嗨,欢迎来到兆亿微波官方商城!
服务热线: 010-62975458  17600099251
购物车图片 购物车 ( )
全部商品分类

关于 ESD 和 RF 设备您需要了解什么

2021/10/29 13:45:52
浏览次数: 18

静电放电 (ESD) 现象从一开始就存在。我们第一次接触 ESD 往往是在孩童时代,在干燥的冬日触碰金属门把手时,会有种触电的感觉——这就是静电放电。这种短暂的不适感通常对人类来说不是问题,但是即使是少量的 ESD 也有可能会损毁敏感电路。   


手机设计人员一直都面临着何时以及如何解决这一自然现象的挑战。本博客解释了系统级 ESD 保护为何如此重要,同时使大家能够了解提高移动设备中系统级 ESD 保护的测试模型和战略。


ESD 模型和波形的测试


人体和衣服一天可存储 500 V 至 2,500 V 静电电荷,但是人类只能感受到 3,000 至 4,000 V 的 ESD 脉冲。这远高于电子电路受损的水平,即使人类无法检测到。


设计人员必须从多方面解决 ESD 问题,对组件制造商来说,是在其设计阶段和设计工作结束之时。简而言之,ESD 保护需要一种多层面方案。


通常,集成电路 (IC) 制造商按照 ESD 行业标准设计、测试和验证其 IC。这可防止在 IC 生产或在 PC 板上组装时出现物理损坏。针对 ESD,通常进行的两种测试包括:


●     人体模型 (HBM)。这种测试模拟人体通过接触 IC 释放所积累的静电的 ESD 事件。采用一个带电的 100 pF 电容和一个 1.5 k? 放电电阻进行模拟。


关于 ESD 和 RF 设备您需要了解什么


●     带电设备模型 (CDM)。这种测试模拟在生产设备和工艺中发生的充电和放电事件。设备在一些摩擦工艺中或静电感应过程中获得电荷,然后突然接触到一个接地物体或表面。


关于 ESD 和 RF 设备您需要了解什么


虽然设备级测试有助于衡量 IC 的 ESD 稳健性,但系统级测试可衡量现场的电子设备保护(即原始设备制造商 [OEM] 设备或终端产品)。


为了更好地了解最终产品所需的 ESD 保护,OEM 应采用系统级 ESD 方法进行设计,然后按照国际电工委员会 (IEC) ESD 标准 61000-4-2 测试最终产品。IEC 61000-4-2 被视为终端产品 ESD 测试和评级的行业标准。该测试可确定系统对现场外部 ESD 事件的易损性。


下图比较了三种脉冲的能量和峰值电流:


●     系统级 IEC 61000-4-2


●     设备级 HBM


●     设备级 CDM


IEC ESD 事件脉冲显然更强,因此系统中的设备更加难以通过。尽管设备级测试(HBM 和 CDM)比较有用,且可提供 ESD 稳健性的基准,但在系统级 IEC 测试期间并不总是能够确定生存性。


关于 ESD 和 RF 设备您需要了解什么

为进一步展示这一概念,下表显示了组件测试和系统级 IEC 测试之间的差异。大家可以看到,差异很大,系统应力水平更高。总而言之:较之于设备级设计,系统设计必须满足更严苛的要求。


关于 ESD 和 RF 设备您需要了解什么


测试不充分的问题


在开发阶段进行系统级 ESD 测试可能会是个问题。例如,测试评估/不完整板组件上的 ESD 并不能代表所有情况。这些组件的结果并不保证完整系统的最终结果。


设备级 ESD 测试(即 HBM 和 CDM)旨在通过适当的 ESD 控制在工厂生成适合分立式组件的可重复且可再现的结果。这就是所谓的 ESD 保护区 (EPA)。然而,这些测试并不是为了解决现实世界中 EPA 范围之外的全部产品级 ESD 事件。


实现产品稳健性的关键:系统级 ESD


相反,ESD 稳健型系统设计的关键是要考虑 ESD 在系统中的影响。为了获得系统级视角,设计人员必须了解并解决以下问题:


●     系统级应力事件及其对整个产品的影响。设备级 ESD 测试结果只能为系统 ESD 设计提供非常少的信息,因为它们无法反映电子设备在 IEC ESD 事件期间经历了什么。


