如何减少静电干扰？静电屏蔽电路提供解决方案

简介：
本文探讨了静电对电子设备的影响，并介绍了一种有效的静电屏蔽电路设计方法，以降低静电干扰。 静电干扰是电子电路设计中的常见问题，尤其是在高精度测量和敏感电路中。本段落主要探讨了如何通过静电屏蔽技术来减少这种干扰。静电干扰通常由带电物体与被测电路之间的静电耦合引起，在高阻抗条件下尤其明显，因为累积的电荷会导致测量结果不稳定。 直流电场和交流电场均可能导致静电干扰。直流电场会引起噪声读数或误差；而交流电场则可能来自电源和射频（RF）信号源，当输入端的交流电压被整流后会混入到直流信号中造成误差。检测静电干扰的一个简单方法是将带电物体如塑料梳子靠近电路，如果仪表读数显著变化，则说明屏蔽不足。 对于交流电场的影响可以通过观察仪表的模拟输出来判断，例如看到限幅波形时意味着存在干扰。在系统管理单元（SMU）中，可以在保护端和公共端之间连接示波器以检查交流干扰情况，并且可以使用图2-43所示的方法展示静电耦合导致的交流电流。 为了减轻电场影响，最常用的是采用静电屏蔽技术，例如用金属盒子或金属网包围被测电路。这种屏蔽应当由导电材料制成并应连接到仪表的低阻抗输入端（如静电计或皮安计的LO端）或者SMU的LO输出端。如果LO端浮空，则需特别注意安全以避免人体接触屏蔽。 此外，信号线也需要进行屏蔽处理，通过将信号导体包裹在与公共地电位相同的金属屏蔽层内来减少噪声电流的影响。降低静电耦合电流的关键原则包括： 1. 保持所有带电物体（如操作人员）远离测试电路的敏感部分。 2. 减少测试区域内的运动和振动。 3. 对于测量小于1nA的设备，使用完全封闭式的金属屏蔽物并将其连接到公共地端。 静电屏蔽与保护是两种相关但不同的策略。屏蔽主要通过封闭式导电结构防止外部干扰影响高阻抗电路；而保护则是利用附加低电阻路径（保持相同电压位）以阻止潜在干扰源的影响进入敏感电路区域，尽管它不提供完整的屏蔽效果但它能确保在可能的干扰前保持稳定。 理解和应用静电屏蔽原理对于减少静电干扰至关重要，尤其适用于精密测量和模拟电路设计。通过有效的屏蔽设计可以显著提升电子系统的可靠性和精确度。