一(yī)、前言
帶電(diàn)物(wù)體接近被測電(diàn)路(lù)的輸入端時,就(jiù)會(huì)發生(shēng)靜(jìng)電(diàn)耦合和幹擾。在低(dī)阻抗之下(xià),由于電(diàn)荷迅速消散,所以幹擾的影響不明顯。然而,高(gāo)阻材料不允許電(diàn)荷迅速衰減,就(jiù)可能(néng)産生(shēng)不穩定的測量結果。由于錯(cuò)誤的讀(dú)數可能(néng)由直流或交流靜(jìng)電(diàn)場引起,所以靜(jìng)電(diàn)屏蔽有助于盡量降低(dī)這種電(diàn)場的影響。
直流電(diàn)場可能(néng)産生(shēng)有噪聲的讀(dú)數或無法探測的誤差。實驗電(diàn)路(lù)附近的運動(例如,操作儀器(qì)人員(yuán)的運動或者在臨近區域裡(lǐ)的其它運動等)引起靜(jìng)電(diàn)計顯示讀(dú)數發生(shēng)波動,就(jiù)反映出這種場的存在。為(wèi)了迅速檢查幹擾的存在,在電(diàn)路(lù)附近放(fàng)置一(yī)個(gè)帶電(diàn)的塑料物(wù)體,如梳子等。儀表的讀(dú)數發生(shēng)大的變化就(jiù)說明屏蔽不夠完善。
交流電(diàn)場同樣會(huì)産生(shēng)麻煩。交流電(diàn)場常常由供電(diàn)電(diàn)源和RF場引起。如果輸入端的交流電(diàn)壓很大,其一(yī)部分信号被整流,于是在被測的直流信号中産生(shēng)了誤差。用示波器(qì)觀察靜(jìng)電(diàn)計或皮安計的模拟輸出,可以對此進行檢查。限幅的波形表明需要改進靜(jìng)電(diàn)屏蔽。
圖1示出一(yī)個(gè)交流靜(jìng)電(diàn)耦合的例子。在導體(例如電(diàn)纜或印制電(diàn)路(lù)闆上(shàng)的線)附近的靜(jìng)電(diàn)電(diàn)壓源會(huì)産生(shēng)正比于電(diàn)荷變化率和耦合電(diàn)容變化率的電(diàn)流。該電(diàn)流可以按下(xià)式來計算(suàn):
i=Cdv/dt +VdC/dt
例如,兩個(gè)面積為(wèi)1厘米2,在空氣中相(xiàng)距1厘米的導體,具有大約0.1pF的電(diàn)容。若兩個(gè)導體之間的電(diàn)壓差為(wèi)100V,由于振動引起該電(diàn)容的變化為(wèi)0.01pF/秒(miǎo)(10%的電(diàn)容變化量),這時就(jiù)能(néng)産生(shēng)1pA 的交流電(diàn)流。
為(wèi)了降低(dī)電(diàn)場的影響,可以制作屏蔽将被測電(diàn)路(lù)包圍起來。最容易制作的屏蔽形式為(wèi)包圍被測電(diàn)路(lù)的簡單的金屬盒子或金屬網。屏蔽盒也可以在市(shì)場上(shàng)買到(dào)。
圖2是一(yī)個(gè)屏蔽的例子。用導電(diàn)材料制成的屏蔽總是連到(dào)靜(jìng)電(diàn)計或皮安計的低(dī)阻抗輸入端,或者連到(dào)SMU的LO輸出端(或公共端)。如果電(diàn)路(lù)LO端對地浮空,則要采取特别的安全措施,避免人員(yuán)觸及該屏蔽。
儀表HI端和被測裝置之間的電(diàn)纜也需要屏蔽。用連接到(dào)LO端的金屬屏蔽将信号導體包圍起來,可以大大降低(dī)靜(jìng)電(diàn)噪聲源和信号導體或電(diàn)纜之間的電(diàn)容耦合,如圖3所示。有了這種屏蔽,由靜(jìng)電(diàn)電(diàn)壓源和耦合電(diàn)容産生(shēng)的噪聲電(diàn)流就(jiù)經過屏蔽流到(dào)地,而不再流過信号線。
總的說來,遵守下(xià)列指導原則能(néng)夠盡量降低(dī)靜(jìng)電(diàn)耦合産生(shēng)的電(diàn)流:
* 使所有帶電(diàn)物(wù)體(包括人員(yuán))和導體遠(yuǎn)離測試電(diàn)路(lù)的敏感區域;
* 在測試區域附近避免運動和振動;
* 當測量電(diàn)流小(xiǎo)于1nA時,将被測裝置用金屬閉合物(wù)包圍屏蔽起來,并将該閉合物(wù)連到(dào)測試電(diàn)路(lù)的公共端。
二、屏蔽和保護
屏蔽通(tōng)常意味著(zhe)使用金屬的閉合物(wù)來避免靜(jìng)電(diàn)幹擾影響高(gāo)阻抗電(diàn)路(lù)。而保護意味著(zhe)使用保持在與高(gāo)阻抗電(diàn)路(lù)相(xiàng)同電(diàn)位的附加的低(dī)阻抗導體來阻止可能(néng)的幹擾電(diàn)壓或電(diàn)流。保護措施不一(yī)定提供屏蔽。