Cible d'étalonnage ESD IEC 61000-4-2 pour la vérification des générateurs ESD
La cible d'étalonnage ESD est une cible de courant coaxiale utilisée pour vérifier la forme d'onde du courant de décharge d'un générateur ESD ou d'un simulateur de décharge électrostatique. Elle convertit l'impulsion de courant ESD rapide en un signal mesurable pour l'analyse à l'oscilloscope, permettant ainsi aux laboratoires d'étalonnage et de CEM de contrôler le courant de crête, le temps de montée et les valeurs de courant à des instants précis avant ou pendant les tests d'immunité ESD.
- Modèle: ESD-CTR2
- Norme d'application: IEC 61000-4-2 Ed.2:2008, EN 61000-4-2:2009
- Référence supplémentaire de l'application : ISO 10605
- Objet de test: Générateur ESD / simulateur de décharge électrostatique
- Objectif du test : Vérification de la forme d'onde du courant de décharge électrostatique
- Résistance de mesure : 2 ±5%
- Tension de test ESD : Jusqu'à ±30 kV
- Perte d'insertion: ±0.5 dB jusqu'à 1 GHz ; ±1.2 dB jusqu'à 4 GHz
- Sortie : Connecteur coaxial N mâle
- Accessoires inclus: atténuateur de 20 dB et câble coaxial RG400 de 1 m
- Accessoire optionnel: Ligne d'adaptateur conique 50 Ω pour la vérification de la cible
- Utilisateurs types : Laboratoires de CEM, laboratoires d'étalonnage, laboratoires de certification, fabricants d'équipements ESD et laboratoires de conformité internes
Cible d'étalonnage ESD IEC 61000-4-2
Présentation du produit
Un générateur ESD peut afficher correctement une tension de test sélectionnée telle que 2 kV, 4 kV ou 8 kV, mais cette indication seule ne confirme pas que la forme d'onde réelle du courant de décharge est correcte.
Pour des tests fiables d'immunité aux décharges électrostatiques, la sortie du générateur ESD doit être caractérisée par un système de mesure de courant approprié.
La cible d'étalonnage ESD fournit l'interface requise pour cette mesure.
Lors de la vérification, le générateur de décharge électrostatique est appliqué directement sur la cible. L'impulsion de courant résultante est convertie en un signal électrique et transmise, via un atténuateur et un câble coaxial, à un oscilloscope à large bande passante.
La forme d'onde de l'oscilloscope peut alors être utilisée pour évaluer les principales caractéristiques de l'impulsion de décharge, notamment le pic de courant initial, le temps de montée et les valeurs de courant à des points temporels définis.
La cible d'étalonnage ESD utilise une résistance de mesure de 2 Ω ±5 % , prend en charge des tensions de test ESD jusqu'à ±30 kV et fournit des performances de perte d'insertion définies pour la chaîne de mesure complète cible–atténuateur–câble.
Spécifications techniques
| Paramètre | Spécifications |
|---|---|
| Type de produit | Cible d'étalonnage du courant ESD coaxiale |
| Résistance de mesure | 2 ±5% |
| Norme de conception de référence | IEC 61000-4-2 Ed.2:2008 |
| Référence européenne | EN 61000-4-2: 2009 |
| Référence supplémentaire de l'application | ISO 10605 |
| Tension d'essai ESD | Jusqu'à ±30 kV |
| Perte d'insertion | ±0.5 dB jusqu'à 1 GHz |
| Perte d'insertion | ±1.2 dB jusqu'à 4 GHz |
| Sortie | Connecteur coaxial N mâle |
| Dimensions cibles | Ø70 × 30 mm |
| Poids cible | Environ. 400 g |
| Atténuateur inclus | 20 dB |
| Câble inclus | câble coaxial RG400 de 1 m |
| Accessoire optionnel | Ligne d'adaptation conique 50 Ω |
| Référence d'installation | Mur de chambre blindée ou plaque métallique ≥ 1.2 m × 1.2 m |
Pourquoi la vérification de la forme d'onde du générateur ESD est-elle nécessaire ?
La norme IEC 61000-4-2 établit une méthode reproductible pour évaluer l'immunité des équipements électriques et électroniques aux décharges électrostatiques.
Un test d'immunité ESD complet dépend non seulement du dispositif testé et de la tension de test sélectionnée, mais aussi de la capacité du générateur ESD à produire la forme d'onde de décharge prévue.
L'édition actuelle de la norme CEI, CEI 61000-4-2:2025 , continue de traiter de la forme d'onde idéale du courant de décharge, de l'équipement de test, de la configuration de test et de l'étalonnage du système de mesure du courant.
En pratique, lors des travaux de laboratoire, cela signifie qu'un générateur de décharge électrostatique ne doit pas être jugé uniquement sur la tension affichée sur son panneau avant.
Il convient également de vérifier la forme d'onde réelle de son courant de décharge.
