参数,对ESD 模拟器也仅规定了放电电流的典型波形和4个关键点参数.实验发现,ESD 抗扰度测试结果重复性很差.原因是上述不确定因素易造成ESD 辐射场的变化.因此,解决这一问题的关键是实现对ESD 辐射场的准确测量.人们虽对此做过大量工作,但目前已有的测试设备,尤其是测量带宽,还不能满足ESD 辐射场的测试要求.基于测试工作的实际需要,我们研制了带宽为3.5Hz~1GHz,动态范围60dB,测试灵敏度可调的ESD 辐射场测试系统,基本满足了ESD 辐射场的测试要求,并按IEC61000-4-2标准规定的ESD 抗扰度检测方法,对ESD 辐射场进行了实际测试.2 研究现状及存在的问题许多文献[1,2]对ESD 辐射场进行过理论分析与计算,表明ESD 辐射场时域上表现为一具有极快上升沿、幅度变化剧烈的脉冲,频域上则有很宽的频谱.因此,测试技术的关键主要是解决测试系统的带宽和动态范围问题.目前应用于脉冲电场测试的方法主要有3种.(1)天线直接感应法,它采用宽带天线,直接获取脉冲电场信号,通过高频电缆将天线接收信号送入示波器进行显示.文献[3]比较全面地介绍了该方法所用测试天线的性能,其中电小极子天线高阻输出时具有平坦的宽带电场测量特性,比较适合脉冲电场测试使用.存在的主要问题是高频电缆用于信号的传输,会干扰被测电场的分布,传输距离和传输带宽十分有限.(2)有源电光调制法[4,5],它首先将天线接收信号对激光进行调制,形成调制激光波,经光纤传输后,解调光信号而实现电场信号的测试.该方法用光纤连接器代替电缆,解决了信号长距传输问题,但新增加的电光调制器是有源部件,宽带设计有一定困难.另外,天线要求与高输入阻抗电路配合,但高输入阻抗在宽带应用时会带来大的热噪声,限制了测试系统的动态范围.现有类似测试设备的带宽一般在10k Hz ~100MHz 量级,不能满足ESD 辐射场的测试要求.(3)无源电光调制器法[6~9],它利用晶体的电光效应实现无源电光调制,因此电光调制探头不会干扰被测电场.从实用的角度看,由于已知晶体的电光系数都不大,进行有效电光调制需要的电场强度非常高,为此,虽利用集成光波导、加装偶极子天线等技术来提高调制深度,但效果并不理想.关键是激光在晶体中的渡越时间、加装天线的长度限制了测试系统的带宽,而晶体的线性调制范围小、电光系数不够大等又制约了测试灵敏度的提高.3 ESD 辐射场带宽估计要研制ESD 辐射场测试系统首先需要估计被测信号的带宽.文献[10]提到ESD 电流脉冲的上升时间可小至100pS,收稿日期:2004-07-26;修回日期:2005-01-08基金项目:国家自然科学基金资助和重点资助(No 150077024,50237040)第9期2005年9月电 子 学 报ACTA ELECTRO NICA SINICA Vol.33 No.9Sep. 2005并以其倒数判定ESD 辐射场具有10GHz 的带宽.文献[11]提到用单极子天线在5GHz,甚至在30GHz 仍能测到ESD 辐射场信号.事实上这种带宽概念不足以作为研制测试系统的依据.311 能量有效带宽与动态范围有效带宽ESD 危害往往具有能量特性,而传统的3dB 带宽、用上升时间或脉冲宽度的倒数作为ESD 辐射场的带宽都不能确切表述其能量特性.以人体模型ESD 电压脉冲u (t )=U e -A t为例,其3dB 带宽范围内,信号所具有的能量只占放电总能量的50%.脉宽倒数对应带宽范围内信号的能量也仅占总能量的93%.另外,由于该脉冲的上升时间为零,以其倒数定义信号的带宽不切实际.另外,任何测试系统都有一定的测量范围,输入信号的动态范围是受限的.因此,考虑到能量与带宽的关系及测量的有效性,定义信号的能量有效带宽为:在该带宽范围内,集中信号能量的绝大部份,可视情设定为99%或其他值;定义信号的动态范围有效带宽为:信号的频谱幅值变化不超过确定的可测范围,如60dB,以保证测量的有效性.312 ESD 辐射场的带宽ESD 属近场危害源,IEC61000-4-2标准确定的测试区域更是如此.根据多种文献[1,2,11,12]对ESD 辐射场的分析,E SD 近区辐射场主要与ESD 电流及其积分有关,而ESD 电流积分项反映的是静电场.因此,E SD 辐射近区场的信号带宽与ESD 放电电流的带宽基本一致.下面依据IEC61000-4-2标准规定的ESD 电流波形对ESD 辐射场的带宽进行理论估计.IEC61000-4-2标准规定的ESD 电流波形,只给出了上升时间、最大值及30ns 和60ns 时的幅度,没有相应的解析表达式.有许多文献[1,13]试图给出它的解析表达式,但与实际情况均有不同程度的差异.考虑到ESD 模拟器的实际结构,我们采用图1所示的等效电路来数值拟合标准规定的ESD 电流,收到理想效果.