Target di calibrazione ESD IEC 61000-4-2 per la verifica del generatore ESD
Il target di calibrazione ESD è un target di corrente coassiale utilizzato per verificare la forma d'onda della corrente di scarica di un generatore ESD o di un simulatore di scariche elettrostatiche. Converte il rapido impulso di corrente ESD in un segnale misurabile per la valutazione con oscilloscopio, aiutando i laboratori di compatibilità elettromagnetica (EMC) e di calibrazione a verificare i valori di corrente di picco, tempo di salita e corrente in punti temporali definiti prima o durante i test di immunità ESD.
- Modello: ESD-CTR2
- Standard di applicazione: IEC 61000-4-2 Ed.2:2008, EN 61000-4-2:2009
- Riferimento aggiuntivo per l'applicazione: ISO 10605
- Oggetto di prova: Generatore ESD / simulatore di scariche elettrostatiche
- Scopo del test: Verifica della forma d'onda della corrente di scarica ESD
- Misurazione della resistenza: 2Ω±5%
- Tensione di prova ESD: Fino a ±30 kV
- Perdita di inserzione: ±0.5 dB fino a 1 GHz; ±1.2 dB fino a 4 GHz
- Produzione: Connettore coassiale N maschio
- Accessori inclusi: Attenuatore da 20 dB e cavo coassiale RG400 da 1 m
- Accessorio opzionale: Linea adattatrice conica da 50 Ω per la verifica del target
- Utenti tipici: Laboratori EMC, laboratori di calibrazione, laboratori di certificazione, produttori di apparecchiature ESD e laboratori di conformità interni.
Target di calibrazione ESD IEC 61000-4-2
Presentazione prodotto
Un generatore ESD può visualizzare correttamente una tensione di prova selezionata, ad esempio 2 kV, 4 kV o 8 kV, ma tale indicazione da sola non conferma che la forma d'onda effettiva della corrente di scarica sia corretta.
Per eseguire test affidabili di immunità alle scariche elettrostatiche, la potenza erogata dal generatore ESD deve essere caratterizzata mediante un sistema di misurazione della corrente adeguato.
Il target di calibrazione ESD fornisce l'interfaccia necessaria per questa misurazione.
Durante la verifica, il generatore ESD viene scaricato direttamente sul bersaglio. L'impulso di corrente risultante viene convertito in un segnale elettrico e trasferito, tramite un attenuatore e un cavo coassiale, a un oscilloscopio ad alta larghezza di banda.
La forma d'onda visualizzata sull'oscilloscopio può quindi essere utilizzata per valutare le caratteristiche principali dell'impulso di scarica, tra cui il picco di corrente iniziale, il tempo di salita e i valori di corrente in punti temporali definiti.
Il target di calibrazione ESD utilizza una resistenza di misura da 2 Ω ±5% , supporta tensioni di prova ESD fino a ±30 kV e fornisce prestazioni di perdita di inserzione definite per l'intera catena di misura target-attenuatore-cavo.
Specifiche tecniche
| Parametro | Specificazione |
|---|---|
| Tipologia di prodotto | Target di calibrazione della corrente ESD coassiale |
| Resistore di misurazione | 2Ω±5% |
| Norma di riferimento per la progettazione | IEC 61000-4-2 Ed.2:2008 |
| Riferimento europeo | EN 61000-4-2: 2009 |
| Riferimento applicativo aggiuntivo | ISO 10605 |
| Tensione di prova ESD | Fino a ±30 kV |
| Perdita di inserzione | ±0.5 dB fino a 1 GHz |
| Perdita di inserzione | ±1.2 dB fino a 4 GHz |
| Uscita | Connettore coassiale N maschio |
| Dimensioni obiettivo | Ø70 × 30 mm |
| Peso target | Circa. 400 g |
| Attenuatore incluso | 20 dB |
| Cavo incluso | Cavo coassiale RG400 da 1 m |
| Accessorio opzionale | Linea adattatore conica da 50 Ω |
| Riferimento all'installazione | Parete o piastra metallica della camera schermata ≥1.2 m × 1.2 m |
Perché è necessaria la verifica della forma d'onda del generatore ESD
La norma IEC 61000-4-2 stabilisce un metodo riproducibile per valutare l'immunità delle apparecchiature elettriche ed elettroniche alle scariche elettrostatiche.
Un test completo di immunità ESD dipende non solo dal dispositivo in prova e dalla tensione di prova selezionata, ma anche dal fatto che il generatore ESD produca la forma d'onda di scarica prevista.
L'edizione attuale della norma IEC, IEC 61000-4-2:2025 , continua a trattare la forma d'onda ideale della corrente di scarica, le apparecchiature di prova, la configurazione della prova e la calibrazione del sistema di misura della corrente.
Nell'ambito delle attività pratiche di laboratorio, ciò significa che un generatore ESD non dovrebbe essere valutato solo in base alla tensione visualizzata sul pannello frontale.
Occorre inoltre verificare la forma d'onda effettiva della corrente di scarica.
corrente di picco iniziale
Tempo di salita del picco iniziale compreso tra il 10% e il 90%.
