1靜電放電問題的具體分析

 

(1)通話中斷：造成通話中斷的主要原因是靜電放電對手機內部的射頻電路和/或基帶電路造成影響，造成了通信信噪比的下降，信號同步出現(xiàn)問題，從而造成通話中斷。結構設計不合理也可能導致通話中斷。靜電放電試驗中需要使用較大面積的金屬材質的水平耦合板，手機與水平耦合板之間僅放置一個厚度為0.5 mm的絕緣墊。當天線或者大面積的金屬部件距離這個水平耦合板距離過近時，可能產(chǎn)生相互耦合，導致移動電話機實際能達到的靈敏度大大下降，進行靜電試驗時通話更容易中斷，嚴重時即使不施加靜電干擾移動電話機都無法保持通話。

(2)自動關機或重啟：基帶電路的復位電路受到靜電的干擾導致手機誤關機或重啟。

(3)手機失效或損壞：靜電放電過程中高電壓和高電流導致器件的熱失效或者絕緣擊穿。也可能受到靜電放電過程中的強電磁場影響導致器件暫時失效。

(4)軟件故障：靜電干擾信號被當作有用信號被處理，導致操作系統(tǒng)誤響應。

 

2靜電放電問題的改進建議

 

(1)在設計方案上考慮靜電放電問題

盡量選擇靜電敏感度等級高的器件;器件與靜電源隔離;減少回路面積(面積越大，所包含的場流量越大，其感應電流越大)。具體的措施可能包括：走線越短越好;電源與地越接近越好;存在多組電源和地時，以格子方式連接;太長的信號線或電源線必須與地線交錯布置;信號線越靠近地線越好;所有的組件越近越好;同一特性器件越近越好;接地平面設計：盡量在PCB上使用完整的地平面;PCB接地面積越大越好;不要有大的缺口;PCB的接地線需要低阻抗且要有良好的隔離;電源、地布局在板中間比在四周好;在電源和地之間放置高頻旁路電容;保護靜電敏感的元器件。

 

(2)出現(xiàn)靜電問題后的整改建議針對上述靜電放電問題，需要采取以下步驟進行整改。

a)嘗試直接放電和間接放電、空氣放電和接觸放電，確認耦合路徑;

b)從不同方向放電，觀察現(xiàn)象有何不同，確定所有的放電點和放電路徑;

c)從低到高，在不同電壓下進行試驗，確定手機在哪個電壓范圍內出現(xiàn)不合格現(xiàn)象;

d)多試驗幾臺樣機，分析共性，確認失效原因;

e)根據(jù)耦合路徑、不合格現(xiàn)象、放電路徑，判斷相關的敏感器件;

f)針對敏感器件制訂解決方案;

g)通過試驗驗證、修正解決方案。

 

整改中具體可采用以下措施。對于機殼縫隙、按鍵、FPCB的問題可用介質隔離的方式來處理;對于攝像頭、麥克風、聽筒等問題可以通過介質隔離、加強接地等方式來處理;具有屏蔽殼的芯片可以通過加強屏蔽效果、屏蔽殼加強接地的方式來處理;對于接口電路、關鍵芯片的引腳，要通過使用保護器件(如TVS管，ESD防護器件)來加以保護;·對于軟件的故障，可以通過增加一些邏輯判斷來正確檢測和處理告警信息的方式來改善。

 

3輻射騷擾傳導騷擾相關問題分析

 

輻射騷擾與傳導騷擾測試，是在使用充電器為手機充電，同時手機保持通信狀態(tài)以及最大發(fā)射功率情況下，進行的電磁兼容測試。測試的結果是手機與充電器聯(lián)合工作的情況下的測試結果。不合格的原因可能是充電器造成的，也可能是手機本身造成的，也可能是手機與充電器聯(lián)合工作時兼容性不好而不合格。

 

產(chǎn)生問題的原因可能有以下幾個方面。

• 充電器和手機在最初的設計階段沒有充分的考慮電磁兼容性能;

• 在設計時，沒有針對輻射騷擾和傳導騷擾的電磁兼容性進行設計并采取相應的對策;

• 充電器和手機選用的元器件的電磁兼容性不好或質量達不到要求;

