Защита от электростатического разряда для аналоговых сигналов

У меня есть плата, на которой выводы микроконтроллера напрямую выходят на контактный разъем. Я совершенно уверен, что во время тестирования плата не будет находиться в безопасной среде от электростатического разряда.

Я решил получить довольно стандартные диоды ESD и поместил их на все цифровые контакты. У них есть емкость в пФ, поэтому не должно быть никаких искажений.

Мой вопрос в том, можно ли размещать диоды ESD на аналоговых входах микроконтроллера. Есть ли способ уменьшить точность этих входов?

В прошлом мне говорили избегать использования диодов ESD для очень высокоскоростных сигналов (в моем случае это был MIPI-DSI), так как очень низкая емкость может стать существенной. Мне просто интересно, есть ли другие случаи (аналоговые входы являются одним из них), где следует принять во внимание эту проблему?

Спасибо!

Ответы (3)

Прежде всего, я хотел бы подчеркнуть, что все чипы микроконтроллеров уже имеют встроенную защиту от электростатического разряда, без которой с ними было бы практически невозможно работать.

Но это действительно хорошая идея — добавить дополнительную защиту контактам, к которым можно прикасаться снаружи и/или взаимодействовать с другими платами и т. д.

Вы можете просто обращаться с аналоговыми выводами так же, как с цифровыми, и добавить такую ​​же защиту. При нормальной работе дополнительные устройства ESD не проводят ток и поэтому не могут повредить сигнал. Точность нисколько не снизишь. Еще раз позвольте мне отметить, что контакты уже будут иметь защиту от электростатического разряда внутри чипа. Обычно это такая схема:

введите описание изображения здесь

Два диода слева — это дополнительные внешние диоды, а не параллельные с двумя встроенными диодами.

Только для очень высокочастотных сигналов аналоговая или цифровая (например, MIPI) защита от электростатического разряда может влиять на работу. Но очень часто кабели и печатные платы добавляют большую емкость, чем небольшие устройства защиты от электростатического разряда.

Не будут ли на него влиять очень слабые аналоговые сигналы? Утечки в диодах?
Определите «действительно маленький», в общем случае вы не будете подавать «действительно маленький» и легко искажаемый сигнал непосредственно на аналоговый вход MCU. Вы бы сначала усилили сигнал. Также диодная утечка представляет собой ток , и обычно микроконтроллеры имеют входы напряжения. Также утечка является постоянным током, а не сигналом. Если шум диода ESD является проблемой, то ваш сигнал слишком мал и/или имеет слишком высокий уровень импеданса, поэтому его следует сначала усилить и/или буферизовать.
Встроенная защита от электростатического разряда обычно предназначена только для защиты от электростатических разрядов, которые могут произойти во время производства. Почти всегда бывает недостаточно для обработки событий, происходящих в полевых условиях, когда узел схемы доступен для человеческого контакта или к нему подключены или отключены кабели.

Если сигналы, подаваемые на ваши аналоговые входы, очень малы, вы должны знать, что диод ESD будет иметь свой ток утечки (наноампер или микроампер), и это будет создавать дробовой шум, особенно когда на входе есть высокое постоянное смещение.

Обычно это решается путем усиления и/или буферизации слабого/слабого сигнала до того, как он достигнет каких-либо длинных проводов и/или защиты от электростатического разряда. Подача малых/слабых сигналов напрямую (без буферизации) в микроконтроллер вызывает проблемы. Опытные схемотехники так не делают, потому что это прямой путь к катастрофе. После буферизации утечка диода не имеет значения, так как буфер будет форсировать напряжение вне зависимости от утечки или шумового тока от диода ESD.
Защита от электростатического разряда @Bimpelrekkie должна быть на узле схемы, доступном для внешнего мира. Ставить его после усилителя нецелесообразно.
@ThePhoton Вот как я представлял себе установку: датчик => усилитель => разъем => кабель => разъем для другой платы => защита от электростатического разряда => MCU. т.е. усилитель на другой плате

На самом деле, для высокоскоростных сигналов существуют диоды ESD с малой емкостью. Но диоды TVS, возможно, то, что вам нужно.

Защита от электростатического разряда для аналоговых сигналов
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v