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塑料作為外殼的稱重儀表很難抑制ESD（靜電放電）干擾.因為塑料（非金屬）沒有屏蔽作用也沒有電流泄放通路。唯一的辦法就是周密的布局（PCIayout）,^然I/O□及電纜連接也必須考慮周到.
任何一個從事于以塑料作為稱重儀表外殼設(shè)計的人都會碰到棘手的EMC（電磁兼容性）問題。如果塑料外殼不制成可導(dǎo)電的話（通過涂上金屬物質(zhì)）它就冊不能抵抗間接E$D（IESD）的干擾，也不能為直接ESD（DESD）提供電流泄放通路，更不能為退耦電容、電纜屏蔽層薦遙祺公共參考點。IESD的電流在其周圍產(chǎn)生了一個很強的電磁場并輻射到PCB及線束上構(gòu)成了一個磁場環(huán)路，通常在8kV靜電放電點10cm處形成的電場環(huán)路5V/cm2的峰值電壓。    
一般情況下，稱重儀表中總有幾車金屬件是直接可以接觸到的或電弧可觸及到的.由于ESD的作用，這些金屬件對地形成了一不分布電容.這是一個難題，筆者認為通過下面幾方面的措旅，可使塑制外殼稱重儀表的抗ESD能力得到很大的提高（例如：對于IEC801-28kV/嚴酷等級）
a.PCB布局及IC退耦
b.I/O口及線束連接
c.電弧可達到區(qū)域的保護
d.敏感器件保護及選用抗ESD的器件
PCB布局考慮    
不要只想到塑料外殼的無屏蔽作用，而忽略了PCB本身怎樣來抵抗ESD的干擾。原則上可釆取盡可能減少環(huán)路區(qū)和避免易受干擾的走線直接暴露而不加任何封閉的接地保護層。
我們必須考慮：    
a、沒有接地層的單面板，如不釆取其它手段的話,將不可能抑制ESD干擾。
b、有接地層或大面積接地塊的單面極。
•所有空白區(qū)填入接地層.
•其它無法填入接地層的地線必須至少有3~5mm,并盡量使信號走線靠近地線（層）.
•盡量不要使關(guān)鍵信號線（如:時鐘、復(fù)位線等）沿PCB邊沿行走。
C、多層板        
大面積接地層及+VCC層可以很好地抑制ESD的干擾,一個精心設(shè)計的多層板可以使非金屬外殼儀表耐住&~10kVESD的考驗。
IC的退耦也是一種較經(jīng)濟的提高ESD性能的手段，退耦電容最好能盡量靠近IC（用SMT技術(shù)，可以幾乎無間距），VCC退耦電容的設(shè)置必須進行更全面的考慮（相比其本身的退耦作用）.10nF陶瓷電容相對于Ins上升時間的ESD脈沖（等效于350MHz的帶寬）其阻抗小于0.05Q,可以說起到了一個很好的退耦作用，但是如果與該電容兩腳相聯(lián)的走線長分別為3mm的話，將使感抗增加，因此，退耦電容引入了比本身更大的電感量。~除了對VCC退耦以外，一些關(guān)鍵的信號線（如果其狀態(tài)隨意變化的話，將使稱重儀表不能可靠工作，如RESET等）也必須進行退耦，一般釆用K）OP或200P的電容.請注意:“Reset"命令可能由一個長的級聯(lián)數(shù)字電路塊中的任意一塊引入.因此對每一個"塊”都需進行合適的退耦。而并不是僅對微處理器的Reset腳退耦。
I/O口及線束的保護
詢果設(shè)計者確信其塑料制儀表產(chǎn)品，不經(jīng)過金屬化處理就能滿足RF輻射要求（FCC15B.EN55022等）的話，那么它可能必須為抗ESD干擾付出額外的費用進行金屬化.起碼必須破費進行一定的設(shè)計改進.通常，I/O口及相關(guān)的線束一般是EMI的薄弱點.為此.我們先不考慮金屬外殼作用，而進行以下幾方面的討論.