当取C 1=140pF,R 1=1718,L 1=1.8L H,C 2=10p F ,将R 2和r 一起考虑取R =1708,L 2=0.154L H,U 0=4kV 时,经数值计算,得到图2(a)中实线所示静电放电电流波形,它的上升时间是0.830ns,最大电流值14.987A,30ns 和60ns 对应的电流值分别为8.004A 和3.994A,最大误差小于IEC61000-4-2标准规定参数的1.5j .通过FFT 计算,得到图2(b)实线所示用动态范围表示的幅频特性,对放电电流的平方进行积分得到图2(c)实线所示的能量分布图.为确定上升时间对带宽的影响程度,拟合了具有更快上升沿的ESD 电流波形(其他波形参数不变),如图2(a)中虚线所示,对应的频谱和能量分布分别如图2(b )和图2(c)中的虚线所示.从图2可知,上升时间由0.83ns 变为0.54ns 时,信号的99.5%能量有效带宽仍不超过300MHz,60dB 动态范围有效带宽由1250MHz 扩展为1460MHz,可以看出,上升时间的明显变化(35%),对信号带宽的影响并不同样明显(17%).用有限带宽的测量系统测试脉冲信号时,造成的误差主要是使脉冲的上升时间展宽,引入附加的上升时间,经验公式是t a =0.35/BW,它导致测量所得脉冲的上升时间变为t m =t 2a +t 2r (t r 是脉冲真实上升时间).根据前面的讨论,由于上升时间对带宽的影响并不明显,尤其当测量上升时间不超过脉冲真实上升时间的10%时,可以认为,测量系统是无失真传输的,据此推导出测量系统的带宽:BW m =0.35t r @0.21U0.76t r (1)考虑到IEC 标准中规定ESD 上升时间的中心值为0.83ns,由式(1)知,所需测量带宽为916MHz,相应的动态范围是55dB,在此带宽范围内,几乎包含了全部信号能量.据此,估计测试ESD 辐射场所需带宽为1GHz,动态范围要大于55dB.4 测试系统测试系统在基本层面上采用了有源电光调制法,根据所提出的天线高阻耦合、直接电光调制和天线-电容分压原理,并采用电路极小化设计技术等多项手段,着重解决了天线接收信号的宽带电光调制、降低噪声及宽带传输等问题.系统主要由测试天线、电光调制探头、光电接收机和示波器4部分构成,图3是其实物照片.411 电光调制对天线接收信号的电光调制由特选场效应管完成,借助场效应管的高输入电阻和大电流驱动能力,实现了天线高阻耦合和激光信号的直接电光调制.整个电光调制器置于2.5mm 厚的镀铜薄圆柱形钢壳内,一方面达到了电磁屏蔽效果,另一方面壳体的圆形平面也作为单极子测试天线的反射面,使其等效为电偶极子,同时省略了天线与电光调制器的连接线,避免了耦合或反射干扰.整个探头的外壳是可接地屏蔽体,体积为565@20mm 3.根据分析[3],偶极子天线满足B h n 1时,(这里,B =2P /1703第 9 期朱长青:ESD 辐射场测试研究K ,称为波数,K 是接收信号的波长,h 是天线的长度)可等效为一个与频率无关的电容C a .这样,图4可作为测试系统的等效输入电路.图中,U a 是天线感应的电压,R i 和C i 分别是测试系统的输入电阻和输入电容,由图4可知,测试系统输入级的下限频率f L =1/2P R i (C a +C i ),由于场效应管的输入电阻大于1098,C a +C i 取150pF 时,下限频率f L =1106Hz ,而上限频率由B h n 1限定.由于天线等效电容和输入电容构成电容分压电路,通过改变输入电容的大小,即可改变测试系统的灵敏度,并且电容值越大,系统的低频特性越好.天线-电容分压原理不仅解决了强信号测试时的宽带衰减问题,同时,极大地降低了热噪声的带宽(测试系统的下限频率变为热噪声的上限频率),提高了测试系统的动态范围.412 光电接收光电接收机实质上是一个带有放大功能的光电转换探头,目前世界上主要示波器生产厂商虽提供与之示波器配套的光电转换探头,但在输入光功率匹配、灵敏度或带宽方面并不适合ESD 辐射场测试的要求.为此设计了由高线性度In -GaAs 平面结构PIN 探测器、高增益宽带放大电路和光功率检测等组成的光电接收机.为提高宽带放大器的增益,光电接收机采用了3008的输出电阻,为了保证测试系统1GHz 的带宽,要求配套示波器具有大于1.5GHz 的模拟带宽,并且最好具有1M 8的输入阻抗,采用508输入时,受光电接收机输出耦合电容的影响,测试系统的下限频率会有所提高.413 基本性能测试由于目前国内尚没有合适场强的计量设备,我们减小了宽带ESD 辐射场测试系统的输入分压电容(测试下限频率会提高)以配合计量设备.经国防计量站点频计量测试表明:测试系统在150Hz~1GHz 的频率范围内具有平坦的频率特性(?1.5dB).为了检测点频测试是否漏掉了关键频点,采用AV3618网络分析仪(50MHz~2GHz)和B T3频率特性测试仪(0~450MHz)对除天线外的整个系统进行了0~2GHz 的扫频测试,结果是带内平坦度小于?1.5dB.