“System Level EOS Testing Method”可以翻譯為：
“系統(tǒng)級(jí)電性過應(yīng)力測(cè)試方法”

解析：

1.System Level（系統(tǒng)級(jí)）：指在整體系統(tǒng)層面進(jìn)行的測(cè)試，而非單個(gè)組件2。

2.EOS（Electrical Over Stress）：即“電性過應(yīng)力”，指電流或電壓超過器件承受范圍導(dǎo)致的損傷1。

3.Testing Method（測(cè)試方法）：指具體的檢測(cè)流程或技術(shù)手段6。

補(bǔ)充說明：

該術(shù)語(yǔ)通常用于電子制造或芯片測(cè)試領(lǐng)域，目的是通過系統(tǒng)級(jí)測(cè)試預(yù)防因電壓/電流異常導(dǎo)致的硬件損壞14。

系統(tǒng)上常見的EOS測(cè)試端口以AC電源、電話線（RJ11）、同軸電纜（coaxial cable）以及以太網(wǎng)路（RJ45）最常見，這些端口因有機(jī)會(huì)布線至戶外的關(guān)系，受到EOS/Surge沖擊的機(jī)率也大大提升。故電子產(chǎn)品在安規(guī)認(rèn)證階段，都會(huì)在這些端口執(zhí)行EOS/Surge這個(gè)測(cè)項(xiàng)，以加強(qiáng)端口對(duì)于外部EOS的抗干擾能力，并降低電子產(chǎn)品日后遇到EOS/Surge造成的損壞問題。

本篇文章以高速信號(hào)端口如以太網(wǎng)口及USB的EOS/Surge測(cè)試手法作介紹。以太網(wǎng)口的EOS/Surge測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)眾多，且依照不同產(chǎn)品的類型或應(yīng)用區(qū)域而有所不同，像是資訊類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-5，北美電信商的GR1089，歐美電信商的K.21等。上述的這些法規(guī)，針對(duì)以太網(wǎng)口的測(cè)試皆有Common mode及Differential mode這兩種，測(cè)試的波形為1.2/50us開路電壓和8/20us短路電流波形。Common mode surge測(cè)試架構(gòu)如下圖一所示，測(cè)試手法是將網(wǎng)口的信號(hào)線（10/100Mbps為2組Differential pairs，1000Mbps為4組Differential pairs）接至Surge波形產(chǎn)生器的High接口，Surge波形產(chǎn)生器的Low接口接至大地，并對(duì)信號(hào)線注入Surge測(cè)試電壓，每個(gè)測(cè)試電壓注入Surge能量的次數(shù)為5次，間隔為60秒。需要特別注意的是每個(gè)法規(guī)所規(guī)定之測(cè)試阻抗及測(cè)試電壓會(huì)有所不同，需詳細(xì)確認(rèn)后再執(zhí)行測(cè)試。

圖一: Common mode surge test 示意圖

以太網(wǎng)口Differential mode surge測(cè)試手法跟Common mode不同，Differential mode surge是將surge能量注入差動(dòng)信號(hào)間（例如TX+跟TX-），各個(gè)法規(guī)的手法又有些許不同，本文將以IEC61000-4-5及GR1089 Intra-Building兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為例進(jìn)行說明。

?IEC61000-4-5測(cè)試阻抗為42 ohm，手法為Surge測(cè)試機(jī)臺(tái)High端口接七條Ethernet信號(hào)線，Low端口接剩下的一條，測(cè)試完第一組后，須將Low端口接至下一條信號(hào)線，八條信號(hào)線都必須輪流接至Low端口，故會(huì)有八種測(cè)試組合。每種組合每個(gè)測(cè)試電壓注入Surge能量的次數(shù)為5次，間隔為60秒，因Differential mode測(cè)試的組合較多，故測(cè)試所需的時(shí)間也較Common mode長(zhǎng)，測(cè)試架構(gòu)如下圖二。

?GR1089里Intra-Building的Differential mode測(cè)試手法為Surge測(cè)試機(jī)臺(tái)High端口接一條Ethernet信號(hào)線，Low端口接剩下的七條，八條信號(hào)線都必須輪流接至High端口，測(cè)試阻抗為8 ohm，其測(cè)試架構(gòu)如下圖三。

IEC61000-4-5及GR1089 Intra-Building雖手法有些許不同，但目的都是為了驗(yàn)證產(chǎn)品接口的EOS/Surge抗受性，達(dá)到預(yù)防突波干擾的效果。

圖二: IEC 61000-4-5 Differential mode surge test 示意圖

圖三: GR1089 Differential mode surge test 示意圖

除了上述的測(cè)試端口及標(biāo)準(zhǔn)外，近幾年手機(jī)、電腦、電視在產(chǎn)線及市場(chǎng)售后也遭遇越來越多對(duì)外接口被EOS能量破壞的問題，因此各大品牌廠從原本針對(duì)信號(hào)線端口的ESD Direct-Pin Injection測(cè)試外，亦追加導(dǎo)入了低壓的EOS Direct-Pin Injection測(cè)試手法，來增強(qiáng)產(chǎn)品信號(hào)線端口的EOS耐受。

測(cè)試波形同樣是依據(jù)IEC61000-4-5 的1.2/50us開路電壓和8/20us短路電流波形，測(cè)試時(shí)的輸出串聯(lián)阻抗為2歐姆。由于測(cè)試的端口以USB、HDMI等高速信號(hào)端口為主，測(cè)試時(shí)要求的的起始電壓、步進(jìn)電壓或需通過的電壓規(guī)格皆較前述測(cè)試以太網(wǎng)口時(shí)低很多（例如：要求高速差分對(duì)信號(hào)線需通過EOS ±25V的規(guī)格，測(cè)試時(shí)的步進(jìn)電壓為2V或5V），期望透過低電壓的較低EOS能量來放大測(cè)試結(jié)果的鑒別度，以利進(jìn)行設(shè)計(jì)改善或規(guī)格調(diào)整。

測(cè)試方式是將低壓Surge產(chǎn)生器的輸出High端口接至待測(cè)信號(hào)線而Low端口接至系統(tǒng)地，并對(duì)信號(hào)線注入EOS能量，其測(cè)試電壓、間隔秒數(shù)及注入Surge的次數(shù)由品牌廠制定。低壓EOS測(cè)試架構(gòu)如圖四所示。

圖四: Low voltage EOS test 示意圖

上述介紹的三種EOS/Surge測(cè)試手法，可依照產(chǎn)品應(yīng)用的環(huán)境挑選合適的EOS測(cè)試方式。此三種方式雖然各有差異，但其目的都是為了增加產(chǎn)品的EOS抗受性，故建議在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就將EOS/Surge防護(hù)對(duì)策納入考量，以提升產(chǎn)品EOS耐受程度，并降低產(chǎn)品在產(chǎn)線及市場(chǎng)端因EOS而發(fā)生的客退機(jī)率。

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審核編輯 黃宇