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脉冲干扰抗扰度及测试技术
摘要：电气或电子电路和系统中所遇到的多种电磁干扰并不是连续波干扰，而是脉冲或瞬态形式的干扰。传统的连续波测试并不能在较短的时间间隙内聚集足够的能量以有效地模拟脉冲或瞬态干扰。因此，应该使用脉冲干扰的电磁抗扰度测试方法。分别介绍了ESD、EFT、Surge原理和测试方法及注意事项。

关键字：电磁干扰静电放电电快速瞬变脉冲浪涌

Abstract：Electricalorelectroniccircuitsandsystemsencounteredinavarietyofelectromagneticinterferenceisnotcontinuouswavesinterference,butthepulseortransientformsofinterference.Thetraditionalcontinuouswavetestcannotgatherenoughenergyinordertoeffectivelysimulatethepulseortransientinterferenceinashortperiodoftime.Therefore,weshouldusethepulsedelectromagneticinterferenceimmunitytestmethods.IntroducedtheESD,EFT,Surgeprinciplesandtestingmethodsandprecautions.
Keywords:EMIESDEFT/burstSurge

电磁骚扰是指可能引起一个器件、一台设备或一个系统性能下降的任何一种电磁现象。电磁骚扰可以是自然界的电磁噪声、无用信号或在媒质中传播时自身发生的改变。
电磁干扰（EMI）是电磁骚扰造成的器件、设备或系统的性能下降现象，从它的源到达接收机的主要机制是传导和辐射，如图1所示。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络，在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。

图1电磁干扰耦合机制
1静电放电
静电放电（ESD）即累积的静电电荷放电，是一种自然现象，这种放电产生电磁干扰。当两种不同介电常数的材料互相摩擦时、加热或与带电物体接触将产生静电。静电放电是把累积的电荷泄放给具有较低对地电阻的另一个物体，这种电磁干扰对它触及的设备和个人产生的效应有多种，从听觉中或设备中的噪声与骚扰到令人不适的电击。静电放电典型特性如图2所示。

图2静电放电脉冲典型特性图3台式设备的ESD试验台
平时我们一般不太在意ESD对器件或设备将造成什么影响，其实当涉及不导电的合成材料（如合成地毯、PVC鞋底等）且相对湿度（20%~30%）环境中时，静电电压可能高达20Kv~25Kv，极端环境下电压上限可达30Kv~40Kv，在此电压等级下MOS器件极易受损坏，称为直接放电（如图4所示）；同时ESD能够产生电场和磁场并辐射出去，实际上，即使电子设备或电路不直接受到静电放电的作用，其也有可能受到静电放电的干扰（如图5所示）。

图4直接静电放电

图5间接静电放电
1.1静电放电发生器
静电放电发生器的功能就是产生和释放（对受试设备）所需强度和脉冲波形的电压/电流，脉冲以实现静电放电测试。原理图如图6所示，R0的作用是对充电电流进行限制，包括电源内阻，R0的外加值在477KΩ~1MΩ之间；储能电容Ch代表了人体的电容，典型值为150pF，Rh为放点电阻，典型值为330Ω；它代表了人体和受试设备之间的电阻。

图6静电放电发生器简化原理图
1.2静电放电测试
空气放电测试。
充电电极与受试设备距离很近，放电时在受试设备和充电电极之间产生电火花。空气放电法的测试结果非常接近真实情况，因为对于典型的实际情况，带电的人体或家具产生的静电放电都是逐渐地接近接受设备的，在接近的过程中完成放电过程。实际上，诸如湿度、气压、靠近速度等可能会影响实际测量结果，所以空气放电法是很难复现的。因此，为了得到合理的测量结果，可能有必要进行上百次测试。
接触放电测试。
电极与接受设备一直处于接触状态，通过对静电发生器电路中的开关进行操作以产生静电放电。接触放电测试通常能够为测试和评估提供可重复的放电波形，脉冲与脉冲之间的变化最小。然而，这种方法并不能完全重现现实中的静电放电。试验台如图3所示。
对于接触放电而言，气候参数并不会对测试结果产生严重的影响。为了尽量减小环境参数因素的影响和确保测试的可重复性，空气放电测试环境条件如下：环境温度为15℃~35℃，相对湿度为30%~60%，气压为6