●     系统中板级相互作用,以及在 ESD 应力作用下与电子部件外部接触的引脚瞬态行为。


●     高效的表征化方法(如组件级传输线路脉冲 (TLP) 数据),用于分析 IC、板和系统的相互作用。


系统级 ESD 保护战略取决于物理设计、产品要求和产品成本。


最佳方法:系统高效 ESD 设计 (SEED)


系统高效 ESD 设计 (SEED)是一种系统级方法,考虑了系统中所有组件的瞬态响应。SEED 方法还包括对 IC 引脚上 PC 板外部端口施加的 IEC 应力的物理影响。 


SEED 是一种实现板载和片上 ESD 保护的协同设计方法。利用 SEED,您可以分析和实现系统级 ESD 稳健性。该方法要求对 ESD 应力事件期间外部 ESD 脉冲之间的相互作用、完整的系统级板设计以及设备引脚特性有一个全面的了解。


SEED 方法是实现对称且稳健的系统级 ESD 保护的最佳方法。如下图所示,SEED 利用以下信息设计系统级 ESD 保护:


●     准静态 TLP 电流电压 (I-V) 曲线数据


●     瞬态模拟


●     S 参数 PC 板数据


●     IC I-V 电路测量 

关于 ESD 和 RF 设备您需要了解什么


我们将在本博客系列的第 2 部分和第 3 部分详细介绍 SEED。这一部分主要是对 SEED 进行概述:


●     PC 板的 ESD 保护为一级保护,可防止对 IC 或系统造成物理损坏。


●     片上保护发挥二级保护的作用。


SEED 的基本概念旨在防止具有损坏性质的 ESD 脉冲抵达内部 IC 引脚。通过执行和分析 ESD 系统级模拟可实现适当的系统级 ESD 设计。


接下来:RF 前端设计的 ESD 保护战略


众所周知,在手机设计中战略性地实现 ESD 至关重要。这样做可缩短设计工程周期时间,减少 ESD 故障和研发开支。


在本博客系列的后续博客中,我们将深入探讨 ESD 保护组件以及减少 ESD 对移动 RF 设计影响的不同战略。第 3 部分将解释如何利用模拟和建模确定系统级 ESD 保护。


