案例”:接口電路布線與抗ESD干擾能力

  【現(xiàn)象描述】

   在某設(shè)備的某個(gè)模塊上有一個(gè)維護(hù)窗口,里面有網(wǎng)口、2S時(shí)鐘信號(hào)口、串行口TL082BCDR等對(duì)外通信接口。這些對(duì)夕卜通信接口的作用在于設(shè)各實(shí)際應(yīng)用時(shí)可進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。在進(jìn)行ESD測(cè)試時(shí),對(duì)2S時(shí)鐘信號(hào)口(采用一個(gè)SMB接插件輸出)的金屬插座進(jìn)行±2kⅤ放電測(cè)試,設(shè)各工作正常;放電強(qiáng)度增加到±4kⅤ時(shí),模塊出現(xiàn)告警,傳輸數(shù)據(jù)出現(xiàn)許多誤碼;進(jìn)行±6kⅤ放電測(cè)試時(shí),模塊誤碼急劇增加,并最終出現(xiàn)復(fù)位現(xiàn)象。

   【原因分析】

   模塊上的2S時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè)SMB的同軸連接器與外部進(jìn)行聯(lián)系。接插件的金屬外殼與PCB的I作地相連,I作地與模塊的金屬外殼相連,PCB上沒(méi)有獨(dú)立的保護(hù)地。2s信進(jìn)人PCB以后連接到一個(gè)TⅤS保護(hù)器件和一個(gè)與非門,經(jīng)過(guò)與非門整形后進(jìn)人時(shí)鐘處理芯片。這個(gè)2S時(shí)鐘是PCB的參考時(shí)鐘,所有時(shí)鐘信號(hào)均以這個(gè)源作為同步參考。所以,這個(gè)信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤,整個(gè)模塊的時(shí)鐘就會(huì)全部出錯(cuò),導(dǎo)致這個(gè)模塊功能喪失,而這個(gè)模塊又是這個(gè)設(shè)各系統(tǒng)的基礎(chǔ),它的控制功能喪失,必將導(dǎo)致整個(gè)模塊癱瘓。從測(cè)試結(jié)果看,對(duì)同軸連接器外殼進(jìn)行放電時(shí),有三種情況可能導(dǎo)致2S時(shí)鐘信號(hào)受到干擾:第一種情況是,同軸連接器沒(méi)有接地或接地不良,對(duì)其放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)干擾,影響時(shí)鐘電路;第二種情況是,可能ESD電流直接注人器件引腳,雖然同軸連接器已經(jīng)接地,但是這個(gè)地不是保護(hù)地,干擾會(huì)直接進(jìn)人PCB對(duì)2S信號(hào)產(chǎn)生影響,而且2s信號(hào)進(jìn)人PCB后沒(méi)有進(jìn)行ESD保護(hù);第三種情況是,雖然2S信號(hào)上并聯(lián)了TⅤS,但是TⅤS在電路中并沒(méi)有起到保護(hù)作用。

   對(duì)于第一種情況,對(duì)sMA的金屬外殼進(jìn)行測(cè)量,確保外殼已經(jīng)接地處理,這個(gè)可能性可以排除。