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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

作　者: 刘素玲
导　师: 高攸纲
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 传输线理论时域有限差分法感应电压静电放电静电放电发生器电子词典
分类号: TN01
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-13
第一章绪论  13-22
  1.1 电磁兼容及其研究对象  13
  1.2 静电防护与电磁兼容性  13-14
  1.3 传输线理论及时域有限差分法  14-18
    1.3.1 均匀传输线方程及时域有限差分法  15-16
    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  16-17
    1.3.3 负载为状态变量时的传输线方程  17-18
  1.4 本文主要工作  18-22
    1.4.1 通信系统中的传输线理论  18-19
    1.4.2 ESD电路的传输线理论建模及分析  19-20
    1.4.3 实际电子产品的抗静电测试及改进措施  20-22
第二章静电放电  22-45
  2.1 引言  22-23
  2.2 静电放电的产生及危害  23-25
    2.2.1 静电的产生  23-24
    2.2.2 静电危害—设备如何失效  24-25
  2.3 静电放电模型介绍  25-26
    2.3.1 带电体对器件的静电放电  25
    2.3.2 带电器件对其它导体的静电放电  25-26
    2.3.3 电场感应放电  26
    2.3.4 人体金属模型(BMM)  26
  2.4 静电放电发生器  26-30
    2.4.1 静电放电发生器的放电方式  27
    2.4.2 ESD放电发生器及放电电流波形  27-30
  2.5 电子设备的静电防护保护方案  30-39
    2.5.1 静电放电如何影响电子产品  30-31
    2.5.2 电子产品的ESD防护设计  31-39
  2.6 IEC61000-4-2电子产品测试标准  39-45
    2.6.1 ESD发生器的放电方式  39-40
    2.6.2 人体-金属ESD发生器的主要参数及放电电流波形  40-42
    2.6.3 设备的抗静电测试  42-45
第三章通信电缆的瞬态响应分析  45-57
  3.1 引言  45
  3.2 考虑瞬态接地阻抗传输线方程理论分析  45-50
  3.3 模拟结果与讨论  50-55
    3.3.1 多导线上感应电压的计算  50-53
    3.3.2 单导线近似时感应电压的计算  53-55
  3.4 传输线研究展望  55-57
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  57-85
  4.1 引言  57
  4.2 ESD发生器的电路建模与 ESD电流模拟  57-68
    4.2.1 电路计算结果  58-65
    4.2.2 PSPICE仿真结果  65-68
  4.3 ESD发生器及其传输线模型  68-75
    4.3.1 ESD发生器  68-70
    4.3.2 传输线模型  70-75
  4.4 传输线理论分析ESD电流波形倒数  75-79
    4.4.1 ESD电流波形  76
    4.4.2 传输线模型分析ESD电流波形导数  76-79
  4.5 电子词典的抗扰度测试  79-85
    4.5.1 设备的静电放电抗扰度试验  79-82
    4.5.2 实例分析  82-85
第五章结论与展望  85-89
  5.1 主要结论  85-86
  5.2 工作展望  86-89
    5.2.1 空间电磁场与电缆间的耦合  86-87
    5.2.2 ESD发生器的传输线理论分析  87-89
参考文献  89-95
攻读学位期间发表的学术论文目录  95-96
致谢  96

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

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