使用高性能示波器进行 ESD 发生器脉冲验证

您的任务

确保产品具备 ESD 防护能力，是符合 IEC 61000-4-2 等国际标准的关键。进行准确且可重复的 ESD 测试，需要使用功能正常的 ESD 发生器准确生成具有规定特性的脉冲。
在测试之前，必须验证发生器输出（尤其是脉冲波形），最好的办法就是使用经过校准的 ESD 静电靶和实验室级示波器。这些标准中定义的 ESD 事件会产生数十安培的峰值电流，这些电流的上升时间小于 1 ns，并且会流入敏感的电子电路。这会损坏器件，引发集成电路的锁存效应，或导致复杂的电子电路发生故障。符合标准要求的 ESD 波形及其相关参数如图所示。

每台 ESD 发生器在进行测试前，都必须符合规定的波形和参数要求。如果规定波形的极性为正，还需要使用负脉冲进行测试。在下方波形中，ESD 脉冲可能包含高达数千兆赫的高频分量。要准确捕获并表征这种信号，所用仪器需要具备高带宽和高采样率。标准要求最低带宽为 2 GHz，采样率至少为 8 Gsample/s。准确捕获波形后，需要测量电流和时间参数，并对照规定的允差进行验证。

罗德与施瓦茨解决方案

R&S®RTO6 示波器结合 R&S®RTO6-K155 EMC/ESD 测试选件，通过一套测量、分析和可视化工具扩展了标准示波器固件，可用于电磁兼容/静电放电 (EMC/ESD) 的分析和表征应用。具体来说，EMC/ESD 分析选件提供的预定义测量功能符合标准规定的参数。还可以应用合格/不合格判定标准，并选择预定义的电平。通过可自定义的测量功能，可以深入分析捕获的波形。借助历史和趋势功能，用户可以捕获并一目了然地查看大量测量值。除此之外还可以生成报告，记录被测 ESD 发生器的验证结果。

预定义的测量参数

所有相关参数均在 EMC/ESD 测试类别中预先定义，并可在下图所示的菜单中进行选择。除了参数之外，测试时还必须为应用的波形定义斜率。相关参数包括：

• Rise time（上升时间）(tr)：从 10% 增加到 90% 的时间
• First peak（第一峰值）(Ip1)：第一个正/负峰值的电平
• Second peak（第二峰值）(Ip2)：指定时间范围内的最大/最小电平
• I30：参考点后 30 ns 处的电平
• I60：参考点后 60 ns 处的电平

可为所有参数激活结果线，以在波形中指示测量值。

合格/不合格标准

合格/不合格标准对于标准合规性至关重要。可以选择所有符合标准的预定义参数，并用于判定验证是否合格。

测试完成后，测量结果将显示测量值是否在限值范围内。

自定义的测量参数

为了进行深入分析，可以选择两个附加的自定义参数，以根据用户定义的电平和延迟对波形进行表征。相关参数包括：

• Lvl@delay（延迟电平）：参考点后指定延迟处的电平
• Time to value（到达指定电平的时间）：从起始到指定电平的持续时间

总结

R&S®RTO6 示波器搭配 R&S®RTO6-K155 EMC/ESD 测试选件，非常适合在对 ESD 脉冲发生器进行 ESD 抗扰度测试前对其进行验证。得益于卓越的测量硬件和可靠的预定义测量功能，用户可以检查参数是否在规定的允差范围内。借助灵活的预定义测量功能，可以深入分析波形。测试完成后会生成报告。这种解决方案是用于加快大多数电子产品 ESD 抗扰度测试的理想工具。