【導讀】最近基于定位的物聯網應用鋪天蓋地,作者也研究了下市場上普遍應用SIM868這個無線模塊的應用,已經應用在共享單車上了,發現了他的強大功能之外,其參考設計的ESD控制設計比較合理,本文基于此模塊的ESD控制逐一做些分解,科普下ESD在通信應用的重要性和一些方案。
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首先看到這個模塊的功能框圖,雖然個頭很小,但是功能卻非常強大,所以對周邊參考設計電路也比較周全。
規格書也詳細說明了通信接口必須考慮靜電ESD放電,接下來看各接口推薦保護電路。
SIM 卡接口2個
GSM/GNSS天線接口
Audio 接口包含麥克和揚聲器
SD 卡接口
USB 接口
通用串口
I2C 接口
1、SIM卡靜電保護
這個模塊集成2個SIM卡,所以推薦一種器件能同時保護6路信號的集成ESD器件。
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ESDA6V1W6 是SOT-363 5V 同時保護5路信號的低容值ESD器件,由于信號接口集中,所以比分立器件使用更加便于布置。
2、GSM天線靜電保護
對于天線的高頻信號保護,可以采用0402或0201的超低電容 ESD器件PESD0542U015,可以節約布板空間,且因為0.05PF的電容,可以保證高頻、高速信號的完整傳輸。
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3、SPEAKER揚聲器靜電保護
對于揚聲器的靜電保護,可以采用0402或0201的超低電容 ESD器件PESD0542U015,可以節約布板空間,且因為0.05PF的電容,可以保證此模擬信號的完整傳輸。
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4、Microphone靜電保護
Microphone和揚聲器的應用類似,采用PESD0542U015
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5、SD卡靜電保護
SD卡重點保護data數據線和CLK,要確保選擇的ESD器件是低容值和小封裝的產品:LC0504F SOT-563
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6、USB靜電保護
此模塊USB經常用來配置數據,插拔容易被靜電損壞,本方案可以采用分立器件或者集成器件,但要確保選擇的器件結電容小于3PF。
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LC05CI SOD-323 5V 單路 Cj=1pf
SR05 SOT-143 5V 多路 Cj=1pf
7、GPIO靜電保護
對于普通的IO口的靜電防護,因為其速率較低,采用普通的TVS器件即可滿足8KV的防護需求。
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結語:模塊雖小,接口眾多,靜電威脅無處不在,但是針對各接口的特性,設計不同的靜電保護方案,選擇合適的ESD器件,可以花較少的成本完成功能、可靠性、EMC測試的各方面需求,雷卯致力于從客戶應用端解決問題,不但為客戶提供各種EMC方案,同時也為PCB的設計提供各種新思路,新案例。