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利用AG8示波器查验静电放电(ESD)仿真器

公布日期:2023-01-12         欣赏数:5   

  在设计满意环球电磁兼容才能(EMC)尺度的产品时,静电放电(ESD)抗扰度测试至关紧张。大少数产品都市遵照次要国际尺度,好比IEC 61000-4-2和美国ANSI C63.16,都划定了怎样设置和实行这些ESD测试。这些测试要求ESD仿真器,来天生正确的可反复的测试脉冲。

  这些尺度还划定了必需注入被测设置装备摆设(EUT)中的电流脉冲的外形和定时。在运转抗扰度测试前,必需查验ESD仿真器天生的电流脉冲拥有准确的外形和上升工夫。可以利用校准后的ESD靶和高带宽示波器,查验仿真器的功能。AG8示波器4/5/6系MSO为这种查验丈量提供了抱负的选择。

  

图1. ESD事情发生的电流上升工夫不到1 ns

  人体打仗配电箱或电缆时发生的ESD,大概会形成ESD破坏。在人的手指接近金属物体时,平凡的人体ESD事情会在物体中发生高电放逐电。失掉的电流脉冲大概会到达几安,有十分高的前沿,上升工夫不到1 ns (图1)。图1表现了抱负化的ESD波形。

  人体可以建模成一个复杂的串联RC网络(图2)。在电荷构成时,电容器会充电到选定命字的kV。在按下开关(仿真器触发器)时,这个电荷会敏捷放电到EUT中。多家制造商提供的仿真器都能复现十分靠近这团体体模子的电流波形。IEC 61000-4-2国际尺度中划定了这些仿真器必需天生的波形。

  

图2. RC网络仿真来自人手指的ESD事情

  IEC 61000-4-2要求在测试EUT前查验ESD仿真器的尖端电压,别的要求查验失掉的电流波形的多个特点,好比电流峰值、30 ns时的电流读数和60 ns时的电流读数。

  可以利用电表或吉欧表丈量仿真器的尖端电压。但,大少数人发明,对复杂的预分歧性查验测试,可以利用高阻抗高压电阻电压分路器(100 MΩ串联1 MΩ)和数字电压表。电阻器肯定要可以耐受最高25 kV电压。

  IEC和ANSI尺度对丈量可反复性的要求要比对上升工夫的要求更严厉。为捕捉ESD,必需把示波器设置成单次(“single-shot”)形式。假如示波器对反复的上升工夫丈量前往了一串差别的回答,那么就不克不及依托它正确地丈量任何一种状况的上升工夫,即便屡次丈量的均匀数非常正确。单次可反复性的一个次要因子是低外部噪声,因而在评价示波器举行ESD测试时要比力噪声目标。这些实例中利用的6系MSO发生的噪声分外低,分外合适这些测试。

  利用并联

  为校验ESD仿真器的输入,必需丈量发生的电流流经毗连接地的低阻抗高频电阻并联时的波形。这个并联或ESD靶仿真进入大的金属物体中的放电,好比设置装备摆设箱(图3)。

  

图3. 两种款式的ESD靶:老式靶(左)和旧式靶(右)。旧式靶的带宽较高(4 GHz),将来版本的IEC 61000-4-2大概会划定利用旧式靶

  IEC和ANSI尺度现在划定并联阻抗<2.1 Ω,但未来修订版尺度中会变。为了协助工程师愈加正确地查验ESD仿真器功能,草议尺度如今划定了带宽更低、阻抗更低的校准后的(旧式) ESD靶。

  新靶的阻抗约为1 Ω。现在IEC和ANSI尺度划定利用1 GHz带宽的靶。草议尺度划定利用4 GHz带宽的靶。在设置测试时,必需把靶安置在1.2平方米空中的中心。ANSI C63.16靶目标包罗4 GHz以下时反射系数<0.1 (相称于VSWR<1.22),插损<0.3 dB。这些靶可以在贸易市场上购置。

  为完成测试设置,必要电缆、衰减器和示波器。利用优质低消耗电缆毗连靶、衰减器和示波器。电缆总长要坚持在1米以内,如许才干满意IEC和ANSI尺度。ANSI C63.16要求双屏障电缆,避免信号走漏影响丈量。它还保举RG-400/U电缆,而RG-214/U只管是两倍直径,但消耗只要一半,好像结果更好。还可以利用任何GHz带宽的同轴电缆。

  IEC 61000-4-2还划定把示波器放在法拉第笼中,屏障示波器遭到ESD引发的放射辐射。在尺度开辟历程中(20世纪90年月初),很多工程师利用模仿荧光存储示波器举行这些丈量。尺度之以是划定利用屏障层,是为了避免模仿示波器上表现的波形失真。屏障层也最大限制地增加了放电放射场惹起的假触发数目。

  现在,大少数高速数字示波器,包罗AG84/5/6系MSOs,都拥有屏障良好的输出电路,因而理论中通常不要求法拉第笼。只需把ESD靶安置在1.2平方米铝片上,通常就能避免数字示波器中不想要的触发。

  

图4. ESD靶和示波器之间的衰减器掩护仪器的输出缩小器

  测试设置方框图如图4所示。必要利用衰减器,掩护示波器的输出前置缩小器,由于ESD靶大概会发生>50 V的电压。20 dB衰减器很利便,由于它表现10×衰减,把测得电压乘10,就可以失掉颠末并联的实践电压,然后盘算出失掉的电流。衰减器必需可以处置最高50 V尖峰,衰减器的带宽必需正确地经过最高4 GHz频率。

       以上便是利用AG8示波器查验静电放电(ESD)仿真器的介绍,假如您有报价、选型、技能题目等,接待登岸安乐测试举行征询。