图5是AV3618网络分析仪的扫频结果.考虑到B T3低端的不确定性,经点频测试,测试系统的下限频率可低至3.5Hz.示波器显示测试系统的最大不失真输出峰-峰值为2.62V (从天线注入三角波测试),基底噪声小于2.5mV.由此可计算出测试系统的动态范围大于60dB.图6是测试系统对方波源在GTEM 室内形成的方波电场进行测试得到的测试图.上图显示测试系统的基底噪声远小于1mV,下图是脉冲上升沿的展开图,表明脉冲的上升时间为1.35ns(厂家给出源脉冲的上升沿是1.3ns),可见,测试系统具有良好的测试带宽和足够的动态范围.5 ESD 辐射场测试使用所研制的ESD 辐射场测试系统,在不同放电状态下,对IEC61000-4-2标准规定的水平和垂直耦合板附近的电场进行了实际测试.实验用的ESD 模拟器是日本Noiseken 公司的ESS -200AX.在2kV 接触放电状态下,距垂直耦合板前方20cm,50cm,1m 处测得其电场波形分别如图7(a)、图7(b )和图7(c)所示.在距水平耦合板上方20cm,50cm,1m 处测得其电场波形如图8(a)~(c)所示.图7、图8表明距耦合板较近时,静电电场分量十分明显,随着距离的增加,静电场迅速衰减,高频分量逐渐显现出来.对于面积只有50@50cm 2的垂直耦合板,距其1m 处几乎已测不出静电场分量,而对面积有80@160cm 2的水平耦合板来讲,距其1m 处仍有较强的静电场分量.可以推定,在耦合板附近,ESD 主要通过电容耦合方式作用于被测电子设备.在远区,ESD 主要通过高频辐射干扰被测电子设备.上述结果与理论研究相一致.另外,从图7、图8显示的丰富频率分量可以看出测试系统具有良好的宽带性能.1704 电 子 学 报2005年6结论从能量分布和测试有效性出发,提出了能量有效带宽和动态范围有效带宽的概念.按IEC61000-4-2标准估算的ESD辐射场在55dB动态范围内的信号带宽约为1GHz.据此研制了ESD辐射场测试系统,计量测试表明其测量带宽为3.5Hz~1GHz(?1.5dB),动态范围60dB,测试灵敏度可调.应用该系统实际测试了IEC61000-4-2标准规定的水平和垂直耦合板附近的电场,收到良好效果.参考文献:[1]K Wang,D Po mmerenke,R Chundrce,et al.Numerical modeling ofelectrostatic disc harge generators[J].IEEE Trans,On EM C,2003,(5):258-271.[2]P F Wilson,M T M a.Field radiated by electros tatic discharges[J].IEEE Trans On EMC,1991,(2):10-18.[3]M Kanda.Standard probes for electromagnetic fi eld meas ure ments[J].IEEE Trans On AP,1993,(10):1349-1364.[4]S Frei,D Pommerenke.Fields on the hori zontal coupling plane excitedby direct ESD and disc harges to the vertical coupling plane[J].Journalof Electros tatics,1998,(44):177-190.[5]谢彦召,焦杰,郑振兴,等.宽频带电光式脉冲电场测量系统的研制及应用[J].核电子学与探测技术,2000,20(1):43-46.Xie Y Z,Jiao J,Zheng Z X,et al.Devel opment and application of w i de-band electro-optic meas urement s ys tem for pulsed E-field[J].NuclearElectronics&Detecti on Tec hnology,2000,20(1):43-46.[6]谢彦召,焦杰,郑振兴.瞬态电磁场测试的无源电光式传感器[J].强激光与粒子束,1999,11(3):363-366.Xie Y Z,Jiao X,Zheng Z X.The passive electro-optical sens or of test-ing transient electro magnetic field.High Power Laser and ParticleBeams,1999,11(3):363-366.[7]M as amitsu N.Kuwabara.Recent progress in fiber optic antennas forEMC meas ure ment[J].IEICE Trans,1992,(3):107-113.