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PCB设计中的瞬态干扰及其危害

  
  1.1PCB瞬态干扰
  瞬态干扰是指由于直接静电放电(ESD)、电快速瞬变脉冲群(EFT)、电磁脉冲(EMP)、
  雷击以及电路中电感负载或大型负载的通断产生的瞬时过电压或过电流(浪涌电压或电流)干扰信号。
  其特点是:作用时间极短(最短可达到几纳秒),电压幅度高,瞬态能量大。
  1.2瞬态干扰的危害
  瞬态干扰信号对电子系统的PCB造成电噪声、电磁干扰。静电放电(ESD)和电快速瞬变脉冲群(EFT)对数字电路的危害更强于对模拟电路的影响,静电放电在5MHz~200MHz的频率范围内能产生强烈的射频辐射,此辐射能量的峰值经常在35MHz~45MHz之间发生自激振荡。
  许多I/O电缆的谐振频率也通常在这个频率范围内,从而导致瞬态干扰辐射发射的能量通过电缆和机壳线路耦合到设备内部的PCB上。当电缆暴露在4kV~8kV静电放电环境中时,I/O电缆终端负载上可以测量到的感应电压可达到600V,这个电压远远超出了典型数字器件的门限电压值0.4V。
  此外,瞬态过压可导致数字电路输出端逻辑值的改变从而产生误动作或引起下级电路的逻辑功能紊乱。
  当瞬态过电压与原有输入电压叠加后超过系统内部电路或器件的极限值时,就可能会烧毁电子元器件,对PCB造成硬损伤,主要表现为半导体器件的短路、开路、PN结击穿、氧化层击穿等现象,还可能形成累积效应,使电路的可靠性降低,埋下潜在的危害。

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