Corrente a 30 ns
Corrente a 60 ns
Queste quattro caratteristiche della forma d'onda vengono utilizzate per valutare se il generatore ESD produce l'impulso di corrente di scarica richiesto.
Per i laboratori, questa verifica aiuta a distinguere un guasto del dispositivo in prova da un possibile problema con il generatore ESD o con la configurazione di misurazione.
Come funziona il target di calibrazione ESD
Il principio di misurazione è semplice:
→
Obiettivo attuale ESD
→
Attenuatore da 20 dB
→
Cavo coassiale RG400
→
Oscilloscopio ad alta larghezza di banda
Quando il generatore ESD scarica sul bersaglio, la corrente passa attraverso l'elemento di misura del bersaglio.
Il dispositivo converte la corrente di scarica in un corrispondente segnale di tensione. Poiché l'impulso ESD è sia rapido che di ampiezza relativamente elevata, il segnale in uscita passa attraverso un attenuatore prima di raggiungere l'oscilloscopio.
L'oscilloscopio acquisisce quindi la forma d'onda in modo da poter valutare le caratteristiche di corrente richieste.
Relazione tra corrente di scarica e tensione misurata
Per questa configurazione di misurazione:
- Ip = corrente di scarica in ampere
- Vm = tensione misurata dall'oscilloscopio in volt
Ad esempio, una corrente di scarica di 7.5 A corrisponde a una lettura dell'oscilloscopio di circa 1.5 V con il target specificato di 2 Ω e la configurazione di attenuazione di 20 dB.
Questa relazione si applica alla catena di misurazione definita. Se il target, l'attenuazione o la configurazione di connessione cambiano, la relazione di conversione deve essere verificata di conseguenza.
Cosa viene misurato durante la verifica della forma d'onda ESD?
Corrente di picco iniziale
Il picco iniziale rappresenta la corrente più elevata prodotta all'inizio dell'impulso ESD.
È uno dei parametri principali utilizzati per caratterizzare l'output del generatore ESD.
Tempo di salita dal 10% al 90%
Il tempo di salita descrive la velocità con cui l'impulso di corrente iniziale aumenta dal 10% al 90% del suo valore di picco.
Poiché questa transizione è estremamente rapida, la larghezza di banda dell'oscilloscopio, la risposta in frequenza del target, le prestazioni del cavo e la configurazione fisica del test possono influenzare la misurazione.
Corrente a 30 ns
Il valore attuale a 30 ns viene utilizzato per valutare la forma d'onda dopo il picco di scarica iniziale.
Ciò fornisce informazioni sulla porzione intermedia dell'impulso di corrente ESD.
Corrente a 60 ns
Il valore corrente a 60 ns valuta la parte finale della forma d'onda.
Insieme al picco iniziale e al tempo di salita, le misurazioni a 30 ns e 60 ns forniscono un quadro più completo delle prestazioni del generatore ESD rispetto alla sola tensione di scarica programmata.
La catena completa di misurazione bersaglio-attenuatore-cavo
Un punto tecnicamente importante è che il bersaglio di corrente non deve essere considerato indipendentemente dal resto del percorso di misurazione RF.
Le prestazioni di perdita di inserzione specificate si applicano all'intero sistema:
Bersaglio + Attenuatore + Catena di cavi.
La perdita di inserzione viene valutata per l'intera catena Bersaglio-Attenuatore-Cavo, anziché per il solo bersaglio.
Questo è importante nell'uso pratico in laboratorio.
La modifica del cavo, dell'attenuatore o della configurazione del connettore può alterare la risposta in frequenza del sistema di misurazione e, di conseguenza, influenzare la forma d'onda ESD acquisita.
Per le attività di calibrazione o di verifica tracciabile, i laboratori devono pertanto definire e mantenere la catena di misurazione completa.
Configurazione tipica della misurazione
Il target di calibrazione ESD è un componente della configurazione di verifica completa. Non si tratta di un sistema di calibrazione ESD automatico autonomo.
Il bersaglio è installato nella parete di una stanza schermata o in una piastra metallica conduttiva di almeno 1.2 m × 1.2 m.
Anche la disposizione fisica del generatore ESD è importante.
Il cavo di ritorno a terra deve essere posizionato con cura poiché la sua geometria può influenzare significativamente la forma d'onda misurata, in particolare le letture di corrente a 30 ns e 60 ns. Un instradamento errato può introdurre oscillazioni che distorcono l'impulso osservato.
Ecco perché la verifica della forma d'onda ESD dovrebbe essere considerata come una configurazione di misurazione completa, piuttosto che limitarsi a collegare un oggetto da misurare a un oscilloscopio.
Adattatore conico ESD-CTR2-AD da 50 Ω
L'adattatore conico opzionale da 50 Ω ha una funzione diversa rispetto al bersaglio di corrente ESD.
Il valore target corrente viene utilizzato per misurare la scarica prodotta dal generatore ESD.
L' adattatore conico da 50 Ω viene utilizzato per verificare le caratteristiche RF del sistema di misurazione del bersaglio di corrente.
Fornisce un punto di transizione tra una connessione di misura coassiale da 50 Ω e la geometria del bersaglio corrente.