[8]N Kuwabara,K Jaji ma,R Kobayas hi,et al.Development and anal ysis ofelectric field sensor using LiNbO3optical modulator[J].IEEE TransOn EM C,1992,(4):391-396.[9]K Tajima,N Kuwabara,F Ame miya.Highl y sensitive electric field sen-sor usi ng LiNbO3optical modul ator[J].IEICE Trans,1991,(7):1941-1943.[10]Shinobu I,Ryoichi G,Yoshi fumi N,et al.Measurements of fast tran-sient fields i n the vici nity of short gap discharges[J].IEICE Trans,1995,(2):199-205.[11]D Po mmerenke.ESD:transient fields,are simulation and rise ti me li mit[J].Journal of Elec trostatics,1998,44:191-203.[12]Y Tabata,H Tomi ta.Malfunctions of hi gh impedance ci rcuits caused byelectros tatic dis charges[J].Jourinal of Electros tatic.1990,24:155-156.[13]盛松林.静电放电电磁场时空分布理论模型及测试技术研究[D].石家庄:军械工程学院,2003.Sheng S L.A research on ti me-space dis tributed theoretical model ofelectromagnetic field by ESD and tes t technology[D].Shiji az huang:Ordnance Engi neering College,2003.[14]Zhu Changqing,Liu Shanghe.A s tudy on the radiated field by ESD[A].Proceedings of As ia-Pacific Conference on Environmental Electro-magnetics[C].Hangzhou,China,2003.209-212.[15]F Krng,P Russer.The time-domai n electromagnetic i nterference mea-surement system[J].IEEE Trans On EMC,2003,(3):330-338. [16]IEC61000-4-2,Electromagnetic Compati bility(EMC)Part4:Tes tingand Measurement Tec hniques-Section2:Electros tatic Disc harge Immu-ni ty Tes t[S].2001.作者简介:朱长青男,1963年生于山东广饶,军械工程学院,博士,教授,研究方向为计量测试、静电与电磁防护理论与技术,1983年获空军工程大学工学学士学位,1987年获中北大学工学硕士学位,2005年3月获军械工程学院博士学位,科研成果主要有叠层钢板计数装置、电子评审系统等,学术兴趣是电路设计和电子测试仪器的研发.在国内外学术期刊和学术会议上发表学术论文60余篇.E-mail:zhuneil@.刘尚合男,1937年生于山西闻喜,军械工程学院静电与电磁防护研究所,教授,博导,中国工程院院士.研究方向是兵器防电磁危害理论与技术,1964年毕业于北京师范大学物理系,是国家重点学科/武器系统与运用工程0的学术带头人,在国内率先开展了静电安全工程理论与技术研究,主持完成国家自然科学基金重点项目和部队重点科研项目多项,国家自然科学基金委员会信息科学部专家评审组组长,先后获国家科技进步一等奖、全国科学大会奖和省部级科技进步一、二等奖7项,军队教学成果一等奖2项,国家发明专利4项.在国内外学术期刊和学术会议上发表学术论文150余篇.魏明男,1968年生于河北石家庄市,博士,军械工程学院静电与电磁防护研究所,副教授,主要研究方向为电磁兼容、雷电电磁脉冲理论、静电防护技术等,1990年毕业于第四军医大学生物医学工程系,1997年获硕士学位,2000年获工学博士学位.1705第9期朱长青:ESD辐射场测试研究。