rc网络保护方案
设计考量：
r1应该是一个防脉冲（厚膜）电阻，这样它在经受高压瞬变时不会轻易毁坏。
r1电压噪声与电阻值的平方根成正比，如果系统需要低噪声，这是一个重要的考虑因素。
c1应该是一个陶瓷电容，其封装尺寸至少为0805，以减小封装的表面电弧。
c1至少应为x5r类型温度系数的电容（理想为c0g／np0类型），以保持可预测的电容值。
c1内部的等效串联电感和电阻应尽可能低，以便有效吸收冲击。
针对给定的封装尺寸，c1的额定电压应尽可能高（最低100 v）。
在本例中，c1的位置在r1之前，因为它构建了一个电容分压器，其中150 pf电容（如图5所示）将esd波形放电到系统中，这样在放大器经受波形之前，能量已经先分流。
注意：虽然这种前端保护方法并没有得到电容制造商的认可，但在针对放大器的数百次测试中证明是有效的。esd测试曲线（如下所述）仅在有限范围的电容产品上进行过测试，因此，如果使用不同的电容产品，需要先表征其应对冲击的特性，例如通过测量经受esd冲击之前和之后的电容和等效串联电阻的方法，这一点非常重要。该电容器件应保持容值稳定，并且在被冲击后，始终在直流下保持开路状态。
图6．通过在模拟输入端配置tvs二极管实现输入保护。
tvs网络保护方案
设计考量：
与rc网络相同：r1应能承受脉冲，但可能需要考虑噪声。
应该指明d1需要满足的标准。有些可能只涵盖esd，其他的则涵盖eft和浪涌标准。
d1应该是双向的，这样它就可以同时应对正负冲击。
d1反向工作电压应尽可能高，同时仍需通过必要的测试。如果过低，在正常的系统电压电平下可能出现漏电流。如果过高，则可能无法在系统损坏之前做出反应。
但是我听说tvs二极管经常发生泄漏，这会降低我的性能。
在模拟电子领域，大家都知道tvs二极管容易发生泄漏，因此不能用于精密模拟前端。但有时情况不是这样，许多数据手册中的泄漏电流＜ 100？a，对于大多数模拟产品这个值是相当高的。对于这个数值，问题在于，它是在最高温度（150°c）和最大工作电压下的取值。在这种情况下，二极管极易泄漏。超过85°c，所有二极管的泄漏电流会更高。只要选择反向工作电压更高的tvs二极管，且不期望在85°c以上实现极低漏电流，则有望获得更低的泄漏电流。
如果您选择了合适的tvs，泄漏电流值可能低到让您惊讶。图7所示为测量12个相同产品型号的tvs二极管时获得的泄漏数据。
图7．36 v双向tvs二极管bournes t36sc的泄漏值，在tia中采用ada4530评估板，带屏蔽，在25°c时采用10 g电阻。
在测量的12个tvs二极管中，在直流偏置电压为5 v时，最严重的泄漏量为7 pa。这比最坏情况下的数据表的值要好千百万倍。当然，不同批次的tvs二极管在泄漏方面存在差异，但这至少可以说明预期的泄漏幅度。如果我们系统经受的温度不会超过85°c，tvs二极管可能是个不错的选择。只要记住，如果您选择的产品不是本文所述的测试产品，请表征其泄漏特性。对一个部件或制造商而言正确的结论，对其他部件或制造商可能并不正确。
测试结果：
采用iec esd标准对一系列运算放大器进行了测试。表2显示不同保护方案分别适合保护的组件。虽然esd标准规定在±8 kv要保证经受三次冲击，但所有这些方案都通过了在±9 kv时经受100次冲击的测试，以确保提供足够的保护余量。
iec标准要求，通过将两个470 kω电阻与30 pf电容并联，使esd源的接地端与放大器的接地端连接在一起。本测试的设置则更为严格，它将esd源的接地端与放大器的接地端直接相连。这些结果也在iec接地耦合方案中得到了验证，这可以进一步增强产品的可信赖度。请记住，由于放大器的内部结构存在很大不同，对本列表中的器件适用的数据
可能适用，也可能不适用于其他器件。如果使用其他器件或其他保护元件，建议对其进行全面测试。
表2．通过iec－61000－4－2测试的器件列表及其各自的保护配置
产品
特性，带宽
保护值
r （ω）
c （pf）
d （v＿wm）
ad823
fet输入
220
100
16 mhz