• 手機在選用充電器時，沒有充分考慮手機和充電器間的電磁兼容性及手機和充電器的匹配性，手機是非線性負載，在振鈴及通話時，如果電池電量不足而進行充電時，耗費的能量很大，會有很大的沖擊電流，這樣如果選用的充電器不匹配或輸出電流過小，測試過程中會造成充電器滿負荷工作或超負荷工作而產(chǎn)生電磁兼容問題，更嚴重甚至會產(chǎn)生安全問題。另外如果充電不正常，也會造成手機器件不正常工作而產(chǎn)生電磁兼容問題。充電器和手機間的相互干擾也會造成測試結果超標;

• 在進行測試前，手機和充電器沒有配合進行電磁兼容預測試，充電器有可能單獨使用負載做了電磁兼容測試，測試的結果不能反應與手機共同測試的結果。

 

4輻射騷擾傳導騷擾相關問題的改進建議

 

 

(1)在設計階段要充分考慮電磁兼容特性，合理考慮電路板的接地設計，應保持接地環(huán)路盡量小，使用網(wǎng)格接地，信號線或電源線盡量與地線靠近。設計過程中，對充電器和手機的充電端口采取濾波措施，對輻射發(fā)射敏感元器件采取屏蔽措施，增加屏蔽罩。

 

(2)選擇質量好，電磁兼容特性好的元器件。

(3)優(yōu)化器件的位置、布局和布線。器件布局一直按照功能和器件類型來對元器件進行分組，例如，對既存在模擬電路、又存在數(shù)字器件的電路板，可將器件按工作電壓、頻率進行分組布局;對給定的產(chǎn)品系列或電源電壓，可按功能對器件進行分組。器件分組布局完畢后，必須根據(jù)元器件組電源電壓的差別，將電源層布置在各器件組的下方。

 

如果有多層地，那么就必須把數(shù)字地層緊貼數(shù)字電源層，模擬地緊貼模擬電源層，模擬地和數(shù)字地要有一個共地點。通常，電路中存在A/D或D/A器件，這些轉換器件同時由模擬和數(shù)字電源供電，因此要將轉換器放置在模擬電源和數(shù)字電源之間。如果數(shù)字地和模擬地是分開的，它們將在轉換器匯合。

 

當電路板按照器件系列和電源電壓分組時，組內信號的傳送不能跨越另外的器件組，如果信號跨過界限，就不能與其回流路徑緊密耦合，這樣會增大電路的環(huán)路面積，從而使電感增加，電容減小，進而導致共模和差模干擾的增加。電路板設計過程中要避免出現(xiàn)各種隔離帶。

 

雖然相距很近的一排通孔并不違反設計規(guī)則，但是，在電源層和地層上過多的通孔有時相當于開出一條隔離帶，要避免在該區(qū)域內布線，例如，一個3 ns的信號回路如果偏離其信號源路徑0.40英寸，則過沖/欠沖和感生串擾會大增，足以使電路工作出現(xiàn)異常，并同時增加差模和共模干擾。

 

(4)充分考慮充電器與手機的兼容性和匹配性。充電器的輸出電流應大于手機的峰值電流。在選擇匹配的充電器前，應使用相應的充電器配合手機進行輻射騷擾和傳導騷擾預測試，驗證兩者間的電磁兼容特性，選擇電磁兼容特性好的充電器。

 

(5)后期整改措施
對測試結果進行分析，聽取電磁兼容測試工程師的建議。對于輻射騷擾測試，通過試驗確認是充電器對測試結果的影響大還是手機的影響大。一般如果是低頻超出限值，則是充電器的影響大些，如果是高頻則可能手機的影響大;傳導騷擾測試也要確認哪個影響是主要因素。

 

如果充電器的影響為主要因素，首先確認充電器的各個器件是否正常工作;如果是某個器件有問題，先更換相應的器件后再進行測試。增加濾波電容或改進相應的濾波電路，對輻射騷擾和傳導騷擾都會有改進。

 

如果確認是手機的問題，確定超出頻率的來源，對相應的器件進行屏蔽處理：加強屏蔽特性;改進屏蔽的接地;增加相應的濾波電容或對濾波電路進行調整;改進相應的匹配電路減少諧波或混頻干擾;加強手機的充電電路的濾波和接地，等等。

 

使用好的充電線纜，建議使用兩端都能接地的屏蔽線纜。在手機側或充電器側加鐵氧體磁環(huán)，對于輻射騷擾可能會有一定的改進，對于傳導騷擾有時影響不大，要根據(jù)測試的頻率，選擇磁環(huán)的相應頻率。

 

綜上所述，對于輻射騷擾和傳導騷擾，應把握以下原則：
a)注重設計階段的電磁兼容設計;
b)注重充電器和手機的匹配;
c)選擇優(yōu)良的元器件。

 

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