Courant de crête initial
Temps de montée de 10 % à 90 % du pic initial
Courant à 30 ns
Courant à 60 ns
Ces quatre caractéristiques de forme d'onde sont utilisées pour évaluer si le générateur ESD produit l'impulsion de courant de décharge requise.
Pour les laboratoires, cette vérification permet de distinguer une défaillance du dispositif testé d'un éventuel problème avec le générateur de décharge électrostatique ou le système de mesure.
Fonctionnement de la cible d'étalonnage ESD
Le principe de mesure est simple :
→
Cible actuelle ESD
→
Atténuateur de 20 dB
→
Câble coaxial RG400
→
Oscilloscope à large bande passante
Lorsque le générateur ESD se décharge sur la cible, le courant traverse l'élément de mesure de la cible.
La cible convertit le courant de décharge en un signal de tension correspondant. L'impulsion ESD étant à la fois rapide et d'amplitude relativement élevée, le signal de sortie est atténué avant d'être visualisé sur l'oscilloscope.
L'oscilloscope capture ensuite la forme d'onde afin que les caractéristiques de courant requises puissent être évaluées.
Relation entre le courant de décharge et la tension mesurée
Pour cette configuration de mesure :
- Ip = courant de décharge en ampères
- Vm = tension mesurée par l'oscilloscope en volts
Par exemple, un courant de décharge de 7.5 A correspond à une lecture à l'oscilloscope d'environ 1.5 V dans les conditions spécifiées de cible de 2 Ω et de configuration d'atténuation de 20 dB.
Cette relation s'applique à la chaîne de mesure définie. Si la cible, l'atténuation ou la configuration de connexion changent, la relation de conversion doit être vérifiée en conséquence.
Que mesure-t-on lors de la vérification de la forme d'onde ESD ?
Courant de crête initial
Le pic initial représente le courant le plus élevé produit au début de l'impulsion ESD.
Il s'agit de l'un des principaux paramètres utilisés pour caractériser la sortie du générateur ESD.
Temps de montée de 10 % à 90 %
Le temps de montée décrit la rapidité avec laquelle l'impulsion de courant initiale augmente de 10 % à 90 % de sa valeur maximale.
Comme cette transition est extrêmement rapide, la bande passante de l'oscilloscope, la réponse en fréquence cible, les performances du câble et la configuration physique du test peuvent toutes influencer la mesure.
Courant à 30 ns
La valeur actuelle à 30 ns est utilisée pour évaluer la forme d'onde après le pic de décharge initial.
Ceci fournit des informations sur la partie intermédiaire de l'impulsion de courant ESD.
Courant à 60 ns
La valeur actuelle à 60 ns évalue la dernière partie de la forme d'onde.
Avec le pic initial et le temps de montée, les mesures de 30 ns et 60 ns fournissent une image plus complète des performances du générateur ESD que la seule tension de décharge programmée.
La chaîne de mesure complète cible–atténuateur–câble
Un point techniquement important est que la cible actuelle ne doit pas être considérée indépendamment du reste du chemin de mesure RF.
Les performances en matière de pertes d'insertion spécifiées s'appliquent à l'ensemble :
Cible + Atténuateur + Chaîne de câbles.
La perte d'insertion est évaluée pour la chaîne complète cible–atténuateur–câble plutôt que pour la cible seule.
Cela a son importance lors d'une utilisation réelle en laboratoire.
Modifier la disposition des câbles, des atténuateurs ou des connecteurs peut modifier la réponse en fréquence du système de mesure et donc affecter la forme d'onde ESD capturée.
Pour les travaux d'étalonnage ou de vérification traçable, les laboratoires doivent donc définir et maintenir la chaîne de mesure complète.
Configuration de mesure typique
La cible d'étalonnage ESD est un élément du dispositif de vérification complet. Il ne s'agit pas d'un système d'étalonnage ESD automatique autonome.
La cible est installée dans le mur d'une chambre blindée ou dans une plaque métallique conductrice d'au moins 1.2 m × 1.2 m.
La configuration physique du générateur ESD est également importante.
Le câble de retour à la terre doit être positionné avec soin car sa géométrie peut affecter considérablement la forme d'onde mesurée, notamment les mesures de courant à 30 ns et 60 ns. Un routage incorrect peut introduire des oscillations qui déforment l'impulsion observée.
C’est pourquoi la vérification de la forme d’onde ESD doit être considérée comme une configuration de mesure complète plutôt que comme la simple connexion d’une cible à un oscilloscope.
Ligne adaptateur conique ESD-CTR2-AD 50 Ω
L'adaptateur conique optionnel de 50 Ω a une fonction différente de celle de la cible de courant ESD.
La cible actuelle est utilisée lors de la mesure de la décharge produite par le générateur ESD.
L' adaptateur conique 50 Ω est utilisé lors de la vérification des caractéristiques RF du système de mesure de la cible de courant.
Il assure la transition entre une connexion de mesure coaxiale de 50 Ω et la géométrie de la cible actuelle.