•線束屏蔽
•金屬化連接器
•退耦電容（共模方式）
•帶濾波的連接器及其它濾波器
下面，用ESD電流泄放來表示其作用
a.良好的PCB接地層
ESD感應(yīng)電流完全通過了電纜屏蔽層或濾波器的退耦電容而進入信號參考地.因此，
知果接地層的阻抗很低的話，相對于di/dt來說將不存在嚴重的電壓梯度.
b.“臟的接地”層
可能的話，盡量使噪聲密集區(qū)（“臟"地線層）位于PCB邊緣（因所有的線束都在這兒），“臟"接地層與內(nèi)部大面積接地層之間的連線較細（“瓶頸這根連線使"臟”地線層相對于“清潔”地線層呈現(xiàn)岀較高的共模高頻（HF）阻抗，同時，一些雜散耦合電容也為ESD提供了一個電流泄放通路（相對于金屬桌面、ESD測試點等等），此外，這種方法對解決IEC801（對電纜I/O的電脈沖群測試）也很有用.
C.人為接地層
在I/O線束的入口處設(shè)置一些人為的至少有50cm2的接地塊（用金屬箔或其它的導(dǎo)電材料），這些接地塊放置在塑制儀表產(chǎn)品的內(nèi)側(cè).其作用是收集“屏蔽”電流和“濾波”電流，（代替a中所說的接地層作用）。并通過其分布電容向接地點泄放.線束屏蔽層最好能與這些接地塊四面相接.但因為實際連接比較困難，所以它們一般被縛到PCB板上金屬連接器或金屬夾頭上，然后通過寬的接地帶、導(dǎo)電的螺柱或彈性夾與這些接地塊相聯(lián).如果是非金屬屏蔽電纜（塑制產(chǎn)品大都是這樣）必須把噪聲在影響PCB以前從導(dǎo)線中清除掉，可以釆用lOOpF到220pF的陶瓷電容進行高頻退耦或用共模的鐵氧體磁環(huán),.最好的組合是“T”形濾波器，即兩個鐵氧體磁環(huán)加上一個陶瓷電容.
電弧可達到區(qū)域的保護
盡管ESD似乎對塑制儀表產(chǎn)品構(gòu)成了最大的威脅，但不要忽略某些隱藏的ESD的作用.必須很好仔細地檢査所有電弧可觸及到的金屬部件（即使它們不與任何物相接）。成功的關(guān)鍵是；必須確保沒有直接的電弧可觸及到內(nèi)部的關(guān)鍵部件。這意思是：
•盡量在產(chǎn)品中采用不會放電的非導(dǎo)電開關(guān)、按鈕、棒、顯示器等，因為它們有足夠的抗電強度和電弧拉伸距離.
•電路中有源完件、運線或內(nèi)部金屬件，這些部件都是電弧可觸疫的.一般安全間隙是1tnm/kV.
這些方法不僅適用于象磁頭、晶體管金屬帽、晶振等有源器件。而且同樣也適用于象內(nèi)部卡釘、螺絲等無源零件，如果實際中不可能有這樣間隙的話，彎曲一下該零件以增加間距.
敏感器件保護及選用抗ESD的器件
人體模型定義的ESD測試電壓2kV~15kV（空氣放電），峰值電流定義為30A,在60ns的持續(xù)時間里，放電波形在Ins內(nèi)達到峰值，該脈沖包含幾百微焦的總能屋，可能損壞敏感的半導(dǎo)體器件.結(jié)短路、氧化層擊穿或元件金屬層的溶化會導(dǎo)致故障。
為此，設(shè)計一個可靠的系統(tǒng)，需要一些ESD保護，選擇瞬態(tài)保護裝置，保護裝置必須有如下特性：
a）極快的響應(yīng)時間
b）能夠處理高峰值ESD電流
c）能承受ESD的重復(fù)作用而不受破壞
如:使用瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）二極管使得瞬態(tài)電流從敏感率導(dǎo)體器件中分流出來，防止ESD瞬態(tài)電壓破壞器件.
另一種有效措施，選用具有抗ESD半導(dǎo)體器件，如通訊接口器件容易受ESD損壞,設(shè)計時可采用MAX2O2E集成電路。

作者：林志鐵

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