按鍵原理與靜電相關(guān)

按鍵原理與靜電相關(guān)主講人：張福軍一、按鍵原理二、按鍵燈電路三、GPIO原理四、靜電原理目錄MT6236內(nèi)部集成了8行、8列矩陣式鍵盤掃描控制器，而且能夠同時檢測多個按鍵動作?；鶐?nèi)部的框圖如下：一、按鍵原理矩陣式鍵盤的原理可參考右圖。待機時，所有行線輸出低電平，列線由上拉電阻拉高為高電平。當(dāng)沒有鍵按下時，所有的列線都是高電平；而一旦有鍵按下（行、列短路）時，列線就會被拉低，CPU通過內(nèi)部中斷檢測到有鍵按下，則開始進行鍵盤掃描動作。假設(shè)我們將2鍵按下，KCOL1將變?yōu)榈碗娖?，但是由于KCOL1所在列的任何一個鍵按下都能使KCOL1被拉低，我們需要確定是哪一行有鍵按下。因此需要在行線輸出掃描信號，依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。我們一般將有掃描信號的一端稱為輸出口，另一端稱為輸入口。①按鍵鍋仔片設(shè)計時要求“外低內(nèi)高”，因此需要把行線作為外圈，列線作為內(nèi)圈。②按鍵在天線凈空區(qū)下方時需要串電感。按鍵應(yīng)用注意事項：按鍵燈電路呼吸燈電路二、按鍵燈電路三極管實現(xiàn)使用NPN三極管，注意VBAT陽極串接10Ω以上的限流電阻。系統(tǒng)恒流源實現(xiàn)注意驅(qū)動電流控制和陽極串接限流電阻。保證最大電流不超過10mA。按鍵燈電路AW2013支持3路單色LED或1組RGB驅(qū)動。LED采用共陽極恒流源模式，并支持PWM亮度調(diào)節(jié)。每路LED輸出最大電流為15mA，通過寄存器配置4級可調(diào)。LED控制支持PWM直接控制和一次編程模式，可輕松實現(xiàn)呼吸效果，在一次編程模式下，用戶可靈活設(shè)置呼吸的時間參數(shù)、亮度和呼吸次數(shù)，實現(xiàn)豐富/差異化的視覺效果。

呼吸燈控制原理

呼吸燈控制ICMTK平臺的PMU集成了多路電流源ISINK，每路均可獨立控制，在驅(qū)動代碼中有三種模式，分別是寄存器模式，PWM模式和呼吸燈模式。呼吸燈控制原理

系統(tǒng)自帶ISINKGPIO：GeneralPurposeInputOutput通用輸入/輸出下圖是GPIO內(nèi)部的示意圖：三、GPIO原理ESD原理、條件及特點靜電放電實驗配置介紹靜電測試方法以及判斷標(biāo)準(zhǔn)手機ESD設(shè)計四、靜電原理術(shù)語及定義靜電：物體表面過?；虿蛔愕撵o止的電荷.不同物質(zhì)的接觸、分離或相互摩擦，即可產(chǎn)生靜電ESD：ElectrostaticDischarge，即“靜電放電”的意思兩個具有不同靜電電位的物體，由于直接接觸或靜電場感應(yīng)引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場的能量達到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進行放電的現(xiàn)象靜電敏感度：元器件所能承受的靜電放電電壓靜電敏感器件(ESDS)：對靜電放電敏感的器件接地：電氣連接到能供給或接受大量電荷的物體，如大地等.ESD原理、條件及特點１．靜電是一種電能，它保留在物體表面，是正電荷與負電荷在局部范內(nèi)失去平衡的結(jié)果．靜電可有多種方法產(chǎn)生，如物體間的摩擦，電場感應(yīng)，介質(zhì)極化，帶電顆粒粘附等等2.靜電放電的條件是：首先有靜電存在，其次要有一定的途徑．也就是說當(dāng)帶電的物體與一些導(dǎo)體等接觸時或靠近時，電荷會找到一條途徑突然釋放掉，我們習(xí)慣叫靜電放電3.靜電放電的特點:高電位,強電場,瞬態(tài)大電流,寬帶電磁騷擾.