在线留言询价
推荐阅读
  • 点击次数: 1
    2026-06-23
    通过以太网接口,单片机能够实现远程数据传输和控制,提升系统的智能化和联网能力。然而,在设计以太网单片机接口时,需要综合考虑硬件和软件多个方面,确保系统的稳定性、效率和可靠性。那么,以太网单片机接口设计时需要注意哪些方面?一、硬件接口设计1. 选择合适的以太网物理层芯片(PHY)以太网接口通常包括MAC层和PHY层。单片机多内置MAC模块,需配合外部PHY芯片实现信号的物理传输。选择PHY芯片时,应关注其工作速率(10/100/1000Mbps)、支持的接口标准(RMII、MII)及兼容性。2. 合理设计信号线路以太网信号高速且对线材和布线规范要求较高。注意芯片和连接器之间的差分对线长应尽量短且匹配阻抗,避免信号反射和干扰。隔离变压器(Magnetics)应根据设计规范合理选型,保证信号质量和电气隔离。3. 电源和地线设计以太网PHY芯片及单片机对电源噪声较为敏感。设计时应采用低噪电源,增加滤波和去耦电容,减少干扰对信号的影响。地线布局应合理,避免数字地和模拟地混淆,确保信号完整性。4. 以太网接口连接器RJ45连接器质量直接影响连接稳定性和信号品质。选择带有内置磁性元件的连接器可简化设计,同时注意连接器的机械强度和防尘性能。二、软件协议栈设计1. 网络协议支持单片机通常资源有限,选择轻量级TCP/IP协议栈(如lwIP)非常关键。根据应用需求,决定支持的网络协议(TCP、UDP、ICMP等),确保协议栈资源占用合理,且功能稳定。2. 中断与缓冲机制以太网传输采用中断方式可提高响应速度,但需合理处理中断优先级和频率,避免系统负载过重。同时设计适当的接收与发送缓冲区,防止数据丢失和传输阻塞。3. 网络安全考虑接口设计应考虑基础安全机制,如数据校验、防止非法包、简单加密措施等,防止网络攻击及数据泄露。三、系统综合考虑1. 性能匹配依据单片机性能选择合适的以太网速度和协议复杂度,避...
  • 点击次数: 0
    2026-06-23
    在电子制作和电路实验过程中,洞洞板和面包板是两种极其常用的硬件平台。各自具有不同的结构和用途,适用于不同阶段的电路搭建和调试。下面就简单了解一下两者间的区别在哪吧!洞洞板洞洞板,又称为打孔板或者焊接板,是一种带有规律排列的预打孔的电路板。每个孔都可用于插入电子元件的引脚,孔之间不带有固定的导电连接,用户需要自行焊接电路元件和导线以完成所需电路。特点物理结构:硬质绝缘基板,上面均匀分布许多小孔,孔与孔之间无导电连接。制作方式:通过焊接电子元件及导线在孔中固定,形成永久连接。适用阶段:适用于电路设计验证后的打样和制作,以及小批量或手工电路制作。优点电路连接固定可靠,且耐用。方便制作结构相对简单的电路。可自定义布线灵活性高。缺点制作周期相对较长,需要焊接技能。修改电路不方便,焊点拆除较难。面包板面包板(Breadboard)是一种无需焊接、可快速插拔电子元件的实验平台。其内部通过金属条形成预先连接好的导电网络,用户只需插入元件脚和连接线,即可实现临时电路搭建和测试。特点物理结构:塑料板上有大量孔洞,内部有金属排线连接一定孔位来形成电气连接。制作方式:通过直接插拔电子元件实现电路搭建,无需焊接。适用阶段:电路设计初期,快速验证和调试电路方案。优点设计和调整电路非常方便,多次插拔不会损坏元件。不需要焊接,适合初学者使用。能快速搭建复杂或临时电路。缺点连接相对松散,容易接触不良。不适合长期使用或功率较大的电路。体积通常较大,不便于携带或小型化设计。
  • 点击次数: 2
    2026-06-23
    开发板集成了处理器、存储器、接口及各种外设,为用户提供了一个便捷的硬件实验环境。市面上的开发板种类繁多,适用于不同的应用和技术需求。那么,市面上常见的开发板都有哪些呢?一、Arduino系列开发板1. Arduino Uno简介:基于ATmega328P微控制器,拥有14个数字I/O口和6个模拟输入口。特点:入门级经典开发板,资源丰富,社区支持强大,适合初学者。应用:机器人、自动化控制、传感器接口开发。2. Arduino Mega 2560简介:基于ATmega2560芯片,拥有更多I/O口和内存。特点:更适合复杂项目,支持更多外设连接。应用:大型控制系统、多传感器融合。二、树莓派(Raspberry Pi)系列1. Raspberry Pi 4 Model B简介:搭载4核ARM Cortex-A72处理器,支持最高8GB内存。特点:功能强大,支持Linux系统,适合嵌入式Linux开发和多媒体应用。应用:家庭服务器、智能家居、机器视觉、教育平台。2. Raspberry Pi Zero简介:体积小巧,基于单核ARM处理器。特点:低成本、低功耗,适合简单嵌入式项目。应用:物联网终端、小型传感器设备。三、ESP系列开发板1. ESP8266 NodeMCU简介:集成Wi-Fi功能的低成本微控制器,基于ESP8266芯片。特点:支持无线联网,编程简单,价格低廉。应用:智能家居、无线传感网络。2. ESP32开发板简介:双核Xtensa处理器,集成Wi-Fi和蓝牙功能。特点:性能强大,功能丰富,适合复杂的无线通信项目。应用:物联网、智能穿戴、无线音视频传输。四、STM32系列开发板1. STM32F103C8T6(“蓝色药丸”)简介:基于ARM Cortex-M3内核,主频72MHz,资源丰富。特点:价格实惠,广泛应用于培训和入门级开发。应用:工业控制、机器人、传感器数据采集...
