電子計價(jià)秤抗靜電放電問(wèn)題分析

2．2 問(wèn)題描述
某型號電子秤正常工作時(shí)，正確顯示標稱(chēng)砝碼示值。當對水平耦合板進(jìn)行6 kV間接放電后，顯示屏示值出現紊亂，并且伴有出錯報警音，甚至死機。
2．3 干擾分析及抑制
常用電子計價(jià)秤系統框圖如圖4所示，被秤物品重量的變化將導致傳感器形變，輸出變化的模擬信號，信號放大后經(jīng)過(guò)必要的濾波傳送到模／數轉換模塊，轉換成便于處理的數字信號，微處理器對這些采集到的數字信號進(jìn)行解析，最終將結果輸出到顯示屏顯示。

對水平耦合板施加的干擾主要是通過(guò)空間耦合到電子計價(jià)秤內部。試驗過(guò)程中顯示屏示值出現紊亂，初步鎖定易受電磁波干擾的元器件。檢查線(xiàn)路板發(fā)現CPU微處理器的工作晶振外殼沒(méi)有接地，對晶振實(shí)施有效的接地后發(fā)現前期施加干擾時(shí)秤示值一直跳動(dòng)，干擾停止后即可恢復正常，隨著(zhù)干擾施加次數的增多，又重新出現紊亂現象，即使干擾停止也不能自行恢復正常。晶振接地可以起到一定的抗干擾作用，但還不足以從根本上解決示值偏移及工作穩定性問(wèn)題。
進(jìn)一步分析原理圖發(fā)現系統中還有一個(gè)很重要的模塊——模／數轉換芯片，該部分電路中應注意地線(xiàn)的正確連接及地平面的完整性。地線(xiàn)的電平變化將對模擬電路部分的工作產(chǎn)生很強的干擾，數字噪聲容易重疊在模擬量輸入電壓中，使A／D轉換器工作不正常。針對這個(gè)切入點(diǎn)，分析了試品的PCB走線(xiàn)，發(fā)現線(xiàn)路板中模擬地和數字地分開(kāi)，沒(méi)有進(jìn)行有效的共地處理。從整個(gè)板子的角度分析，模／數轉換芯片內部?jì)蓚€(gè)地其實(shí)早已連接在一起，這個(gè)時(shí)候如果把模擬地和數字地分開(kāi)，整個(gè)板子就會(huì )出現一個(gè)大的回路，引起回路噪聲。將模擬地和數字地進(jìn)行共地連接后重新進(jìn)行試驗發(fā)現試品在整個(gè)試驗過(guò)程中工作穩定，有效地抑制了靜電放電干擾。整改后PCB板如圖5所示。

3 結語(yǔ)
系統的晶振接地對抑制干擾有一定的作用，布板時(shí)可以在封裝外圍做一個(gè)接地的焊盤(pán)，需要注意的是批量生產(chǎn)中回流波峰焊后需要手工補焊該點(diǎn)。靜電放電對環(huán)境濕度依賴(lài)性較大，操作者使用電子秤前應事先采取措施除去靜電。同時(shí)適當添加壓敏電阻、電容或者TVS管等補救措施都能在一定程度上抑制靜電放電。為了少走彎路和節省時(shí)間，在電子系統設計前期就應充分考慮并滿(mǎn)足產(chǎn)品抗干擾性的要求，合理擺放敏感元器件，對PCB板做好必要的防靜電措施，如加大復位線(xiàn)、時(shí)鐘線(xiàn)與其他布線(xiàn)間的距離，鋪地時(shí)盡量避免尖角，并合理布局好過(guò)孔，避免在設計完成后再去進(jìn)行抗干擾的補救措施，導致批量生產(chǎn)成本的提高。