4.ESD對手機的影響：靜電場的強度取決于充電物體上的電荷數(shù)量及它與其它物體之間的距離。人體上的瞬間靜電會達到8～10kV，有時達到

12～15kV。靜電放電時，人體與手機之間的能量會轉(zhuǎn)移到集成電路內(nèi)部，在強電場的作用下，芯片會被擊穿，產(chǎn)生較大的電流，將手機內(nèi)的電子元件燒毀。靜電放電實驗配置介紹實驗室放電試驗的配置（一） 實驗室地板上要有一塊最小厚度為0.25mm的銅材或鋁材構(gòu)成的參考接地板（如用其它金屬板材,其厚度至少為0.65mm）。它的最小面積為1。但實際尺寸要取決于被試設(shè)備的外形尺寸，它在每一邊上至少要超出被試設(shè)備或試驗桌上水平耦合板0.5m，同時還要使它與保護接地系統(tǒng)相連。 被試設(shè)備要根據(jù)它的工作情況來連接，但被試設(shè)備與實驗室的墻壁和其它金屬物體之間至少要離開1m。用于間接放電的耦合板其材料與厚度應(yīng)和接地板是一致的，并通過每一端上均帶有470kΩ電阻的電纜與參考接地板相連接，這些電阻要經(jīng)得起放電電壓，同時當(dāng)電纜在接地板上的時候也不會引起短路。接地板要保護接地，如果不可能時，可直接接到被測設(shè)備的參考接地端子上。測試儀的放電返回電纜接到靠近被試設(shè)備的參考接地板上。如果被試設(shè)備是放在金屬桌上，那么這張桌子要經(jīng)過每一端都帶有470kΩ電阻的電纜再接到參考接地板上，以防止電荷的積累。實驗室試驗條件 如果是氣隙放電,則氣候條件應(yīng)在下例范圍內(nèi)： 環(huán)境溫度：15℃～35℃

相對濕度：30％～60％ 大氣壓力：68～106KPa

此外，實驗室中的電磁環(huán)境應(yīng)不影響測試結(jié)果。實驗室放電試驗的配置（二）靜電放電試驗方式靜電放電試驗有兩種方式：一種是直接放電，其中包括接觸放電和空氣（氣隙）放電。另一種是間接放電，其中包括水平藕合放電和垂直藕合放電。對被試設(shè)備的直接放電

試驗應(yīng)在正常操作時，操作人員可能觸摸到被試設(shè)備表面上的點和面進行。試驗電壓由小到大逐漸增加，最后增至所選定的嚴(yán)酷度等級。測試時采用單次放電。每點10次，每次放電后要間隔1秒后再做另一次放電。有時為了確定系統(tǒng)是否出錯，間隔時間取得稍長一點。對用于研究為目的的試驗，有時可以將放電速率用到每秒20次。放電中，放電槍要垂直于放電表面，這有助于提高測試結(jié)果的再現(xiàn)性。對被試設(shè)備的間接放電

對在被試設(shè)備附近的物體的靜電放電，可以用測試儀向耦合板的接觸放電來模擬。耦合板與被試設(shè)備的每一面(包括前、后、左、右和下方、共五個面)都是平行放置的，間隔為0.1m。在每一面上用最敏感的極性至少放電10次。另外，規(guī)定垂直耦合板的尺寸為0.5×0.5m2。直接/間接放電接觸/空氣放電接觸放電 放電電極應(yīng)該直接與被試設(shè)備接觸。如果在設(shè)備表面有涂層，而且制造廠也沒有說明這是絕緣層，那么放電可以透過涂層與導(dǎo)電基板放電。如果制造廠已說明這是絕緣層的，則在該表層應(yīng)采用氣隙放電，而不能使用接觸放電。空氣放電