68
36
ada4077
低噪声，高精度
220
100
3．9 mhz
68
36
ada4084
低噪声
220
100
15．9 mhz
68
36
ada4522
低噪声，高精度
220
100
2．7 mhz
68
36
ada4528
低噪声，高精度
220
100
3 mhz
68
36
ada4610
低噪声，高精度
220
100
15．4 mhz
68
36
ada4622
低噪声，高精度
220
100
8 mhz
68
36
ada4625
低噪声，jfet
220
100
18 mhz
68
36
ada4661
精密
220
100
4 mhz
68
36
lt1490
微功耗
220
100
200 khz
68
36
lt6016
低噪声，高精度，ott
220
100
3．2 mhz
68
36
lt6018
低噪声，高精度
220
100
15 mhz
15 mhz
68
68
36
36
lt1636
微功耗，ott
220
100
200 khz
220
36
lt1638
微功耗，ott
220
100
1．1 mhz
68
36
lt1494
微功耗，高精度，ott
220
100
100 hz
68
36
使用的保护元件：
电阻：panasonic 0805 erj－p6系列
电容：yageo 0805 100 v c0g／npo
tvs二极管：bourns cdsod323－t36sc（双向，36 v，极低漏电流，符合esd、eft和浪涌标准）
esd压敏电阻：bourns mla系列，0603 26 v
bonus元件：esd压敏电阻
tvs二极管性能良好，可以经受无数次冲击。这对于eft和浪涌保护非常不错，但是，如果您只需要esd保护，不妨看看esd压敏电阻，在达到某个电压值之前，它们都用作高压电阻，达到该电压值之后，它们转变为低压电阻，可以分流掉压敏电阻中的电能。
可采用与tvs二极管相同的配置。它们的泄漏更少，成本不到tvs二极管的一半。请注意，其设计并不要求经受数百次冲击，且其电阻会随着每次冲击下降。esd压敏电阻也在上述产品上进行了测试，当串联电阻值约为tvs二极管所需值的两倍时，该压敏电阻的性能最佳。
那么eft和浪涌呢？
这些产品只在esd标准下进行过测试。eft的独特之处在于，虽然电压不高（4 kv及以下），其冲击却是爆发式（5 khz或以上），上升时间较慢（5 ns）。浪涌每次冲击的能量大约是eft的1000倍，但速度只有波形的1／1000。如果还需要涵盖这些标准，请确保在这些保护元件的数据手册上表明，它们可以应对这个问题。
电路保护概述
虽然看起来事后在电路中添加rc滤波器或tvs二极管并不难，但请注意，本文中提到的所有其他因素会影响系统性能和保护级别。这包括布局、前端使用的器件，以及需要满足的iec标准。如果您从开始就谨记这一点，就可以避免在系统设计的最后阶段可能出现需要重新设计的紧急状况。
本文远非全面综述。灵敏度话题将在后续文章中进行更深入的讨论。此外，基站接收器设计的其他挑战包括自动增益控制（agc）算法、信道估计和均衡算法等。我们后续还将推出一系列技术文章，目的是简化设计流程并提升大家对接收器系统的理解。
参考文献
作者感谢国际电工委员会（iec）允许其引用国际标准中的相关信息。所有这些摘录内容均为iec（瑞士日内瓦）版权所有。保留所有权利。有关iec的更多信息，请访问。iec不对作者引用摘录内容的位置和上下文负责，也不以任何方式对其中的其他内容或准确性负责。
iec 61000－4－2，版本2．0
2008 iec瑞士日内瓦，版权所有。
iec 61000－4－4，版本3．0
2012 iec瑞士日内瓦，版权所有。
iec 61000－4－5，版本3．1
2017 iec瑞士日内瓦，版权所有。
作者简介
tony持有加州州立大学奇科分校颁发的电气工程学士学位，以及计算机工程、物理和数学辅修学位。他具有制造工业自动化的相关经验。他任职于adi公司的精密放大器部门，个人兴趣爱好非常广泛。
