Kombitest – erweitertes Testverfahren für Optokoppler

Optokoppler müssen mittels Funktions- als auch In-Circuit-Tests auf die Einhaltung vorgegebener Parameterwerte getestet werden.

Eine grundlegende Eigenschaft eines Optokopplers ist der Isolationswiderstand zwischen seinem Eingang und Ausgang. In vielen Fällen ist daher die Ermittlung des Gleichstrom-Übertragungsverhältnisses (current transfer ratio, CTR) wichtig. Der Koppelfaktor des Bauelements kann sich aufgrund der Halbleiteralterung und einer alterungsbedingten Eintrübung der Glasfasern verschlechtern, woraus das Risiko resultiert, dass Schaltfunktionen ausfallen. Die Messung des Koppelfaktors ist etwa dann sinnvoll, wenn die Eingangsleistung des Optokopplers gering ist oder am Eingang ein hoher Steuerstrom erforderlich ist. Auch das zeitliche Verhalten des Optokopplers ist wichtig, besonders an den Punkten, wo der Prüfling elektrisch von digitalen Busleitungen isoliert ist. Unterschiede in der Verzögerung zwischen einzelnen Optokopplern können zur Fehlinterpretation der Signale auf dem Bus führen und somit eine fehlerhafte Antwort des Prüflings auslösen.

Messtechnische Lösung

Die offene Testplattform R&S®CompactTSVP stellt die ideale Lösung dar. R&S®CompactTSVP basiert auf Industrienormen und kann durch Mess-, Stimulus- oder Schaltmodule von Rohde & Schwarz oder andere Standardmodule je nach den Anforderungen der Anwendung erweitert werden.

Zur Ermittlung des Koppelfaktors sind der arbiträre Wellenform- und Funktionsgenerator R&S®TS-PFG sowie das analoge Stimulus- und Messmodul R&S®TS-PSAM erforderlich. Die Schaltcharakteristik des Optokopplers kann durch parallele Aufzeichnung und Analyse seiner Steuer- und Schaltsignale mittels eines CompactPCI/PXI-Digitaloszilloskops bestimmt werden.

Indem die Enhanced Generic Test Software Library R&S®EGTSL nach Bedarf erweitert wird, können die meisten kommerziell verfügbaren Optokoppler getestet werden. Die Software bietet höchst komfortable Testparametrisierungs- und Fehlersuchfunktionen, während gleichzeitig hohe Testgeschwindigkeiten realisiert werden.

Applikation

Der erste Schritt ist die Prüfung, ob der Optokoppler installiert ist. Im einfachsten Fall geschieht dies durch Messen an der Diode auf der Eingangsseite und einem Widerstand auf der Ausgangsseite, sowohl bei hoher als auch niedriger Impedanz. Um detailliertere Informationen über die Funktionsweise des Optokopplers zu erhalten, sind die folgenden weiteren Analyseschritte notwendig. Die Messinstrumente und Quellen werden über das Schalt-Matrix-Modul R&S®TS-PMB mit dem Prüfling verbunden. Einer der beiden potentialfreien Kanäle des arbiträren Wellenform- und Funktionsgenerators TS-PFG wird als Spannungsquelle zur Ansteuerung des Optokopplers verwendet und der andere zur Simulation der mit dem Ausgang verbundenen Last. Zur Ermittlung des Koppelfaktors k oder Gleichstrom-Übertragungsverhältnisses misst das analoge Stimulus- und Messmodul R&S®TS-PSAM die Ströme auf der Primär- und Sekundärseite. Das Verhältnis von Ausgangsstrom und Eingangsstrom liefert den Koppelfaktor.

Alle Parameterwerte für dieses Testverfahren werden in einen intuitiven Bildschirm eingegeben und durch die Software einer Plausibilitätsprüfung unterzogen.