Проверка импульсов генераторов электростатических разрядов с помощью высокоэффективных осциллографов

Измерительная задача

Устойчивость изделия к электростатическим разрядам является необходимым условием при обеспечении соответствия международным стандартам, таким как IEC 61000-4-2. Для проведения точных и повторяемых испытаний на электростатический разряд требуется генератор электростатических разрядов, способный генерировать импульсы с точно заданными характеристиками.
Перед началом испытаний необходимо проверить выход генератора и особенно форму импульсов — для этого рекомендуется использовать калиброванную цель электростатического разряда и осциллограф лабораторного класса. Описываемые в стандартах события электростатического разряда генерируют пиковый ток силой в несколько десятков ампер, при этом время нарастания составляет менее 1 нс. Этот пиковый ток может проникать в чувствительные электронные схемы. Возможные последствия: повреждения компонентов, эффект защелкивания в интегральных схемах и сбои в работе сложных электронных схем. На графике показана осциллограмма электростатического разряда с основными параметрами согласно стандарту.

Перед началом испытаний необходимо убедиться в том, что генератор электростатических разрядов удовлетворяет требованиям и параметрам формы сигнала. Если конкретная форма сигнала имеет положительную полярность, необходимо также испытать ее с отрицательным импульсом. Изображенный на рисунке импульс электростатического разряда может содержать высокочастотные составляющие до нескольких гигагерц. Для точного захвата и определения характеристик такого сигнала требуются широкая полоса пропускания и высокая частота дискретизации. Стандарт определяет минимальную полосу пропускания 2 ГГц и частоту дискретизации не менее 8 млрд отсчетов/с. После точного захвата осциллограммы необходимо измерить параметры тока и времени, чтобы проверить их соответствие установленным допускам.

Решение компании Rohde & Schwarz

Осциллограф R&S®RTO6 и опция R&S®RTO6-K155 для испытаний на электромагнитную совместимость и электростатические разряды вносят в стандартное встроенное ПО осциллографа широкий набор функций для измерения, анализа и визуального представления характеристик электромагнитной совместимости и электростатического разряда. В частности, опция анализа электромагнитной совместимости и электростатических разрядов содержит предустановленные измерительные функции, которые соответствуют параметрам согласно стандарту. Также можно применять критерии прохождения и непрохождения испытания и выбирать предустановленные уровни. С помощью настраиваемых измерительных функций можно проводить более подробный анализ захваченной осциллограммы. Функции архива и тренда позволяют захватывать и наглядно представлять несколько измерений. Для документации процедуры проверки генератора электростатических разрядов можно формировать отчет.

Предустановленные параметры измерений

Все необходимые параметры предустановлены в категории испытаний электромагнитной совместимости и электростатических разрядов. Их можно выбирать в меню, показанном на рисунке далее. В дополнение к параметрам перед проведением испытания необходимо задать наклон применяемой формы сигнала. Необходимые параметры:

• Время нарастания (tr): время от 10 % до 90 %
• Первый пик (Ip1): уровень первого положительного или отрицательного пика
• Второй пик (Ip2): максимальный или минимальный уровень в указанном диапазоне времени
• I30: уровень через 30 нс после опорной точки
• I60: уровень через 60 нс после опорной точки

Для всех параметров можно активировать линии результата, которые показывают измеренное значение на осциллограмме.

Критерии прохождения / непрохождения испытания

Критерии прохождения / непрохождения испытания играют важную роль при подтверждении соответствия стандарту. Все предустановленные параметры согласно стандарту можно выбрать и использовать при проверке по критериям прохождения и непрохождения испытания.

После выполнения испытания по результатам измерений будет видно, находится ли измеренное значение в пределах заданного диапазона.

Настраиваемые параметры измерений

В целях более подробного анализа можно выбрать два дополнительных настраиваемых параметра, чтобы определить характеристики формы сигнала в зависимости от заданных уровней и времени задержки. Необходимые параметры:

• Уровень при задержке: уровень по истечении заданного времени задержки после опорной точки
• Время до значения: время от начала до заданного уровня

Заключение

Осциллограф R&S®RTO6 и опция R&S®RTO6-K155 для испытаний на электромагнитную совместимость и электростатические разряды идеально подходят для проверки генератора электростатических разрядов до начала испытаний электронных устройств на устойчивость к электростатическим разрядам. Используя превосходное аппаратное обеспечение прибора и надежные предустановленные измерительные функции, пользователи могут проверять параметры на соблюдение заданных допусков. А с помощью гибких предустановленных измерительных функций можно проводить более подробный анализ осциллограммы. После завершения испытания можно сформировать отчет. Данное решение помогает ускорить испытания на устойчивость к электростатическим разрядам, которые необходимы для большинства электронных устройств.