微电子系统的静电放电抗扰度实验方法研究

对瑞士Schaffner公司制造的NSG435型ESD模拟器和日本Noiseken公司制造的ESS-200AX型ESD模拟器进行了比较研究.实验发现国际电工委员会IEC61000-4-2标准规定的静电放电抗扰度实验方法及ESD模拟器存在某些问题.针对这些问题并结合许多学者研究的有关结论,研制了一种更符合实际需要的ESD抗扰度检测实验方法和实验装置,利用新研制的实验装置,按照接触式电放电和空气放电两种方式对电子设备形成的干扰(耦合)电压进行了实验研究.     

混响室和GTEM室辐射抗扰度测试的相关性

构建了混响室和GTEM室中辐射抗扰度测试系统,对典型卫生医疗设备进行辐照效应实验.利用衡量2组变量之间线性相关程度的Pearson积差相关系数来评价2种电磁兼容测试场地的辐射抗扰度测试的相关性.并对2个测试场地测得的受试设备敏感阈值进行了线性拟合.结果表明:混响室不同工作模式和GTEM室的辐射抗扰度测试所得结果的相关系数均大于0.75,说明2种测试场地具有非常好的测试相关性.     

静电放电发生器的结构原理及研究现状

静电放电发生器是模拟静电放电过程、进行静电放电抗扰度试验的平台。本文在IEC61000-4-2标准的基础上,介绍了静电放电发生器的基本结构原理和测试模型。并概述了目前国内外市场上两种基本类型的静电放电发生器产品的原理及特点,提出存在的问题,为静电放电发生器今后的改进提供了依据。     

空气式静电放电规律研究和理论建模

空气静电放电(ESD)是一种复杂的气体放电过程并受到很多因素的影响,其中放电电压的大小、极性、电极接近速度和环境湿度都是影响放电的主要因素.利用本课题研制的新型静电放电实验装置,在不同的放电电压、不同极性、不同电极接近速度和不同环境湿度条件下研究了空气ESD的放电特性,重点分析了放电电流峰值与这些因素的关系.建立了能够估算放电参数和被试设备接收的耦合电压之间定量关系的数学模型,可为ESD抗扰度实验的定量分析提供参考.     

一种惯性导航计算机接口保护电路的设计

基于ESD保护原理及TVS二极管特性,设计一种惯性导航计算机串行接口的专用保护电路,对电路板的PCB布线及器件的布置提出了一些原则要求,并对此接口电路进行串口静电抗扰度试验.结果表明该保护电路具有一定的抗接触放电及空间放电能力,满足IEC 61000-4-2标准的要求,此串行接口具有热插拔功能.     

静电模拟器放电开关辐射场特性研究

研究了在静电放电抗干扰实验中模拟器内部放电开关动作对测试结果造成的影响.在保证放电电流满足IEC61000-4-2标准的前提下,对模拟器采取了一定的屏蔽措施,在此基础上进行了模拟器屏蔽前后性能测试及静电放电抗干扰实验.实验结果表明:ESD模拟器自身屏蔽是有问题的,其内部继电器放电开关的动作也会产生强电磁场,对ESD辐射场造成影响,从而影响被测试件的静电放电敏感性测试结果.由此证明IEC61000-4-2对静电放电模拟器只规定放电电流波形及其参数是不够的,还需进行更详细的规定,尤其是电流导数波形和辐射场的规定.     

电子设备电磁抗扰度预测试平台的建立

通过对标准电磁兼容测试方法的分析研究,以现有电磁兼容测试设备为基础,建立了适用范围广泛的电磁抗扰度预测试平台.该平台可在一般的实验室条件下对多种电子设备进行电磁兼容性测试,利用该电磁抗扰度预测试平台对电子系统中常用电子设备进行测试,说明该预测试平台的功能,并验证其实用性和有效性.     

神经元网络同步放电的抗扰特性

为了揭示神经元网络在噪声环境下实现可靠信息处理的内在机制,利用神经元模型对噪声环境下神经元网络同步放电的抗扰特性进行数值计算和分析.给出了定量描述神经元网络放电同步程度和抗扰特性的评价指标,并研究了放电同步程度和抗扰特性间的内在联系.数值仿真结果表明,神经元数目和耦合强度对网络的同步和抗扰特性影响较大;在一定范围内,神经元放电同步程度与抗扰特性强弱间具有近似线性的内在联系.因此,神经元网络可以利用同步放电机制抑制噪声干扰,执行可靠的信息编码与处理.     