放電電極的尖端要靠近被試設(shè)備表面來進行放電。每次放電后，放電電極要從被試設(shè)備上移開，然后才能再進行一次單次放電，直到規(guī)定的放電次數(shù)結(jié)束。放電方式以及頻次對導(dǎo)電表面采用直接接觸放電方式,對耦合平面采用間接接觸放電方式,對縫隙及絕緣表面采用空氣式放電方式采用單次放電方式,相鄰兩次放電的時間間隔至少1S如果沒有合適的直接接觸測試點,則可以最敏感的極性全部采用間接放電的方式實施放電在采用空氣室放電的測試點上,實施最少10次的單次放電(目前Dewav對每個放電點測試20次)，正負電荷都需要測試接觸放電時,放電電極的尖端應(yīng)在打開放電開關(guān)之前接觸放電點空氣放電時放電電極的圓頭尖端應(yīng)盡可能快地接近放電點測試時需要插SIM卡和手寫筆,裝上電池,插上充電器,在撥號的模式下測試;每次放電之后,應(yīng)將發(fā)生器地放電電板移開,將放電點上地電荷放掉后然后重新觸發(fā),進行新的單次放電放電時垂直方向測試,便于測試結(jié)果容易復(fù)現(xiàn)空氣式放電頭

接觸式放電頭

ESD波形

電流上升時間僅為1NS,產(chǎn)生頻譜帶寬高達1GHz

電流上升時間僅為1NS,產(chǎn)生頻譜帶寬高達1GHz＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋放電電流I放電電流ESD測試判定標(biāo)準(zhǔn)Page11ESD測試標(biāo)準(zhǔn)靜電放電抗騷擾試驗標(biāo)準(zhǔn)：IEC61000－4－2（GB/T17626.2）

測試等級：

接觸放電

空氣放電等級電壓（KV）電壓（KV）1

2

22

4

43

6

84

8

15*

特定

特定手機ESD設(shè)計ESD設(shè)計三大重點結(jié)構(gòu)設(shè)計SCH設(shè)計PCB設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計“堵”的方法。盡量增加殼體的厚離，即增加外殼到電路板之間的距離，或者通過一些等效方法可以增大外殼到內(nèi)部電路之間氣隙的距離，從而使ESD的能量大大減弱。根據(jù)經(jīng)驗，8kV的ESD在經(jīng)過4mm的距離后能量一般衰減為零。

屏蔽罩結(jié)構(gòu)設(shè)計“導(dǎo)”的方法，也就是接地的概念。將外殼上一些不好堵的器件，裝飾件或殼體，通過合理的接地，有效的將設(shè)置放電路徑，來達到ESD保護的效果導(dǎo)的材料：導(dǎo)電布，銅皮，泡棉，彈片…導(dǎo)的有效性：接地數(shù)量，接地阻抗…導(dǎo)的方式結(jié)構(gòu)設(shè)計預(yù)留結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)ESD結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則是：首先是盡量不讓ESD進入殼體內(nèi)部，最大限度地減弱其進入殼體的能量。對于進入殼體內(nèi)部的ESD盡量預(yù)留接地措施將其從GND導(dǎo)走，不讓其危害電路的其它部分SCH設(shè)計SCH設(shè)計關(guān)鍵：結(jié)合結(jié)構(gòu)堆疊，針對可能受到外部ESD干擾的地方，考慮增加ESD防護器件器件選型，需要考慮關(guān)鍵器件的ESD性能如:雙卡切換芯片6302ESD防護器件壓敏電阻（MOV）它是陶瓷元件，將氧化鋅和添加劑在一定條件下“燒結(jié)”，電阻受電壓的強烈影響，其電流隨著電壓的升高而急劇上升。壓敏電阻內(nèi)部發(fā)熱量很大，其缺點是響應(yīng)速度慢，性能會因多次使用而變差，極間電容大。瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）它是半導(dǎo)體器件，由于其最大特點是快速反應(yīng)（1ns～5ns）、非常低的極間電容（1pf～3pf），很小的漏電流（1μA）和很大的耐流量，尤其是其結(jié)合芯片的方式，非常適合各種接口的防護PCB設(shè)計PCB設(shè)計是一個手機ESD性能最重要的部分！PCB設(shè)計的基本原則：合理的器件布局：盡可能的將器件特別是ESD敏感器件放入屏蔽罩合理的走線：如ESD器件的走線有效性，重要走線本身的走線保護合理的GND布局：在整個PCB上GND的合理分