Robot之眼——多光谱传感器的静电浪涌防护指南

一、多光谱传感器概述

多光谱传感器通过分光技术将光分为窄波段，经探测器转换为电信号，处理后提取目标多光谱特征，通过不同谱段反射/辐射差异识别物质特性。由光学（成像、分光元件）、控制和显示部分（信号处理、图像呈现）组成，具备多波段探测、高光谱分辨率、非接触测量等特点，应用于农业、环境、医疗、工业、遥感、安防等领域。

二、实现原理与技术应用

1、雷卯EMC小哥绘制多光谱传感器工作原理图如下：

2、多光谱技术的广泛应用

三、雷卯针对多光谱传感器电路静电浪涌防护指南

1、测试认证标准

浪涌抗扰度：按 IEC 61000-4-5，输入24V电源端口，线-线 ±2kV、线-地 ±4kV，通过10/700μs 波形测试。
静电放电（ESD）：遵循 IEC 61000-4-2，接触放电 ±8kV、空气放电 ±15kV；医疗设备需达接触 ±6kV、空气 ±8kV，通过 YY 0505 认证。

2、核心接口防护

如上图示多光谱传感器芯片接口主要包含电源输入口VCC，信号接口I2C/UART，及外部接口（USB/以太网）。

输入电源防护：

24V工业电源需兼顾浪涌与过流保护：
浪涌防护：推荐 TVS 器件 LM1K24CA（封装 SMB，VC=35V，残压低），保护水平达 2KV；
过流防护：SMD1812 系列 PTC（6-60V，0.1-3.5A），响应速度快，可重复使用；
反极性保护：肖特基二极管 SK56C（60V/5A），降低电源接反时的损坏风险。
或者使用常规方案：前级GDT 2R090-5S+MOV ,后级用TVS再精细钳位。
信号接口防护
UART接口：雷卯采用单颗器件防护,节约空间， 保证信号完整性，ULC3304P10，ULC0524P，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30kV，空气放电30kV。

电源轨静电防护

针对模拟电源（3.3V），雷卯采用ESD0321CW（DFN0603 封装，30pF 电容，21A 泄放电流）；
针对数字电源（1.8V）雷卯采用ESD1821C（DFN0603，25pF，18A），降低电源纹波与静电干扰。
千兆网络防雷击浪涌保护方案
雷卯针对用于室外的1000M网口浪涌保护，采用二级防护,变压器前级采用GDT 3R090-5S泄放大电流，变压器后端采用ESD GBLC03C精细钳位，结电容小于0.6pF，保证信号高温完整性，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30kV，空气放电30kV。 IEC61000-4-5 10/700μs，40Ω，6kV，±5次，此方案高温传输不丢包。

雷卯电子（Leiditech）致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。