外场对通信线缆的瞬态响应分析及ESD放电电流的传输线理论分析

论文摘要

本文分为两部分,一以传输线理论为背景,分析了外场对通信电缆的时域响应;二把传输线理论应用于ESD发生器的放电电流波形模拟;同时对影响电子产品抗静电性能的因素进行了分析,并提出了电子产品抗静电的防护及改进措施。具体来说,本文主要做了以下工作:（1）多导体传输线理论分析外场与电缆间的耦合问题,时域有限差分法（FDTD）模拟通信电缆对外场的时域响应。根据模拟得到的电缆上电压电流的分布,对具有多根导线电缆采用单导线模型做近似处理,并计算了相应的电参数。结果表明,单导线模型处理所得结果和其他方法的结果符合的很好。该结论对实际应用有参考价值。（2）传输线理论分析了静电放电（ESD）发生器的放电过程,时域有限差分法（FDTD）模拟了放电电流,得到与IEC61000-4-2标准相符合的电流波形,并对影响电流波形的关键因素进行讨论。结果表明,静电放电发生器中电阻和连接线长度影响电流波形的上升时间;连接线的布置影响着电流波形的平滑性;不同的终端负载也对电流峰值有很大影响。该结论为静电放电发生器的设计提供了参考和建议。（3）电子词典在抗静电测试中,出现重置、显示屏变暗、LED显示屏有黑点、数据丢失、电子词典不能工作,就是把测试电压加的更低,电子词典仍旧不能工作等现象,文中对抗静电测试中出现的这些现象进行了分析,并提出了有效的改进措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 电磁兼容及其研究对象
• 1.2 静电防护与电磁兼容性
• 1.3 传输线理论及时域有限差分法
• 1.3.1 均匀传输线方程及时域有限差分法
• 1.3.2 有外场存在时多导体传输线方程及时域有限差分法
• 1.3.3 负载为状态变量时的传输线方程
• 1.4 本文主要工作
• 1.4.1 通信系统中的传输线理论
• 1.4.2 ESD电路的传输线理论建模及分析
• 1.4.3 实际电子产品的抗静电测试及改进措施
• 第二章 静电放电
• 2.1 引言
• 2.2 静电放电的产生及危害
• 2.2.1 静电的产生
• 2.2.2 静电危害—设备如何失效
• 2.3 静电放电模型介绍
• 2.3.1 带电体对器件的静电放电
• 2.3.2 带电器件对其它导体的静电放电
• 2.3.3 电场感应放电
• 2.3.4 人体金属模型（BMM）
• 2.4 静电放电发生器
• 2.4.1 静电放电发生器的放电方式
• 2.4.2 ESD放电发生器及放电电流波形
• 2.5 电子设备的静电防护保护方案
• 2.5.1 静电放电如何影响电子产品
• 2.5.2 电子产品的ESD防护设计
• 2.6 IEC61000-4-2电子产品测试标准
• 2.6.1 ESD发生器的放电方式
• 2.6.2 人体-金属ESD发生器的主要参数及放电电流波形
• 2.6.3 设备的抗静电测试
• 第三章 通信电缆的瞬态响应分析
• 3.1 引言
• 3.2 考虑瞬态接地阻抗传输线方程理论分析
• 3.3 模拟结果与讨论
• 3.3.1 多导线上感应电压的计算
• 3.3.2 单导线近似时感应电压的计算
• 3.4 传输线研究展望
• 第四章 ESD电流波形的传输线理论分析及电子产品的抗静电设计
• 4.1 引言
• 4.2 ESD发生器的电路建模与 ESD电流模拟
• 4.2.1 电路计算结果
• 4.2.2 PSPICE仿真结果
• 4.3 ESD发生器及其传输线模型
• 4.3.1 ESD发生器
• 4.3.2 传输线模型
• 4.4 传输线理论分析ESD电流波形倒数
• 4.4.1 ESD电流波形
• 4.4.2 传输线模型分析ESD电流波形导数
• 4.5 电子词典的抗扰度测试
• 4.5.1 设备的静电放电抗扰度试验
• 4.5.2 实例分析
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 工作展望
• 5.2.1 空间电磁场与电缆间的耦合
• 5.2.2 ESD发生器的传输线理论分析
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 致谢