射频模块类产品,ESD抗扰度应当如何考虑和设计?

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摘要:硬件工程师在设计产品时,ESD抗扰度是有有一一一1个多重要的考虑指标。静电对于大偏离 电子产品来说都居于危害,射频模块对静电更加敏感。没有 针对射频模块类产品,ESD抗扰度应当怎么考虑和设计呢?

关于ESD抗扰度等级,不同产品不同行业对应着不同的标准,国际电工委员会所颁布的IEC630000-4-2标准适合于各种电气与电子设备做电磁兼容性的测试。在进行产品设计前必须先规定好产品的ESD抗扰度的等级,要么根据标准来定义要么根据产品实际必须来定义。原先才可无需能有妙招的进行产品设计及测试。

关于ESD抗扰度等级的实现妙招,主要有外壳设计、硬件设计及PCB布局、元器件选型、软件修复等。其中在硬件设计方面,有有一一一1个多重要的妙招是在输入或输出的关键电路节点处加入ESD保护器件。ESD保护器件一般使用瞬变电压抑制器,也而是硬件工程师常说的TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管,TVS管的关键型态是它在正常工作电压下具有高阻抗,而在电压超出正常工作电压的以前 变成了低阻抗,此时将电流直接从敏感部件引导至系统地机会大地(外壳地),抑制TVS管两极间受到的反向瞬态高电压,对于静电,适合选用双向TVS,而都会单向TVS。

对于IOT行业,无线产品是其重要的组成偏离 ,而无线模块又是无线产品的重要一环,本文主要对无线模块天线端及射频接口的ESD设计进行说明,无线模块产品在设计上可无需能再加ESD保护器件,而应用无线模块的底板在设计时则必须在天线接口处考虑可靠有效的静电泄放路径,保证静电泄放路径不经过敏感器件及敏感线路。

在使用无线模块的以前 ,从无线模块产品手册上有都会看了天线端需处理静电直接打到天线的射频接口,甚至用手去拿模块最好都会带上防静电手套。这而是明无线模块的射频输出端是对静电敏感的,超过一定的静电等级机会会使得无线模块受到永久性的损坏。此处推荐某种无线模块射频输出端的ESD设计电路型态,如图3所示。

图 3 无线模块射频输出端ESD设计

使用TVS管觉得可无需能提高无线模块天线端的ESD性能,但会 有有有一一一1个多隐患是机会会产生谐波噪声而使得无线模块的接收灵敏度降低。这对TVS管的选型提出了要求,优选TVS管可无需能处理你你是什么隐患,无需 在器件选型的要关注谐波噪声你你是什么关键指标。

对于外接天线版本的无线模块,一般必须在应用无线模块的底板放进去置天线接口(比如SMA接口),以便安装所需的天线。这以前 必须充分考虑静电在底板的泄放路径,保证静电不言而喻通过射频转接线进入到无线模块产品某种,保证即使有静电导入天线接口,静电也可无需能快速的通过亲戚让让我们 所设计的泄放路径泄放进去去大地,原先可无需能有效提高产品的可靠性。一般具体情况下,推荐使用如图4所示的阻容网络来传导静电,注意在PCB布局时保证静电泄放路径最短且不经过静电敏感器件、射频电路以及敏感线路(比如数据线、时钟线等),此处的电容需是耐高压的器件。

图 4 静电泄放阻容网络

下面通过有有一一一1个多ESD设计案例来说明你你是什么思路。

如图5所示,J12是4G无线模块的SMA天线接口,且裸露在空气中,无需 静电都会机会从SMA引入到PCB的地。为了处理静电导入4G无线模块,使得模块损坏,就必须在PCB上设计静电泄放阻容网络,设计原则是该静电泄放路径最短且不经过静电敏感网络,必要时可无需能挖槽增加隔离,机会在静电泄放路径上打过孔来减小电阻使得静电可无需能更多、更快的从设计的路径上泄放。

下图中PCB的螺丝孔通过螺丝固定在外壳上,外壳是泄放静电的主要载体,无需 此处的做法而是在SMA与螺丝孔(即外壳)之间增加静电泄放阻容网络R36并联C82,SMA、静电泄放网络与螺丝孔在第一根直线上,保证路径最短,且路径上没有 任何走线,在静电泄放路径上特意增加你你是什么过孔来减小阻抗。最终做出来的样机也通过了ESD抗扰度实验。

图 5 外接天线接口ESD设计实例

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