塑料作为外壳的称重仪表很难抑制ESD（静电放电）干扰.因为塑料（非金属）没有屏蔽作用也没有电流泄放通路。唯一的办法就是周密的布局（PCIayout）,^然I/O□及电缆连接也必须考虑周到.
任何一个从事于以塑料作为称重仪表外壳设计的人都会碰到棘手的EMC（电磁兼容性）问题。如果塑料外壳不制成可导电的话（通过涂上金属物质）它就册不能抵抗间接E$D（IESD）的干扰，也不能为直接ESD（DESD）提供电流泄放通路，更不能为退耦电容、电缆屏蔽层荐遥祺公共参考点。IESD的电流在其周围产生了一个很强的电磁场并辐射到PCB及线束上构成了一个磁场环路，通常在8kV静电放电点10cm处形成的电场环路5V/cm2的峰值电压。    
一般情况下，称重仪表中总有几车金属件是直接可以接触到的或电弧可触及到的.由于ESD的作用，这些金属件对地形成了一不分布电容.这是一个难题，笔者认为通过下面几方面的措旅，可使塑制外壳称重仪表的抗ESD能力得到很大的提高（例如：对于IEC801-28kV/严酷等级）
a.PCB布局及IC退耦
b.I/O口及线束连接
c.电弧可达到区域的保护
d.敏感器件保护及选用抗ESD的器件
PCB布局考虑    
不要只想到塑料外壳的无屏蔽作用，而忽略了PCB本身怎样来抵抗ESD的干扰。原则上可釆取尽可能减少环路区和避免易受干扰的走线直接暴露而不加任何封闭的接地保护层。
我们必须考虑：    
a、没有接地层的单面板，如不釆取其它手段的话,将不可能抑制ESD干扰。
b、有接地层或大面积接地块的单面极。
•所有空白区填入接地层.
•其它无法填入接地层的地线必须至少有3~5mm,并尽量使信号走线靠近地线（层）.
•尽量不要使关键信号线（如:时钟、复位线等）沿PCB边沿行走。
C、多层板        
大面积接地层及+VCC层可以很好地抑制ESD的干扰,一个精心设计的多层板可以使非金属外壳仪表耐住&~10kVESD的考验。
IC的退耦也是一种较经济的提高ESD性能的手段，退耦电容最好能尽量靠近IC（用SMT技术，可以几乎无间距），VCC退耦电容的设置必须进行更全面的考虑（相比其本身的退耦作用）.10nF陶瓷电容相对于Ins上升时间的ESD脉冲（等效于350MHz的带宽）其阻抗小于0.05Q,可以说起到了一个很好的退耦作用，但是如果与该电容两脚相联的走线长分别为3mm的话，将使感抗增加，因此，退耦电容引入了比本身更大的电感量。~除了对VCC退耦以外，一些关键的信号线（如果其状态随意变化的话，将使称重仪表不能可靠工作，如RESET等）也必须进行退耦，一般釆用K）OP或200P的电容.请注意:“Reset"命令可能由一个长的级联数字电路块中的任意一块引入.因此对每一个"块”都需进行合适的退耦。而并不是仅对微处理器的Reset脚退耦。
I/O口及线束的保护
询果设计者确信其塑料制仪表产品，不经过金属化处理就能满足RF辐射要求（FCC15B.EN55022等）的话，那么它可能必须为抗ESD干扰付出额外的费用进行金属化.起码必须破费进行一定的设计改进.通常，I/O口及相关的线束一般是EMI的薄弱点.为此.我们先不考虑金属外壳作用，而进行以下几方面的讨论.
•线束屏蔽
•金属化连接器
•退耦电容（共模方式）
•带滤波的连接器及其它滤波器
下面，用ESD电流泄放来表示其作用
a.良好的PCB接地层
ESD感应电流完全通过了电缆屏蔽层或滤波器的退耦电容而进入信号参考地.因此，
知果接地层的阻抗很低的话，相对于di/dt来说将不存在严重的电压梯度.
b.“脏的接地”层
可能的话，尽量使噪声密集区（“脏"地线层）位于PCB边缘（因所有的线束都在这儿），“脏"接地层与内部大面积接地层之间的连线较细（“瓶颈这根连线使"脏”地线层相对于“清洁”地线层呈现岀较高的共模高频（HF）阻抗，同时，一些杂散耦合电容也为ESD提供了一个电流泄放通路（相对于金属桌面、ESD测试点等等），此外，这种方法对解决IEC801（对电缆I/O的电脉冲群测试）也很有用.
C.人为接地层
在I/O线束的入口处设置一些人为的至少有50cm2的接地块（用金属箔或其它的导电材料），这些接地块放置在塑制仪表产品的内侧.其作用是收集“屏蔽”电流和“滤波”电流，（代替a中所说的接地层作用）。并通过其分布电容向接地点泄放.线束屏蔽层最好能与这些接地块四面相接.但因为实际连接比较困难，所以它们一般被缚到PCB板上金属连接器或金属夹头上，然后通过宽的接地带、导电的螺柱或弹性夹与这些接地块相联.如果是非金属屏蔽电缆（塑制产品大都是这样）必须把噪声在影响PCB以前从导线中清除掉，可以釆用lOOpF到220pF的陶瓷电容进行高频退耦或用共模的铁氧体磁环,.最好的组合是“T”形滤波器，即两个铁氧体磁环加上一个陶瓷电容.
电弧可达到区域的保护
尽管ESD似乎对塑制仪表产品构成了最大的威胁，但不要忽略某些隐藏的ESD的作用.必须很好仔细地检査所有电弧可触及到的金属部件（即使它们不与任何物相接）。成功的关键是；必须确保没有直接的电弧可触及到内部的关键部件。这意思是：
•尽量在产品中采用不会放电的非导电开关、按钮、棒、显示器等，因为它们有足够的抗电强度和电弧拉伸距离.
•电路中有源完件、运线或内部金属件，这些部件都是电弧可触疫的.一般安全间隙是1tnm/kV.
这些方法不仅适用于象磁头、晶体管金属帽、晶振等有源器件。而且同样也适用于象内部卡钉、螺丝等无源零件，如果实际中不可能有这样间隙的话，弯曲一下该零件以增加间距.
敏感器件保护及选用抗ESD的器件
人体模型定义的ESD测试电压2kV~15kV（空气放电），峰值电流定义为30A,在60ns的持续时间里，放电波形在Ins内达到峰值，该脉冲包含几百微焦的总能屋，可能损坏敏感的半导体器件.结短路、氧化层击穿或元件金属层的溶化会导致故障。
为此，设计一个可靠的系统，需要一些ESD保护，选择瞬态保护装置，保护装置必须有如下特性：
a）极快的响应时间
b）能够处理高峰值ESD电流
c）能承受ESD的重复作用而不受破坏
如:使用瞬态电压抑制器（TVS）二极管使得瞬态电流从敏感率导体器件中分流出来，防止ESD瞬态电压破坏器件.
另一种有效措施，选用具有抗ESD半导体器件，如通讯接口器件容易受ESD损坏,设计时可采用MAX2O2E集成电路。

作者：林志铁

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