2.1.2 屏蔽与驱动保护

集成电路的测试环境通常比较复杂，为了避免线路受到外界的电磁干扰，就需要使用屏蔽线。屏蔽线的屏蔽层通常是金属网或者金属薄膜。

电流流过导线时，会在导线周围产生磁场；而导线在变化的磁场中会产生感应电流。所以，邻近的两条导线，通过变化的电流时，会相互干扰。比如一个导线通过一个脉冲信号，而另一条导线会在脉冲的上升沿和下降沿的位置产生尖峰电压。这时，就需要增加屏蔽，屏蔽通常连接到地或者是电路的公共地，用来吸收干扰。

同样，相邻的导线，或者PCB铜箔之间都存在等效电容。当需要在导线中传输微小电流时，需要等到线路中的等效电容都充满电之后，负载端的电压才能够提升上来，导致信号的上升速度变得非常慢。下面使用LTspice做一个仿真演示。

假设ATE的电流源输出1μA的电流，经过100MegΩ的电阻到参考地，那么电阻上会形成100V的电压。如果从ATE到电阻的路途中，有三个等效电容，假设每个都是10pF，导线中等效电容的影响及仿真结果如图2.1.6所示。仿真结果显示，电压接近100V大约需要16ms，如果要达到100V，则需要更长的时间，这是因为电流源需要对等效电容进行充电。

驱动保护的英文是Driven Guard或者Driven Shield，感兴趣的读者可以搜索一下，看看相关的资料。驱动保护电路，就是一个提前对线路中等效电容进行充电的电路。驱动保护电路很简单，就是用同电位的屏蔽层包围着信号线，增加驱动保护的仿真结果如图2.1.7所示。假设Guard到外界的等效电容和Guard到输出信号的等效电容相等。可以看到，输出端的电压在1ms之内就可以上升到100V。

图2.1.6 导线中等效电容的影响及仿真结果

图2.1.7 增加驱动保护的仿真结果

由于仿真电路不方便使用悬浮供电的方式，这里使用电压控电压源模拟运放来构成缓冲器。驱动保护线路的电位是与被保护的线路等电位的，并不是连接到地，一些新手会混淆Guard信号和Ground信号。设计测试电路时，不允许将Guard信号接地，Guard信号通常是悬空的。

除了屏蔽线以外，高速信号还可以使用同轴电缆，同轴电缆的屏蔽层要么接地，要么与线芯构成电流回路，这样才能形成电磁屏蔽，有效地防止电磁干扰。

当信号频率不是很高（一般在100kHz以下）时，也可以采用双绞线来消除电磁干扰。一般来说，抑制静电干扰采用屏蔽线；抑制电磁干扰可以采用同轴线和双绞线。

对于数字信号，有时候会采用扁平带状电缆（彩色排线）作为传输线，通常需要在两条信号线之间留出一条导线作为地线，减小两条信号线之间的电容耦合和电感耦合。