50 Ω ±2% da CC a 4 GHz
Quando due linee di adattatori sono montate una di fronte all'altra, la configurazione di verifica prevede:
- coefficiente di riflessione migliore di 30 dB fino a 1 GHz;
- coefficiente di riflessione migliore di 20 dB fino a 4 GHz;
- Perdita di inserzione inferiore a 0.3 dB nella configurazione indicata.
Adattatore target attuale vs. adattatore di verifica
| Componente | Funzione primaria |
|---|---|
| Obiettivo attuale ESD | Cattura la forma d'onda della corrente di scarica generata dal simulatore ESD. |
| Attenuatore da 20 dB | Riduce il segnale a un livello adatto per la misurazione con l'oscilloscopio. |
| Cavo coassiale RG400 | Trasferisce il segnale misurato all'oscilloscopio |
| Adattatore conico da 50 Ω | Utilizzato per la verifica nel dominio della frequenza della catena di misurazione corrente-bersaglio |
L'adattatore conico non deve quindi essere considerato uno strumento di test ESD separato. Si tratta di un accessorio di verifica opzionale per il target attuale.
Norme applicabili e considerazioni sull'edizione
IEC 61000-4-2
L'obiettivo è stato progettato tenendo conto di:
IEC 61000-4-2 Ed.2:2008
e:
EN 61000-4-2: 2009
Successivamente, la IEC ha pubblicato la norma IEC 61000-4-2:2025 Edizione 3 , che è ora l'edizione IEC corrente. L'edizione corrente copre la forma d'onda della corrente di scarica, le apparecchiature di prova, la configurazione di prova e i requisiti di calibrazione per i test di immunità ESD.
ISO 10605
La norma ISO 10605 è rilevante anche per le applicazioni di test ESD nel settore automobilistico.
L'edizione attualmente pubblicata è la ISO 10605:2023 — Veicoli stradali — Metodi di prova per disturbi elettrici da scariche elettrostatiche . Essa copre i metodi di prova ESD per i moduli elettronici automobilistici e per i veicoli completi.
Per i progetti in ambito automobilistico, i clienti devono fornire la configurazione di prova ISO 10605 richiesta e la relativa configurazione del generatore prima che la configurazione di destinazione venga confermata.
Applicazioni tipiche di laboratorio
Laboratori di prova EMC
I laboratori EMC possono utilizzare il target di corrente per verificare le prestazioni della forma d'onda del generatore ESD prima dei test programmati o nell'ambito dei controlli periodici delle apparecchiature.
Ciò è particolarmente utile quando è necessario distinguere i risultati inattesi del dispositivo in prova da possibili problemi del generatore ESD o del sistema di misurazione.
Laboratori di taratura e metrologia
I laboratori di calibrazione possono integrare il target in una configurazione di calibrazione di un generatore ESD insieme all'oscilloscopio, all'attenuatore, al cavo e agli accessori di verifica appropriati.
Il target di corrente fornisce l'interfaccia di misura; di per sé non fornisce un risultato di calibrazione completo né una dichiarazione di incertezza.
Laboratori di certificazione
I laboratori di certificazione e di prova di terze parti che utilizzano sistemi di prova conformi alla norma IEC 61000-4-2 possono impiegare un target di corrente dedicato per la verifica periodica del generatore e il controllo qualità delle apparecchiature.
Produttori di apparecchiature elettriche ed elettroniche
I produttori dotati di laboratori EMC interni possono utilizzare il target per i controlli di routine dei loro simulatori ESD, per la risoluzione dei problemi e per il monitoraggio a lungo termine delle prestazioni dei sistemi di test.
Laboratori EMC per il settore automobilistico
Per i laboratori che eseguono test ISO 10605, il bersaglio di corrente può far parte della configurazione di verifica del simulatore ESD. L'applicabilità deve essere confermata in base all'edizione ISO 10605 richiesta e alla configurazione di prova specifica del progetto.
Conformità e garanzia normativa
Progettato in conformità alle norme IEC 61000-4-2 Ed.2:2008 e EN 61000-4-2:2009 , il target di calibrazione ESD supporta la verifica controllata delle forme d'onda della corrente di scarica del generatore ESD. La documentazione di origine elenca anche la norma ISO 10605 come riferimento applicabile.
Per le calibrazioni formali o le attività di conformità, prima di emettere un preventivo è necessario confermare l'edizione della norma applicabile, la catena di misura completa e la documentazione di calibrazione richiesta.
Assistenza tecnica e supporto di esperti
Per confermare la configurazione corretta, si prega di fornire:
- Norma e edizione applicabili
- Produttore e modello del generatore ESD
- Tensione di scarica massima da verificare
- Modello o larghezza di banda dell'oscilloscopio
- Se è necessario l'adattatore di verifica da 50 Ω
- Ambito di calibrazione o documentazione richiesto
Per le applicazioni nel settore automobilistico, si prega di indicare anche il requisito di prova ISO 10605 applicabile.
KINGPO è in grado di esaminare la configurazione richiesta per il target, l'attenuazione, la connessione e la verifica, in base all'applicazione di laboratorio prevista.
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