中心議題：

• 手機靜電放電抗擾度的方法及要求
• 手機ESD失效對策

1 引言

手機作為無線通信產品中應用最廣泛

、最貼近人民生活的數字蜂窩通信產品，在國內是人們主要的通信工具。因(yin)此(ci)
，為(wei)保(bao)證(zheng)手(shou)機(ji)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)能(neng)，解(jie)決(jue)手(shou)機(ji)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)問(wen)題(ti)
，使(shi)得(de)手(shou)機(ji)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)測(ce)試(shi)顯(xian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)。本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)了(le)手(shou)機(ji)靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)測(ce)試(shi)的(de)要(yao)求(qiu)和(he)方(fang)法(fa)， 總結分析了手機靜電放電抗擾度試驗的主要失效現象和模式， 可供手機靜電放電抗擾度試驗及提高手機抗靜電能力設計時參考。

2 手機靜電放電抗擾度的方法及要求

雖(sui)然(ran)在(zai)進(jin)行(xing)不(bu)同(tong)製(zhi)式(shi)的(de)手(shou)機(ji)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)測(ce)試(shi)時(shi)
，可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)的(de)行(xing)業(ye)標(biao)準(zhun)，但(dan)依(yi)據(ju)的(de)基(ji)礎(chu)標(biao)準(zhun)是(shi)相(xiang)同(tong)的(de)。對(dui)手(shou)機(ji)進(jin)行(xing)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)測(ce)試(shi)，出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)的(de)主(zhu)要(yao)項(xiang)目(mu)有(you)：靜電放電抗擾度、電快速瞬變脈衝群抗擾度、傳導騷擾和輻射騷擾。以下主要針對900/1 800 MHz GSM 手機的靜電放電抗擾度試驗及其問題展開討論。

電磁兼容測試中靜電放電抗擾度（ESD）抗擾性是產品的一個關鍵指標，也是產品主要不合格項目之一。ESD 抗kang擾rao性xing低di時shi，產chan品pin不bu適shi用yong於yu相xiang對dui濕shi度du低di的de環huan境jing使shi用yong
，也ye不bu可ke避bi免mian地di會hui影ying響xiang產chan品pin的de性xing能neng指zhi標biao，產chan品pin更geng容rong易yi損sun壞huai，導dao致zhi用yong戶hu對dui產chan品pin的de認ren可ke度du下xia降jiang。因yin此ci手shou機ji的deESD 抗擾性已成為產品的主要指標之一。

手機ESD 測試實驗布置如圖1 所示。

2.1 手機工作狀態
手機在電磁兼容測試過程中
，有兩種典型的工作狀態，即專用模式（通話狀態） 和空閑模式（待機狀態）。

a） 專用模式
被測手機與基站模擬器通過空間鏈路建立並保持通信連接，通過把ARFCN 設置為一個適當的值來選定射頻輸入信號頻率。例如：對於GSM 900MHz，可選擇60~65 之間的值。基站模擬器命令被測手機工作在最大的輸出功率電平下。手機分別工作在充電狀態和電池供電狀態並進行ESD 抗擾度試驗。

當要求被測手機處於專用模式時，應滿足下列條件：
1） 被測手機工作在最大的發射功率情況下；
2） 監視下行鏈路的RXQUL；
3） 在測試之前，下行鏈路和上行鏈路的語音輸出信號的參考電平都應記錄在測試儀器中（把被測手機的音量設成額定音量或中等音量）；
4） 被測手機下行鏈路的語音信道輸出信號在ERP 處的電平應通過測量SPL 來評估；
5） 在基站模擬器的模擬輸出口測量手機上行語音信道輸出的譯碼後的信號電平（使被測手機的麥克風拾取的外來背景噪聲達到最小）。

b） 空閑模式
被測手機與基站模擬器通過空間鏈路連接，BCCH 信道激活
，被測手機與基站模擬器保持同步，處於待機狀態，手機分別工作在充電狀態和電池供電狀態進行ESD 抗擾度測試。

ESD 抗擾度測試是模擬手機在遭受到ESD 時(shi)其(qi)性(xing)能(neng)是(shi)否(fou)會(hui)下(xia)降(jiang)或(huo)失(shi)效(xiao)
，放(fang)電(dian)分(fen)為(wei)直(zhi)接(jie)放(fang)電(dian)和(he)間(jian)接(jie)放(fang)電(dian)兩(liang)類(lei)。對(dui)導(dao)電(dian)表(biao)麵(mian)采(cai)用(yong)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)放(fang)電(dian)的(de)方(fang)式(shi)，對(dui)絕(jue)緣(yuan)表(biao)麵(mian)采(cai)用(yong)空(kong)氣(qi)放(fang)電(dian)方(fang)式(shi)。接(jie)觸(chu)放(fang)電(dian)為(wei)首(shou)選(xuan)形(xing)式(shi)，隻(zhi)有(you)在(zai)不(bu)能(neng)用(yong)接(jie)觸(chu)放(fang)電(dian)的(de)地(di)方(fang)（如表麵塗有絕緣層，手機非金屬鍵盤縫隙等情況）才改用空氣放電。
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2.2 測試過程中的性能監測
專用模式：被bei測ce手shou機ji與yu基ji站zhan模mo擬ni器qi建jian立li並bing保bao持chi通tong信xin連lian接jie
，在zai加jia擾rao過guo程cheng中zhong，觀guan察cha被bei測ce手shou機ji是shi否fou維wei持chi通tong信xin連lian接jie。整zheng個ge加jia擾rao過guo程cheng結jie束shu後hou，觀guan察cha被bei測ce手shou機ji是shi否fou仍reng能neng保bao持chi通tong信xin連lian接jie，是shi否fou能neng正zheng常chang工gong作zuo
，有you無wu用yong戶hu可ke察cha覺jiao的de通tong信xin質zhi量liang的de降jiang低di，有you無wu用yong戶hu控kong製zhi功gong能neng的de喪sang失shi或huo存cun儲chu數shu據ju的de丟diu失shi。

