【纯干货】排线对系统ESD抗扰度的影响

一、问题描述：

某玩具产品要求静电测试标准：接触±6KV，空气±8KV，但产品自身抗静电能力特别差，对USB端口每施加一次2KV的接触或空气放电时，产品都会死机。产品结构具体如下：

二、静电问题排除：

该产品有三块PCB，其中USB小板和开机按键板是通过排线与主板连接，通过排除法发现以下问题：

1、拔除开机按键小板排线，系统抗静电能力能得到很大提升；

2、USB小板上去除D+、D-、复位信号线，在排线上增加磁环，同时把小板“地”和主板“地”连接，系统抗静电能力也能大大提升。

具体处理如下：

三、静电导致产品死机原理分析：

（一）静电放电对设备产生的噪声形式分为辐射噪声和传导噪声。

1、辐射噪声是由放电之前静电场和放电电流激发的电磁场所产生的。主要问题是放电点“地”

到系统“地”平面回路经常阻抗不匹配，而这种阻抗不匹配将会产生驻波，在系统电缆的

周围产生电场和磁场分布，从而在信号线上感应出大的电压或电流，导致机器死机。

2、传导噪声包括静电引起直接电流注入和电磁场产品的感应电流，电流的变化而引起CPU工作异常死机。

3、解决办法：

使用屏蔽电缆，为了使屏蔽层起到更好的效果，屏蔽层的接地方式通常采用两端接地，电缆的裸露抽头部分的长度应小于100px

四、处理措施

1、去除不需要的功能信号D+、D-，在复位信号线增加104PF电容，小板双面做敷铜处理同时在排线上增加磁环；

2、开机按键小板双面敷铜，并且采用双端接地的屏蔽排线

五、思考与启示

一个正确设计的电缆保护系统可能是提高系统ESD抗扰度的关键；以下是电缆屏蔽层不同的搭接方式对ESD的影响。