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一、现象描述

对某一采用金属外壳的多媒体产品进行ESD测试过程中,对音频接口进行2 kV的静电测试时,很容易使监视器上出现马赛克和图像凝固现象,测试失败。

二、原因分析

经过观察发现,音频接口的外壳是塑胶壳,而音频信号线的接头又靠外,所以静电干扰信号可以通过音频信号线直接耦合到PCB上,进而使设备运行异常。静电是一种高压能量的泄放,静电放电测试时,静电干扰信号有就近相对低电位导体泄放的特点,使用塑胶外壳的音频头时,音频信号线是离静电放电枪头最近的导体,静电干扰信号只有就近泄放到音频信号线上,如此高电压的静电信号通过信号线传输到设备内部,必然造成设备的运行异常或损坏,如图1所示。

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图1 静电失效原理

如果静电放电点不发生在信号线上,那估计情况会好很多。为了使设备能在静电放电测试中顺利通过,最好的办法就是让静电放电能量从良好的接地路径放走,而使设备内部的任何电路、器件和信号不受静电能量的直接干扰。

对于本设备来讲,要达到此目的,就要改变在音频接口处放电时静电放电能量的泄放路径。采用金属外壳的音频接口连接器并将连接器外壳接地,可以很好地改变静电放电路径,如图2所示。

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图2 采用金属外壳连接器作为良好的抗静电放电干扰的设计,有必要做一些补充说明。

在图3所示的电路中,当静电放电点在设备的金属外壳上时,由于金属外壳本身存在不良搭接及孔缝,当静电放电电流流经不良搭接及孔缝时,必然产生压降ΔU,此压降对接地的电路产生直接的影响,即使是不接地的内部电路(即没有图3中的粗线),也会因为容性耦合对电路产生影响。同时,如果孔缝尺寸与静电放电信号频率的波长可以比拟,也会成为缝隙天线而发射静电放电电流的电磁能量。

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