靜電干擾如何降低？靜電屏蔽電路來(lái)解圍

　　帶電物體接近被測電路的輸入端時(shí)，就會(huì )發(fā)生靜電耦合和干擾。在低阻抗之下，由于電荷迅速消散，所以干擾的影響不明顯。然而，高阻材料不允許電荷迅速衰減，就可能產(chǎn)生不穩定的測量結果。由于錯誤的讀數可能由直流或交流靜電場(chǎng)引起，所以靜電屏蔽有助于盡量降低這種電場(chǎng)的影響。直流電場(chǎng)可能產(chǎn)生有噪聲的讀數或無(wú)法探測的誤差。實(shí)驗電路附近的運動(dòng)（例如，操作儀器人員的運動(dòng)或者在臨近區域里的其它運動(dòng)等）引起靜電計顯示讀數發(fā)生波動(dòng)，就反映出這種場(chǎng)的存在。為了迅速檢查干擾的存在，在電路附近放置一個(gè)帶電的塑料物體，如梳子等。儀表的讀數發(fā)生大的變化就說(shuō)明屏蔽不夠完善。

　　交流電場(chǎng)同樣會(huì )產(chǎn)生麻煩。交流電場(chǎng)常常由供電電源和RF場(chǎng)引起。如果輸入端的交流電壓很大，其一部分信號被整流，于是在被測的直流信號中產(chǎn)生了誤差。用示波器觀(guān)察靜電計或皮安計的模擬輸出，可以對此進(jìn)行檢查。限幅的波形表明需要改進(jìn)靜電屏蔽。圖2-42示出在靜電計的2V模擬輸出端觀(guān)察到的限幅波形。在這個(gè)例子中，限幅作用使直流讀數降低大約50%。

　　對于SMU來(lái)說(shuō)，在其保護端和公共端之間連接示波器就可以觀(guān)察交流干擾情況。

　　圖1示出一個(gè)交流靜電耦合的例子。在導體（例如電纜或印制電路板上的線(xiàn)）附近的靜電電壓源會(huì )產(chǎn)生正比于電荷變化率和耦合電容變化率的電流。該電流可以按下式來(lái)計算：

　　i = C dv / dt + V dC / dt

　　例如，兩個(gè)面積為1厘米2，在空氣中相距1厘米的導體，具有大約0.1pF的電容。若兩個(gè)導體之間的電壓差為100V，由于振動(dòng)引起該電容的變化為0.01pF/秒（10%的電容變化量），這時(shí)就能產(chǎn)生1pA 的交流電流。

　　為了降低電場(chǎng)的影響，可以制作屏蔽將被測電路包圍起來(lái)。最容易制作的屏蔽形式為包圍被測電路的簡(jiǎn)單的金屬盒子或金屬網(wǎng)。屏蔽盒也可以在市場(chǎng)上買(mǎi)到。

　　圖2是一個(gè)屏蔽的例子。用導電材料制成的屏蔽總是連到靜電計或皮安計的低阻抗輸入端，或者連到SMU的LO輸出端（或公共端）。如果電路LO端對地浮空，則要采取特別的安全措施，避免人員觸及該屏蔽。

　　儀表HI端和被測裝置之間的電纜也需要屏蔽。用連接到LO端的金屬屏蔽將信號導體包圍起來(lái)，可以大大降低靜電噪聲源和信號導體或電纜之間的電容耦合，如圖3所示。有了這種屏蔽，由靜電電壓源和耦合電容產(chǎn)生的噪聲電流就經(jīng)過(guò)屏蔽流到地，而不再流過(guò)信號線(xiàn)。

　　總的說(shuō)來(lái)，遵守下列指導原則能夠盡量降低靜電耦合產(chǎn)生的電流：

　　* 使所有帶電物體（包括人員）和導體遠離測試電路的敏感區域。

　　* 在測試區域附近避免運動(dòng)和振動(dòng)。

　　* 當測量電流小于1nA時(shí)，將被測裝置用金屬閉合物包圍屏蔽起來(lái)，并將該閉合物連到測試電路的公共端。

　　屏蔽和保護

　　屏蔽通常意味著(zhù)使用金屬的閉合物來(lái)避免靜電干擾影響高阻抗電路。而保護意味著(zhù)使用保持在與高阻抗電路相同電位的附加的低阻抗導體來(lái)阻止可能的干擾電壓或電流。保護措施不一定提供屏蔽。