50 Ω ±2 % de CC à 4 GHz
Lorsque deux lignes d'adaptation sont montées face à face, la configuration de vérification fournit :
- coefficient de réflexion supérieur à 30 dB jusqu'à 1 GHz ;
- coefficient de réflexion supérieur à 20 dB jusqu'à 4 GHz ;
- perte d'insertion inférieure à 0.3 dB dans la configuration indiquée.
Cible actuelle vs. Adaptateur de vérification
| Composant | Fonction primaire |
|---|---|
| Cible actuelle ESD | Capture la forme d'onde du courant de décharge généré par le simulateur ESD |
| Atténuateur de 20 dB | Réduit le signal à un niveau approprié pour la mesure à l'oscilloscope |
| Câble coaxial RG400 | Transfère le signal mesuré à l'oscilloscope |
| Adaptateur conique 50 Ω | Utilisé pour la vérification dans le domaine fréquentiel de la chaîne de mesure courant-cible |
L'adaptateur conique ne doit donc pas être considéré comme un instrument de test ESD distinct. Il s'agit d'un accessoire de vérification optionnel pour la cible actuelle.
Normes applicables et considérations relatives à l'édition
IEC 61000-4-2
La cible est conçue en référence à :
IEC 61000-4-2 Ed.2:2008
et :
EN 61000-4-2: 2009
La CEI a par la suite publié la norme CEI 61000-4-2:2025, troisième édition , qui est désormais la norme en vigueur. Cette dernière décrit la forme d'onde du courant de décharge, les équipements de test, la configuration des tests et les exigences d'étalonnage pour les essais d'immunité aux décharges électrostatiques.
ISO 10605
La norme ISO 10605 est également pertinente pour les applications de test ESD dans le secteur automobile.
L'édition actuellement publiée est la norme ISO 10605:2023 — Véhicules routiers — Méthodes d'essai des perturbations électriques dues aux décharges électrostatiques . Elle couvre les méthodes d'essai des décharges électrostatiques pour les modules électroniques automobiles et les véhicules complets.
Pour les projets automobiles, les clients doivent fournir la configuration de test ISO 10605 requise et la configuration du générateur applicable avant que la configuration cible ne soit confirmée.
Applications typiques en laboratoire
Laboratoires d'essais CEM
Les laboratoires CEM peuvent utiliser la cible de courant pour vérifier les performances de la forme d'onde du générateur ESD avant les tests programmés ou dans le cadre des contrôles périodiques des équipements.
Ceci est particulièrement utile lorsqu'il est nécessaire de distinguer des résultats inattendus du dispositif testé d'éventuels problèmes liés au générateur de décharge électrostatique ou au système de mesure.
Laboratoires d'étalonnage et de métrologie
Les laboratoires d'étalonnage peuvent intégrer la cible dans un système d'étalonnage de générateur ESD, avec l'oscilloscope, l'atténuateur, le câble et les accessoires de vérification appropriés.
La cible actuelle fournit l'interface de mesure ; elle ne fournit pas à elle seule un résultat d'étalonnage complet ni une déclaration d'incertitude.
Laboratoires de certification
Les laboratoires de certification et d'essais tiers utilisant des systèmes de test IEC 61000-4-2 peuvent utiliser une cible de courant dédiée pour la vérification périodique du générateur et le contrôle de la qualité des équipements.
Fabricants de matériel électrique et électronique
Les fabricants disposant de laboratoires CEM internes peuvent utiliser cette cible pour les contrôles de routine de leurs simulateurs ESD, le dépannage et la surveillance à long terme des performances des systèmes de test.
Laboratoires CEM automobiles
Pour les laboratoires effectuant des essais conformes à la norme ISO 10605, la cible actuelle peut faire partie du dispositif de vérification du simulateur de décharge électrostatique. Son applicabilité doit être confirmée au regard de l'édition requise de la norme ISO 10605 et du dispositif d'essai spécifique au projet.
Conformité et assurance réglementaire
Conçue conformément aux normes IEC 61000-4-2 Ed.2:2008 et EN 61000-4-2:2009 , la cible d'étalonnage ESD permet la vérification contrôlée des formes d'onde du courant de décharge des générateurs ESD. La documentation source mentionne également la norme ISO 10605 comme référence applicable.
Pour les travaux d'étalonnage ou de conformité officiels, l'édition standard applicable, la chaîne de mesure complète et la documentation d'étalonnage requise doivent être confirmées avant l'établissement du devis.
Demandes techniques et assistance d'experts
Pour confirmer la configuration appropriée, veuillez fournir :
- Norme et édition applicables
- Fabricant et modèle du générateur ESD
- Tension de décharge maximale à vérifier
- Modèle ou bande passante de l'oscilloscope
- L'adaptateur de vérification 50 Ω est-il nécessaire ?
- Étendue de l'étalonnage ou de la documentation requise
Pour les applications automobiles, veuillez également identifier l'exigence de test ISO 10605 applicable.
KINGPO peut examiner la configuration cible, d'atténuation, de connexion et de vérification requise en fonction de l'application de laboratoire prévue.
Affichage détaillé
QFP
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