Verifica degli impulsi di generatori ESD mediante oscilloscopi ad alte prestazioni

Attività da eseguire

Garantire che un prodotto resista alle scariche elettrostatiche (ESD) è fondamentale per la conformità a norme internazionali quali la IEC 61000-4-2. Per eseguire collaudi ESD accurati e ripetibili, è necessario disporre di un generatore ESD funzionante in grado di generare impulsi con caratteristiche definite con precisione.
L'uscita del generatore, in particolare la forma dell'impulso, deve essere verificata prima del collaudo; il modo migliore per farlo è utilizzare un bersaglio ESD calibrato e un oscilloscopio da laboratorio. Gli eventi ESD definiti nelle norme generano correnti di picco dell'ordine di diverse decine di ampere con tempi di salita inferiori a 1 ns, che possono scorrere nei circuiti elettronici sensibili. Ciò può danneggiare i componenti, provocare blocchi nei circuiti integrati o causare malfunzionamenti nei circuiti elettronici complessi. Il grafico mostra la forma d'onda ESD con i parametri pertinenti conformi alla norma.

Ogni generatore ESD deve soddisfare i requisiti relativi alla forma d'onda e ai parametri prima di essere sottoposto al collaudo. Se la polarità della forma d'onda specificata è positiva, è necessario verificarla anche con un impulso negativo. Nella forma d'onda riportata di seguito, un impulso ESD può essere costituito da componenti ad alta frequenza che raggiungono anche alcuni GHz. Per acquisire e caratterizzare con precisione un segnale di questo tipo sono necessarie un'ampia larghezza di banda e un'elevata frequenza di campionamento. Lo standard richiede una larghezza di banda minima di 2 GHz e una frequenza di campionamento di almeno 8 Gsample/s. Dopo aver acquisito accuratamente la forma d'onda, è necessario misurare i parametri di corrente e temporali e verificarne la conformità alle tolleranze specificate.

Soluzione Rohde & Schwarz

L'oscilloscopio R&S®RTO6 e l'opzione di test EMC/ESD R&S®RTO6-K155 ampliano il firmware standard dell'oscilloscopio con una suite di strumenti di misura, analisi e visualizzazione per l'analisi e la caratterizzazione della conformità elettromagnetica e delle scariche elettrostatiche (EMC/ESD). Nello specifico, l'opzione di analisi EMC/ESD offre funzioni di misura predefinite conformi ai parametri stabiliti dalla norma. È inoltre possibile applicare criteri di test ai limiti di tipo “accettazione/errore” e selezionare i livelli predefiniti. Grazie alle funzioni di misura personalizzabili si può effettuare un'analisi più approfondita della forma d'onda acquisita. Le funzioni di cronologia e andamento consentono agli utenti di registrare numerose misure e visualizzarle a colpo d'occhio. È possibile anche generare un report per documentare la verifica del generatore ESD sottoposto a test.

Parametri di misura predefiniti

Tutti i parametri pertinenti sono predefiniti nella categoria di test EMC/ESD e possono essere selezionati come mostrato nel menu sottostante. Oltre ai parametri, durante l'esecuzione del test è necessario definire la pendenza della forma d'onda applicata. I parametri pertinenti sono:

• Tempo di salita (tr): tempo compreso tra il 10% e il 90%
• Primo picco (Ip1): livello del primo picco positivo/negativo
• Secondo picco (Ip2): livello massimo/minimo in un intervallo di tempo specificato
• I30: livello a 30 ns dal punto di riferimento
• I60: livello a 60 ns dal punto di riferimento

È possibile attivare le linee di risultato per tutti i parametri, in modo da indicare il valore misurato all'interno di una forma d'onda.

Criteri di accettazione/errore

I criteri di accettazione/errore sono fondamentali per la conformità alle norme. È possibile selezionare tutti i parametri predefiniti conformi alla norma e applicarli al controllo di conformità.

Una volta eseguito il test, i risultati della misura indicheranno se il valore rilevato rientra nei limiti o meno.

Parametri di misura personalizzati

Per un'analisi più approfondita, è possibile selezionare due parametri aggiuntivi e personalizzabili per caratterizzare la forma d'onda in base a livelli e ritardi definiti dall'utente. I parametri pertinenti sono:

• Lvl@delay: livello raggiunto dopo un ritardo specificato dal punto di riferimento
• Time to value: periodo di tempo che intercorre dal momento iniziale fino al raggiungimento di un determinato livello

Riassunto

L'oscilloscopio R&S®RTO6 con l'opzione di test EMC/ESD R&S®RTO6-K155 è ideale per verificare il generatore di impulsi ESD prima di sottoporre il dispositivo a test di immunità ESD. Gli utenti possono contare su apparecchiature di misura di alta qualità e affidarsi a funzioni di misura predefinite per verificare che i parametri rientrino nella tolleranza specificata. Grazie alle funzioni flessibili di misura predefinite è possibile effettuare anche un'analisi più approfondita della forma d'onda acquisita. Al termine del test può essere generato un rapporto. Questa soluzione rappresenta uno strumento eccellente per accelerare i collaudi di immunità alle scariche elettrostatiche (ESD) necessari per la maggior parte dei prodotti elettronici.