空閑模式：觀(guan)察(cha)手(shou)機(ji)是(shi)否(fou)誤(wu)操(cao)作(zuo)，試(shi)驗(yan)結(jie)束(shu)後(hou)，觀(guan)察(cha)被(bei)測(ce)手(shou)機(ji)是(shi)否(fou)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)

，有(you)無(wu)用(yong)戶(hu)可(ke)察(cha)覺(jiao)的(de)通(tong)信(xin)質(zhi)量(liang)的(de)降(jiang)低(di)，有(you)無(wu)用(yong)戶(hu)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)的(de)喪(sang)失(shi)或(huo)存(cun)儲(chu)數(shu)據(ju)的(de)丟(diu)失(shi)。

具體試驗點和試驗條件見表1。

表1 手機ESD 試驗點和試驗條件

2.3 ESD 測試導致手機失效的現象
ESD 測試產生失效的現象有兩種：一種是永久性失效，即導致手機損壞；另一種是軟失效
，即測試結束後或重新啟動手機後失效的功能可以恢複。

ESD 測試過程中手機軟失效的現象有：
1） 手機自動關機
，重啟後能恢複工作；
2） 手機通話中斷；
3） 手機自動重啟
；
4） 手機死機
，重啟後可恢複工作；
5） 屏幕顯示異常，如屏幕顯示白屏、黑屏
、屏幕顯示模糊
、屏幕出現亂碼、或屏幕出現條紋等；
6） 觸摸屏功能或按鍵功能喪失
；
7） 軟件出現錯誤提示
，如在充電器沒有插拔的情況下屏幕頻繁提示

，“充電器已移除，充電器已連接”；
8） 測試過程中通話質量降低
，聲音消失或斷續或出現嘯叫聲等。

ESD 導致手機損壞的現象有：
1） 自動關機後不能再次開機；
2） 由於部分器件損壞
，手機的某些功能已無法恢複
；
3） 處於充電狀態測試時，充電器發生損壞甚至爆炸等現象。

筆者試驗了213 批次手機
，其中ESD 試驗不合格的有41 批次，不合格比例為19.2 %。試驗結果表明，ESD 抗擾性是電磁兼容測試主要不合格項目之一。試驗中失效最多的工作狀態為充電、專用模式，放電模式為空氣放電；失效點多集中在按鍵
、接縫和LCD 顯示屏
；出現失效現象頻率由高到低依次為：通話中斷；通話中斷
，手機轉充電狀態；手機自動重啟
；死機，重啟後可恢複工作；試驗過程中充電器壞或爆炸；死機，試驗後不能恢複工作

；實驗中白屏、死機、試驗後不能恢複工作等。

3 ESD 失效對策

手機ESD shiyanbuhege，dabufenshikehuifudezanshixinggongnengshixiao，zhexieshixiaoyushoujikangjingdianshejimiqiexiangguan
，weiletigaoshoujidekangjingdiannengli，keyicongyixiajigefangmianjinxinggaijin：

1） 從結構接地保護方麵考慮
，最好能實現多點接地
，間隙要小。接地點應盡可能地多，縮短接地線長度
，結構應盡可能地密封；
2） 敏感元件遠離縫隙或固定開孔；
3） 選用抗靜電等級較高的器件；
4） 加大塑膠墊的麵積，加長靜電幹擾路徑
，削減ESD 對線路的影響；
5） 保持地電流遠離敏感電路及有關線路
；
6） 對於敏感器件，通過使用保護器件（如TVS
、ESD 防護器件） 來加強保護；
7） 保持敏感器件與靜電源隔離
；
8） 減少回路麵積
，電源與地盡可能地近，走線盡可能地短，信號線盡可能地靠近地線。

4 結束語

ESD 是造成手機工作失常或功能失效的一個重要原因，ESD 抗擾性直接影響到手機對環境的適應性、手機的性能以及品牌形象等。生產商通過重視和加強手機的ESD 抗擾性，可提高產品的競爭能力
，提升品牌形象，從而創造更高的效益。

本文介紹了手機電磁兼容測試標準及手機ESD 測試要求、方法和手機ESD 抗擾度試驗的主要失效現象
、模式的分析，明確了電磁兼容測試中ESD 抗擾性是影響手機合格的一個關鍵指標。希望本文能對關心手機的ESD 抗擾性的生產廠家和設計人員有所幫助，同時也引起那些對ESD 抗擾性不太了解的生產廠家和設計人員的重視。