  • 点击次数: 2
    2026-06-23
    EEPROM是一种广泛应用的非易失性存储器。它能够在断电后仍保持数据不丢失,且支持灵活的电气擦除和重写操作。其主要特点是:数据可电气方式擦除与重写:不同于传统ROM需要物理手段擦除。细粒度擦写单元:通常以字节为单位进行擦写,灵活性高。数据持久性好:即使断电,存储的数据依然保持。EEPROM常用于保存需要频繁更新但不能丢失的数据,如设备配置参数、校准数据等。EEPROM存储数据的原理EEPROM的数据存储基于浮动栅极晶体管技术。其核心在于一个额外的浮动栅极被绝缘层包围,能捕获和存储电子,从而实现对存储位的电气控制。1. 浮动栅极结构每个EEPROM存储单元包含一个浮动栅极和一个控制栅极:浮动栅极:被厚厚的绝缘氧化层包裹,电荷困在其中不会轻易泄漏。控制栅极:位于浮动栅极上方,用于控制浮动栅极的电荷状态。2. 存储数据的电荷机制EEPROM通过向浮动栅极注入或移除电子来代表数据的"0"或"1"状态:写入(编程)数据:利用隧穿效应(Fowler-Nordheim隧穿)将电子注入浮动栅极,改变其电荷状态,使存储单元保持特定的电压阈值,代表逻辑“0”或“1”。擦除数据:施加反向电压,使电子离开浮动栅极,恢复到初始状态。由于电子被困在绝缘层内,即使电源断开,也不会轻易丢失信息,实现非易失性。EEPROM的读、写、擦除过程1. 读取数据读取时,控制电路通过检测浮动栅极状态对应的阈值电压,判断存储单元的逻辑状态。此过程无需改变浮动栅极电荷,属于非破坏性读出。2. 写入(编程)数据写入时,电路对选中单元施加写电压,促使电子通过氧化层“隧穿”进入浮动栅极,改变晶体管阈值,实现数据写入。3. 擦除数据擦除操作可针对单个字节或整个储存区域,施加合适的电压与极性,使浮动栅极中电子释放,恢复原始状态。EEPROM通过浮动栅极晶体管技术,实现了电子电荷的捕获和释放,...
  • 点击次数: 1
    2026-06-23
    单片机(简称MCU)作为嵌入式系统的核心控制器,其地址范围指的是其内部或外部存储器(包括程序存储器和数据存储器)所能访问的地址空间的起始地址到结束地址的区间。通过这个地址范围,单片机能够定位并访问特定的存储单元。单片机通常包含两类主要存储器:程序存储器(代码存储器):用于存储固化的程序代码,通常是只读存储器(ROM、Flash)。数据存储器:用于程序运行时临时存放数据,通常是随机存取存储器(RAM)。地址范围与容量的关系单片机的地址范围决定了它可以访问的最大存储单元数目,而存储器容量则是以字节(Byte)为单位的存储大小。两者之间的关系如下:容量 = 地址范围大小 × 每个地址单元的存储大小通常每个地址单元存储1字节数据,容量单位与地址范围大小相同。例如,8位地址总线可访问2^8 = 256个地址,若每地址1字节,则容量为256字节。那么,如何计算单片机的地址范围及容量?1. 根据地址线数计算地址范围单片机的地址范围主要由其地址线数量决定。计算公式为:地址范围大小 = 2^n其中,n为地址线数量。n根地址线可组合形成2^n个不同地址。地址范围通常以地址的最高值和最低值表示,范围从0开始到2^n − 1。2. 根据存储器结构计算容量容量计算时还需要知道每个地址对应存储的字节数。大多数情况下,单片机的存储器是字节寻址,即每个地址对应1字节容量。因此:容量(字节) = 2^n × 每地址字节数若存在多字节组织(例如16位字长),则需要乘以字长对应的字节数。3. 区分程序存储器和数据存储器地址范围现代单片机通常采用哈佛结构,程序存储器和数据存储器分别拥有独立的地址空间和地址线。它们的地址范围和容量计算需分别考虑。例如:程序存储器地址线为m根,则程序存储器容量为2^m字节或指令数。数据存储器地址线为k根,则数据存储容量为2^k字节。举例说明以一款常见的单片机为例:...
热门分类
关于我们

───  公众号二维码  ───

兆亿微波商城微信公众号

兆亿微波商城www.rfz1.com是一个家一站式电子元器件采购平台,致力于为广大客户提供高质量、高性能的电子元器件产品。产品覆盖功放器件、射频开关、滤波器、混频器、功分器、耦合器、衰减器、电源芯片、电路板及射频电缆等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、BOM配单及提供产品配套资料等,为客户提供一站式供应链采购服务。 

  • 品质 • 正品行货 购物无忧
  • 低价 • 普惠实价 帮您省钱
  • 速达 • 专业配送 按时按需
Copyright ©2020 - 2021 兆亿微波科技有限公司
X
1

QQ设置

    1
3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

5

电话号码管理

电话 电话 电话
010-62975458
    1
6

二维码管理

    1
返回顶部
展开