ESD特征参数与受试设备耦合电压关系实验研究

本文研究静电放电(ESD)辐射场对电子设备的危害.利用电小单极子天线和IEC61000-4-2规定的电流波形标定装置组建的国内第一台静电放电电磁场测试系统,对空气式静电放电进行了系统的实验研究,确定了ESD特征参数与受试设备接受到的ESD耦合电压之间的关系.得出结论,ESD耦合电压的大小受放电电流上升时间tr和电流峰值Ip两种因素影响,且受上升时间的影响更大.为电子器件及设备抗ESD设计提供了客观的数值依据.     

反应性紫外线吸收剂的合成与应用

以2,4-二羟基二苯甲酮(UV-0)、氯乙酰氯为起始原料,合成了反应性紫外线吸收剂2-羟基-4-氯乙酰氧基二苯甲酮;采用正交实验方法确定了较佳合成条件;利用1HNMRI,R技术确证了目标产物的结构;利用合成的目标化合物对棉织物进行了抗紫外整理,并对目标化合物的抗紫外线性能进行了测试.结果表明,目标化合物具有较好的抗紫外线吸收功能.     

计算带电人体通过金属小棒电极放电电流的一种电路模型

依据IEC61000-4-2标准制造的静电模拟器的放电过程,与真实的人体静电放电过程中身体表面分布的电荷是通过在手指尖端产生的火花放电完成的过程存在明显区别。为了探明人体真实放电过程的性质,提出了一种由所测放电电流估算火花放电电压的方法;并证明在人体接触式放电过程中,在火花放电之后存在着电弧放电现象。考虑到电弧放电和基于火花阻抗公式的时变阻抗,得到了一种用于计算与充电电压有关的人体放电电流的改进等效电路模型。     

静电放电电流波形校准装置的研制与分析

根据IEC61000-4-2的要求,研制了2种不同结构形式的静电放电电流波形校准装置,对SchaffnerNSG438和KeyTek MZ-15/EC型静电放电枪的电流波形进行了校准测试.经在不同电压等级和电压极性下的多次测试发现:其中一种校准装置测得的静电放电电流波形与出厂结果相吻合,即该校准装置的设计是成功的.通过试验对比和定量分析发现,校准装置的分布参数对静电放电电流波形的上升沿有显著影响.对于静电放电电流波形校准装置,仅满足标准规定的电压驻波比指标是不够的,必须对分布参数的影响予以高度重视.     

通用电爆装置抗静电能力研究

为评估弹药、导弹的抗静电能力,从形成静电危害的3要素分析入手,简述了电爆装置静电感度测试程序与数据处理方法,测试确定了某型反坦克火箭云爆弹用电点火具的真实静电感度.以静电发火的安全界限、静电放电模型和能量耦合关系为基础,确定了危险静电源对电爆装置直接放电的安全电压阈值计算方法.根据多年来的实测数据,确定了人体、机器设备对5种通用电爆装置直接静电放电的静电安全电压阈值.     

DSP通信系统的静电放电电磁脉冲敏感性研究

选用可编程数字信号处理器(DSP)和单片微控制器(SCM)等组成CAN总线通信系统,采用人体-金属静电模型,利用静电放电模拟器对水平耦合板、垂直耦合板放电,对该DSP通信系统进行了静电放电电磁脉冲(ESD EMP)辐照效应实验研究,得出了该DSP通信系统出现"死机"故障的ESD敏感电压值.实验表明,靠近DSP芯片一侧比靠近SCM一侧更易受到静电放电电磁脉冲的干扰.     

静电放电参数低重复特性分析

静电放电发生时,由于气体压强、空气湿度、电极表面状况、环境温度等因素的影响,相关放电参数(击穿电压、电流、电场、磁场、峰值、弧长、上升斜率等)具有低重复特性。我们通过相关放电参数的处理来研究带电体和受电体之间间隙的电性质。从理论上和实验上深入研究放电间隙电性质的低重复特性,对于充分认识和把握静电放电的本质,对于静电放电危害的防护,有十分重要的理论意义和实际意义。通过改变静电放电发生器实验环境温度来获得相应的固定间隙放电情况下电流峰值的差异。试图从理论上对静电放电条件下所获得电流峰值的低重复特性加以初步的分析讨论。     

ESD抑制器抑制特性测试方法

依据国际电工委员会IEC 61000-4-2标准和国军标GJB 911-90,用静电放电模拟器和静电放电电流波形测试装置等设备对某型号静电放电抑制器的抑制特性进行了测试.测试结果表明:采用IEC 61000-4-2标准规定的电流靶结合法拉第笼的方法测试静电放电时通过抑制器的电流,能够保证电流波形不失真;而加在抑制器两端的电压须使用有效带宽足够宽的电压探头配合示波器来测量,同时应尽可能消除静电放电时产生的辐射场对电压探头的影响.