Verificación de pulsos en un generador ESD con osciloscopios de alto rendimiento

Su misión

Garantizar que un producto es resistente a las descargas electrostáticas (ESD) es esencial para obtener la conformidad con normas internacionales como la norma IEC 61000-4-2. Para realizar medidas de ESD precisas y repetibles se requiere un generador ESD funcional capaz de generar pulsos con características definidas de forma precisa.
La salida del generador, específicamente la forma del pulso, debe verificarse antes de proceder a las medidas, y la mejor forma de hacerlo es utilizando un objetivo de ESD calibrado y un osciloscopio de laboratorio. Los eventos ESD definidos en las normas generan varias decenas de amperios de corriente de pico con tiempos de subida inferiores a 1 ns que pueden fluir hacia circuitos electrónicos sensibles. Esto puede dañar componentes, provocar efectos de bloqueo en circuitos integrados o hacer que los circuitos electrónicos complejos no funcionen. En el gráfico se muestra la forma de onda ESD con los parámetros relevantes conformes con la norma.

Todos los generadores ESD deben cumplir los requisitos de forma de onda y los parámetros antes de proceder a las medidas. Si la polaridad de la forma de onda especificada es positiva, también debe someterse a prueba con un pulso negativo. En la forma de onda mostrada en la figura, un pulso ESD puede constar de componentes de alta frecuencia de hasta unos pocos GHz. Para capturar y caracterizar con precisión una señal de este tipo se necesita un amplio ancho de banda y una alta frecuencia de muestreo. La norma exige un ancho de banda mínimo de 2 GHz y una frecuencia de muestreo de, como mínimo, 8 GSa/s. Tras la captura precisa de la forma de onda deben medirse los parámetros de corriente y tiempo y verificarse respecto a las tolerancias especificadas.

Solución de Rohde & Schwarz

El osciloscopio R&S®RTO6 y la opción de medida de EMC/ESD R&S®RTO6-K155 amplían el firmware estándar del osciloscopio con un conjunto de herramientas de medida, análisis y visualización que facilitan el análisis y la caracterización de la conformidad electromagnética/de descarga electrostática (EMC/ESD). En concreto, la opción de análisis EMC/ESD proporciona funciones de medida predefinidas que cumplen los parámetros definidos en la norma. También se pueden aplicar criterios de prueba «pass/fail» y seleccionarse niveles predefiinidos. Las funciones de medida personalizables permiten realizar un análisis más profundo de la forma de onda adquirida, y con las funciones de historial y tendencias, el usuario puede capturar varias medidas y visualizarlas en una vista general. Asimismo, se puede generar un informe para documentar la verificación del generador ESD examinado.

Parámetros de medida predefinidos

Todos los parámetros relevantes están predefinidos en la categoría de test de EMC/ESD y se pueden seleccionar como se muestra en el menú representado más abajo. Además de los parámetros, al ejecutar el test se debe definir la pendiente de la forma de onda aplicada. Los parámetros relevantes son:

• Tiempo de subida (tr): tiempo entre 10 % y 90 %
• Primer pico (Ip1): nivel del primer pico positivo/negativo
• Segundo pico (Ip2): nivel máximo/mínimo en un intervalo de tiempo especificado
• I30: nivel a 30 ns después del punto de referencia
• I60: nivel a 60 ns después del punto de referencia

Se pueden activar líneas de resultados para todos los parámetros para indicar el valor medido dentro de una forma de onda.

Criterios «pass/fail»

Los criterios «pass/fail» son fundamentales en la conformidad con la normativa. Se pueden seleccionar todos los parámetros predefinidos correspondientes a la norma y aplicarse a la comprobación «pass/fail».

Una vez ejecutado el test, los resultados de medida indican si el valor medido se encuentro o no dentro de los límites.

Parámetros de medida personalizados

Para un análisis más profundo se pueden seleccionar dos parámetros adicionales configurables de forma personalizada para caracterizar la forma de onda en base a valores de nivel y retraso específicos del usuario. Los parámetros relevantes son:

• Lvl@delay: nivel en un retraso especificado después del punto de referencia
• Tiempo hasta el valor: duración desde el inicio hasta el nivel especificado

Resumen

El osciloscopio R&S®RTO6 con la opción de medida de EMC/ESD R&S®RTO6-K155 resulta ideal para verificar generadores de pulsos ESD antes de realizar test de inmunidad ESD en un dispositivo. El usuario cuenta con hardware de medida de máxima fiabilidad y puede confiar en las funciones de medida predefinidas para comprobar parámetros respecto a la tolerancia especificada. Se puede realizar un análisis todavía más profundo de la forma de onda adquirida con funciones de medida predefinidas flexibles. También es posible generar un informe después del test. La solución constituye una herramienta excelente para acelerar los test de inmunidad ESD necesarios en la mayoría de productos electrónicos.