Waarom zijn gevoelige lijnen op PCB randen die gevoelig zijn voor ESD-interferentie?

De systeemreset vond plaats toen de aardingsbank werd getest met ESD-contactontlading van 6KV op de aardingsterminal. Tijdens de test werd de Y-condensator aangesloten op de aardklem en de interne digitale werkaarde losgekoppeld en het testresultaat was niet significant verbeterd.

ESD-interferentie komt in verschillende vormen het interne circuit van het product binnen. Voor de geteste producten is in dit geval het testpunt het aardingspunt, de meeste ESD-interferentie-energie zal wegvloeien van de aardingslijn, dat wil zeggen dat de ESD-stroom niet rechtstreeks in het interne circuit van het product stroomt, maar , in de IEC61000-4-2 standaard ESD-testomgeving in deze tafelapparatuur, de lengte van de aardingslijn in ongeveer 1 m, De aardingslijn zal een grotere loodinductantie produceren (kan worden gebruikt om 1 u H/m te schatten), de elektrostatische ontladingsinterferentie treedt op (figuur 1 schakelaar K) wanneer gesloten, hoge frequentie (minder dan 1 ns stijgt langs de elektrostatische ontladingsstroom niet zorg ervoor dat de geteste producten voldoen aan de nulspanning op de locatie (FIG. 1 G-puntspanning in K is niet nul in gesloten toestand). Deze niet-nulspanning op de aardklem zal verder het interne circuit van het product binnenkomen. Figuur 1 geeft het schematische diagram van ESD-interferentie in de PCB in het product.

Afb. 1 Schematisch diagram van ESD-interferentie die de PCB binnenkomt in het product

Uit figuur 1 blijkt ook dat CP1 (parasitaire capaciteit tussen ontladingspunt en GND), Cp2 (parasitaire capaciteit tussen printplaat en referentie-aardingsvloer), werkgrond van printplaat (GND) en elektrostatische ontladingspistool (inclusief aarddraad van elektrostatische ontladingspistool) vormen samen een interferentiepad en de interferentiestroom is ICM. In dit interferentiepad bevindt de printplaat zich in het midden en de printplaat is op dit moment duidelijk gestoord door elektrostatische ontlading. Als er andere kabels in het product zitten, zal de interferentie ernstiger zijn.

Hoe heeft de storing geleid tot het resetten van het geteste product? Na zorgvuldig onderzoek van de PCB van het geteste product, bleek dat de reset-besturingslijn van de CPU in de PCB op de rand van de PCB en buiten het GND-vlak was geplaatst, zoals weergegeven in figuur 2.

Om uit te leggen waarom gedrukte lijnen aan de rand van een PCB storingsgevoelig zijn, begint u met de parasitaire capaciteit tussen gedrukte lijnen in de PCB en de referentie-aardingsplaat. Er is een parasitaire capaciteit tussen de gedrukte lijn en de referentie-aardingsplaat, die de gedrukte signaallijn in de printplaat zal verstoren. Het schematische diagram van common-mode-interferentiespanning die de gedrukte lijn in de PCB verstoort, wordt getoond in figuur 3.

Figuur 3 laat zien dat wanneer common-mode interferentie (de common-mode interferentiespanning ten opzichte van de referentie-aardingsvloer) GND binnenkomt, er een interferentiespanning wordt gegenereerd tussen de gedrukte lijn in de printplaat en GND. Deze stoorspanning is niet alleen gerelateerd aan de impedantie tussen de gedrukte lijn en de GND van de printplaat (Z in figuur 3), maar ook aan de parasitaire capaciteit tussen de gedrukte lijn en de referentie-aardingsplaat in de PCB.

Ervan uitgaande dat de impedantie Z tussen de gedrukte lijn en de printplaat GND onveranderd is, wanneer de parasitaire capaciteit tussen de gedrukte lijn en de referentie-aardingsvloer groter is, is de stoorspanning Vi tussen de gedrukte lijn en de printplaat GND groter. Deze spanning wordt gesuperponeerd op de normale werkspanning in de printplaat en heeft direct invloed op het werkcircuit in de printplaat.

Afb. 2 Werkelijk diagram van gedeeltelijke PCB-bedrading van het geteste product

Afb. 3 Common mode interferentie spanning interferentie PCB gedrukte lijn schematisch diagram:

Volgens formule 1 voor het berekenen van de parasitaire capaciteit tussen de gedrukte lijn en de referentie-aardingsplaat, hangt de parasitaire capaciteit tussen de gedrukte lijn en de referentie-aardingsplaat af van de afstand tussen de gedrukte lijn en de referentie-aardingsplaat (H in formule 1) en het equivalente gebied van het elektrische veld gevormd tussen de gedrukte lijn en de referentie-aardingsplaat

Vanzelfsprekend is voor het circuitontwerp in dit geval de resetsignaallijn in PCB gerangschikt op de rand van de printplaat en is deze buiten het GND-vlak gevallen, dus de resetsignaallijn zal sterk worden gestoord, wat resulteert in het systeemreset-fenomeen tijdens ESD toets.