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(shí)檢測(cè)多個(gè)按鍵動(dòng)作。基帶內(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(jī)時(shí)，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(shí)，所有的列線都是高電平；而一旦有鍵按下（行、列短路）時(shí)，列線就會(huì)被拉低，CPU通過(guò)內(nèi)部中斷檢測(cè)到有鍵按下，則開始進(jìn)行鍵盤掃描動(dòng)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(gè)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(hào)，依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，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(cè)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(hào)的一端稱為輸出口，另一端稱為輸入口。①按鍵鍋?zhàn)衅O(shè)計(jì)時(shí)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(shí)需要串電感。按鍵應(yīng)用注意事項(xiàng)：按鍵燈電路呼吸燈電路二、按鍵燈電路三極管實(shí)現(xiàn)使用NPN三極管，注意VBAT陽(yáng)極串接10Ω以上的限流電阻。系統(tǒng)恒流源實(shí)現(xiàn)注意驅(qū)動(dòng)電流控制和陽(yáng)極串接限流電阻。保證最大電流不超過(guò)10mA。按鍵燈電路AW2013支持3路單色LED或1組RGB驅(qū)動(dòng)。LED采用共陽(yáng)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(guò)寄存器配置4級(jí)可調(diào)。LED控制支持PWM直接控制和一次編程模式，可輕松實(shí)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(shí)間參數(shù)、亮度和呼吸次數(shù)，實(shí)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(tái)的PMU集成了多路電流源ISINK，每路均可獨(dú)立控制，在驅(qū)動(dòng)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(diǎn)靜電放電實(shí)驗(yàn)配置介紹靜電測(cè)試方法以及判斷標(biāo)準(zhǔn)手機(jī)ESD設(shè)計(jì)四、靜電原理術(shù)語(yǔ)及定義靜電：物體表面過(guò)?；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(gè)具有不同靜電電位的物體，由于直接接觸或靜電場(chǎng)感應(yīng)引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場(chǎng)的能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)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(duì)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(diǎn)１．靜電是一種電能，它保留在物體表面，是正電荷與負(fù)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(chǎng)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(shuō)當(dāng)帶電的物體與一些導(dǎo)體等接觸時(shí)或靠近時(shí)，電荷會(huì)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(diǎn):高電位,強(qiáng)電場(chǎng),瞬態(tài)大電流,寬帶電磁騷擾.

4.ESD對(duì)手機(jī)的影響：靜電場(chǎng)的強(qiáng)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(huì)達(dá)到8～10kV，有時(shí)達(dá)到

12～15kV。靜電放電時(shí)，人體與手機(jī)之間的能量會(huì)轉(zhuǎn)移到集成電路內(nèi)部，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，芯片會(huì)被擊穿，產(chǎn)生較大的電流，將手機(jī)內(nèi)的電子元件燒毀。靜電放電實(shí)驗(yàn)配置介紹實(shí)驗(yàn)室放電試驗(yàn)的配置（一） 實(shí)驗(yàn)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(shí)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(yàn)桌上水平耦合板0.5m，同時(shí)還要使它與保護(hù)接地系統(tǒng)相連。 被試設(shè)備要根據(jù)它的工作情況來(lái)連接，但被試設(shè)備與實(shí)驗(yàn)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(guò)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(shí)當(dāng)電纜在接地板上的時(shí)候也不會(huì)引起短路。接地板要保護(hù)接地，如果不可能時(shí)，可直接接到被測(cè)設(shè)備的參考接地端子上。測(cè)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(guò)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(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)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(duì)濕度：30％～60％ 大氣壓力：68～106KPa

此外，實(shí)驗(yàn)室中的電磁環(huán)境應(yīng)不影響測(cè)試結(jié)果。實(shí)驗(yàn)室放電試驗(yàn)的配置（二）靜電放電試驗(yàn)方式靜電放電試驗(yàn)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(duì)被試設(shè)備的直接放電

試驗(yàn)應(yīng)在正常操作時(shí)，操作人員可能觸摸到被試設(shè)備表面上的點(diǎn)和面進(jìn)行。試驗(yàn)電壓由小到大逐漸增加，最后增至所選定的嚴(yán)酷度等級(jí)。測(cè)試時(shí)采用單次放電。每點(diǎn)10次，每次放電后要間隔1秒后再做另一次放電。有時(shí)為了確定系統(tǒng)是否出錯(cuò)，間隔時(shí)間取得稍長(zhǎng)一點(diǎn)。對(duì)用于研究為目的的試驗(yàn)，有時(shí)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(cè)試結(jié)果的再現(xiàn)性。對(duì)被試設(shè)備的間接放電

對(duì)在被試設(shè)備附近的物體的靜電放電，可以用測(cè)試儀向耦合板的接觸放電來(lái)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(gè)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(shuō)明這是絕緣層，那么放電可以透過(guò)涂層與導(dǎo)電基板放電。如果制造廠已說(shuō)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?？諝夥烹?/p>

放電電極的尖端要靠近被試設(shè)備表面來(lái)進(jìn)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(jìn)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(duì)導(dǎo)電表面采用直接接觸放電方式,對(duì)耦合平面采用間接接觸放電方式,對(duì)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(shí)間間隔至少1S如果沒有合適的直接接觸測(cè)試點(diǎn),則可以最敏感的極性全部采用間接放電的方式實(shí)施放電在采用空氣室放電的測(cè)試點(diǎn)上,實(shí)施最少10次的單次放電(目前Dewav對(duì)每個(gè)放電點(diǎn)測(cè)試20次)，正負(fù)電荷都需要測(cè)試接觸放電時(shí),放電電極的尖端應(yīng)在打開放電開關(guān)之前接觸放電點(diǎn)空氣放電時(shí)放電電極的圓頭尖端應(yīng)盡可能快地接近放電點(diǎn)測(cè)試時(shí)需要插SIM卡和手寫筆,裝上電池,插上充電器,在撥號(hào)的模式下測(cè)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(diǎn)上地電荷放掉后然后重新觸發(fā),進(jìn)行新的單次放電放電時(shí)垂直方向測(cè)試,便于測(cè)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(shí)間僅為1NS,產(chǎn)生頻譜帶寬高達(dá)1GHz

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

測(cè)試等級(jí)：

接觸放電

空氣放電等級(jí)電壓（KV）電壓（KV）1

2

22

4

43

6

84

8

15*

特定

特定手機(jī)ESD設(shè)計(jì)ESD設(shè)計(jì)三大重點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)SCH設(shè)計(jì)PCB設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)“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(guò)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(yàn)，8kV的ESD在經(jīng)過(guò)4mm的距離后能量一般衰減為零。

屏蔽罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)“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(guò)合理的接地，有效的將設(shè)置放電路徑，來(lái)達(dá)到ESD保護(hù)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?cái)?shù)量，接地阻抗…導(dǎo)的方式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)留結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié)ESD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是：首先是盡量不讓ESD進(jìn)入殼體內(nèi)部，最大限度地減弱其進(jìn)入殼體的能量。對(duì)于進(jìn)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(jì)SCH設(shè)計(jì)關(guān)鍵：結(jié)合結(jié)構(gòu)堆疊，針對(duì)可能受到外部ESD干擾的地方，考慮增加ESD防護(hù)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(hù)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(qiáng)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(diǎn)是響應(yīng)速度慢，性能會(huì)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(diǎn)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(hù)PCB設(shè)計(jì)PCB設(shè)計(jì)是一個(gè)手機(jī)ESD性能最重要的部分！PCB設(shè)計(jì)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(hù)合理的GND布局：在整個(gè)PCB上GND的合理分