Verificación de pulsos de generadores de descargas electrostáticas (ESD) con osciloscopios de alto rendimiento

Su misión

Es esencial la conformidad con las normas internacionales como el CEI 61000-4-2 para asegurarse de que un producto sea resistente a las descargas electrostáticas (ESD). Las pruebas precisas y repetibles de descargas electrostáticas requieren de un generador de descargas electrostáticas que funcione y que pueda generar pulsos con características precisamente definidas.
La salida del generador, concretamente la forma del pulsos, debe verificarse antes de realizar la prueba y la mejor manera de hacerlo es con un blanco de descargas electrostáticas calibrado y un osciloscopio de clase laboratorio. Los eventos de descargas electrostáticas que se definen en las normas generarán varias decenas de amperios de consumo máximo de corriente con tiempos de subida menores a 1 ns los cuales pueden fluir hacia circuitos electrónicos sensibles. Esto puede dañar los componentes, causar efectos de enclavamiento en los circuitos integrados u ocasionar el mal funcionamiento de circuitos electrónicos complejos. En el gráfico se muestra la forma de onda de las descargas electrostáticas con los parámetros más importantes según la norma.

Antes de la prueba, todos los generadores de descargas electrostáticas deben cumplir con los requisitos y con los parámetros de forma onda. En caso de que la polaridad de la forma de onda especificada sea positiva, también es necesario probarla con un pulsos negativo. En la forma de onda que se muestra a continuación, un pulsos de descargas electrostáticas puede estar compuesto de componentes de alta frecuencia de hasta unos pocos GHz. Tanto la captura como la caracterización precisas de una señal de este tipo requiere de un ancho de banda elevado y una alta velocidad de muestreo. La norma exige un ancho de banda mínimo de 2 GHz y una velocidad de muestreo de al menos 8 GSa/s. Tras capturar la forma de onda con precisión, es necesario medir los parámetros de corriente y tiempo, así como verificarlos con respecto a las tolerancias que se han especificado.

Solución de Rohde & Schwarz

El osciloscopio R&S®RTO6 y la opción de pruebas EMC/ESD R&S®RTO6-K155 amplían el firmware estándar del osciloscopio con una suite de herramientas de medición, análisis y visualización tanto para el análisis como para la caracterización de la compatibilidad electromagnética/descarga electrostática (EMC/ESD). En concreto, la opción de análisis de EMC/ESD proporciona funciones de medición predefinidas que cumplen con los parámetros definidos en la norma. También puede aplicarse un criterio de verificación pasa/no pasa, así como niveles predefinidos seleccionados. Es posible realizar un análisis más profundo de la forma de onda capturada con las funciones de medición personalizables. Las funciones de historial y tendencia permiten a los usuarios capturar muchas mediciones, así como verlas de un vistazo. También puede generarse un reporte a fin de documentar la verificación del generador de descargas electrostáticas probado.

Parámetros de medición predefinidos

Todos los parámetros relevantes se definen en la categoría de prueba EMC/ESD y pueden seleccionarse como se muestra en el menú inferior. Además de los parámetros, debe definirse la pendiente de la forma de onda aplicada al momento de ejecutar la prueba. 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 específico
• I30: nivel a 30 ns después del punto de referencia
• I60: nivel a 60 ns después del punto de referencia

Pueden activarse las líneas de resultados para todos los parámetros a fin de indicar el valor medido dentro de una forma de onda.

Criterio de pasa/no pasa

Es esencial el criterio de pasa/no pasa para el cumplimiento de la norma. Pueden seleccionarse y aplicarse a la verificación pasa/no pasa todos los parámetros predefinidos según la norma.

Una vez realizada la prueba, los resultados de la medición indicarán si el valor medido se encuentra o no dentro de los límites.

Parámetros de medición personalizados

Para un análisis más profundo, pueden seleccionarse dos parámetros adicionales personalizables a fin de caracterizar la forma de onda en función de los niveles y el retraso definido por el usuario. Los parámetros relevantes son:

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

Resumen

El osciloscopio R&S®RTO6 con la opción de prueba EMC/ESD R&S®RTO6-K155 es ideal para verificar el generador de pulsos de descargas electrostáticas antes de probar la inmunidad a descargas electrostáticas de su dispositivo. Los usuarios pueden apostar por un hardware de medición superior y confiar en las funciones de medición predefinidas para verificar los parámetros con respecto a la tolerancia especificada. Es posible realizar un análisis aún más profundo de la forma de onda con funciones de medición predefinidas flexibles. Puede generarse un informe tras la prueba. La solución es una excelente herramienta para acelerar sus pruebas de inmunidad a descargas electrostáticas necesarias para la mayoría de productos electrónicos.