Pourquoi les lignes sensibles à PCB bords sujets aux interférences ESD ?

La réinitialisation du système s’est produite lorsque le banc de mise à la terre a été testé en utilisant une décharge de contact ESD de 6KV à la borne de mise à la terre. Pendant le test, le condensateur Y connecté à la borne de terre et à la terre de travail numérique interne a été déconnecté et le résultat du test n’a pas été significativement amélioré.

Les interférences ESD pénètrent dans le circuit interne du produit sous diverses formes. Pour les produits testés dans ce cas, le point de test est le point de masse, la majeure partie de l’énergie d’interférence ESD s’écoulera de la ligne de mise à la terre, c’est-à-dire que le courant ESD ne circule pas directement dans le circuit interne du produit, mais , dans l’environnement de test ESD standard IEC61000-4-2 dans cet équipement de table, la longueur de la ligne de mise à la terre d’environ 1 m, La ligne de mise à la terre produira une inductance de plomb plus grande (peut être utilisée pour estimer 1 u H/m), l’interférence de décharge électrostatique se produit (figure 1 interrupteur K) lorsqu’elle est fermée, haute fréquence (moins de 1 ns montant le long de la décharge électrostatique courant ne faire en sorte que les produits testés répondent à la tension nulle du site (la tension du point G de la figure 1 en K n’est pas nulle lorsqu’elle est fermée). Cette tension non nulle à la borne de terre entrera davantage dans le circuit interne du produit. La figure 1 a donné le schéma des interférences ESD dans le PCB à l’intérieur du produit.

FIGUE. 1 Schéma de principe des interférences ESD entrant dans le PCB à l’intérieur du produit

On peut également voir sur la figure 1 que CP1 (capacité parasite entre le point de décharge et GND), Cp2 (capacité parasite entre la carte PCB et le plancher de mise à la terre de référence), la terre de travail de la carte PCB (GND) et le pistolet à décharge électrostatique (y compris le fil de terre de pistolet à décharge électrostatique) forment ensemble un chemin d’interférence, et le courant d’interférence est ICM. Dans ce chemin d’interférence, la carte PCB est au milieu, et la PCB est évidemment perturbée par une décharge électrostatique à ce moment. S’il y a d’autres câbles dans le produit, les interférences seront plus graves.

Comment l’interférence a-t-elle conduit à la réinitialisation du produit testé ? Après un examen attentif du PCB du produit testé, il a été constaté que la ligne de commande de réinitialisation du CPU dans le PCB était placée sur le bord du PCB et à l’extérieur du plan GND, comme le montre la figure 2.

Pour expliquer pourquoi les lignes imprimées au bord d’un PCB sont sensibles aux interférences, commencez par la capacité parasite entre les lignes imprimées dans le PCB et la plaque de masse de référence. Il existe une capacité parasite entre la ligne imprimée et la plaque de mise à la terre de référence, ce qui perturbera la ligne de signal imprimée dans la carte PCB. Le schéma de principe de la tension d’interférence en mode commun interférant avec la ligne imprimée dans le PCB est illustré à la figure 3.

La figure 3 montre que lorsqu’une interférence de mode commun (la tension d’interférence de mode commun par rapport au plancher de mise à la terre de référence) entre dans GND, une tension d’interférence sera générée entre la ligne imprimée dans la carte PCB et GND. Cette tension d’interférence est liée non seulement à l’impédance entre la ligne imprimée et le GND de la carte PCB (Z sur la figure 3) mais aussi à la capacité parasite entre la ligne imprimée et la plaque de mise à la terre de référence dans la PCB.

En supposant que l’impédance Z entre la ligne imprimée et la carte PCB GND soit inchangée, lorsque la capacité parasite entre la ligne imprimée et le plancher de mise à la terre de référence est plus grande, la tension d’interférence Vi entre la ligne imprimée et la carte PCB GND est plus grande. Cette tension se superpose à la tension de fonctionnement normale dans le PCB et affectera directement le circuit de travail dans le PCB.

FIGUE. 2 Schéma réel du câblage PCB partiel du produit testé

FIGUE. 3 Diagramme schématique de ligne imprimé PCB d’interférence de tension d’interférence de mode commun

Selon la formule 1 de calcul de la capacité parasite entre la ligne imprimée et la plaque de masse de référence, la capacité parasite entre la ligne imprimée et la plaque de masse de référence dépend de la distance entre la ligne imprimée et la plaque de masse de référence (H dans la formule 1) et la surface équivalente du champ électrique formé entre la ligne imprimée et la plaque de mise à la terre de référence

De toute évidence, pour la conception du circuit dans ce cas, la ligne de signal de réinitialisation dans la carte PCB est disposée sur le bord de la carte PCB et est tombée en dehors du plan GND, de sorte que la ligne de signal de réinitialisation sera fortement perturbée, entraînant le phénomène de réinitialisation du système pendant l’ESD test.