Hallo!
Wie kann ich eine ESD-Entladung (max. 25kV) mit meinem 2GS/s-Oszilloskop messen, ohne eine Beschädigung fürchten zu müssen, bzw. welchen Tastkopf kann ich dafür nehmen?
Problematisch ist auch, das die Anstiegezeit nur ca. 850 Pikosekunden beträgt. Entweder finde ich einen Tastkopf, der für hohe Spannungen taugt aber recht langsam ist, oder einen, der für HF-Signale, aber nur bis 600Vp geeignet ist. Aber beides zusammen?
Gruß, Thomas
Tastköpfe sind ungeeignet, da spektrale Anteile mindestens bis 1GHz ausgewertet werden (sollten). In den ESD-Normen ist ein Entlade-"Dummyload" beschrieben, der in
50-Ohm-Technik aufgebaut ist und wo sich die ESD-Pistole auf einem 2-Ohm-Widerstand entlädt. Diesen Dummyload nachbauen (ist sehr detalliert beschrieben) oder kaufen. An den 50-Ohm-Anschluss dann, wie in der Norm beschrieben, über ein Dämpfungsglied das Oszilloskop anschließen, wobei der interne 50-Ohm-Abschluss aktiviert sein muss. Diese Anordnung wird üblicherweise zur Funktionsüberprüfung von ESD- Pistolen verwendet.Falls Du in der Schaltung selbst die Auswirkungen der ESD-Entladungen messen willst: Vergiss es. BTDT - Du gefährdest massiv Dein Oszilloskop durch Mantelwellen auf dem Tastkopf-Koaxkabel und misst nur Hausnummern. Auf Komponentenebene hingegen lassen sich ESD-Messungen ganz brauchbar durchführen. Aufbau: alles streng in 50-Ohm-Technik (ab dem Bauteil) und mit ausreichend belastbaren 50-Ohm-Dämpfungsgliedern an das Scope herangeführt. Aber aufpassen: Elektronisches Equipment (vor allem wenn es teuer ist) solltest Du nur abgeschirmt oder in Abstand z.B. größer 2m von den Entladungen bzw. unter der Entkade-Masseplatte betreiben (Stichwort: schleichende Migrationseffekte in Chips durch die impulsförmigen abgestrahlte Energie).
Thomas.
Tastköpfe sind ungeeignet, da spektrale Anteile mindestens bis 1GHz ausgewertet werden (sollten). In den ESD-Normen ist ein Entlade-"Dummyload" beschrieben, der in
50-Ohm-Technik aufgebaut ist und wo sich die ESD-Pistole auf einem 2-Ohm-Widerstand entlädt. Diesen Dummyload nachbauen (ist sehr detalliert beschrieben) oder kaufen. An den 50-Ohm-Anschluss dann, wie in der Norm beschrieben, über ein Dämpfungsglied das Oszilloskop anschließen, wobei der interne 50-Ohm-Abschluss aktiviert sein muss. Diese Anordnung wird üblicherweise zur Funktionsüberprüfung von ESD- Pistolen verwendet.Thomas.
Nachschlag:
Bei Tektronix finde ich nur den Tastkopf P6015A (max. 40kV) mit einer Bandbreite von 75MHz. Nötig wären aber schätzungsweise 300MHz. Was kostet der eigentlich? Das die auch nie ungefähre Preisangaben machen, richtig blöd...
Gruß, Thomas
Thomas Rehm schrieb:
Dachte ich mir gleich. Aber erkläre das mal einem Kunden...
Um dann auf max. 600V (bei 15kV) zu kommen, die jeder gute HF-Tastkopf aushält. Mhm, geht leider nicht, weil ich einen IC-Ausgang überwachen will/muss (fordert der Kunde). Wenn ich den mit 2 Ohm belaste, kann ich mir die ESD-Prüfung gleich sparen;-)
Diesen Dummyload nachbauen (ist sehr
Die genaue Funktion des Dämpfungsgliedes habe ich noch nicht so genau verstanden. Wozu ist das gut?
Hi,
mir will der Aufbau nicht einleuchten, der IC erzeugt ESD?
U. U. kannst Du mit einer Stromzange messen, die gibt es bis >2GHz Bandbreite.
Bedenke bitte die analoge Bandbreite Deines Oszis. Bei 2 GS/s hat es bestimmt nicht mehr als 500MHz.
Thiemo
*Worauf* überwachen? Ob der Ausgang (aufgrund ESD) zerstört wurde? Oder ob und welche ESD-Amplitude darauf einwirkte? Und ist es nicht sinnvoller, einen bis 25kV wirksame ESD-Schutz einzubauen, anstatt die Amplitude einer möglichen ESD-Entladung messen zu wollen? Und welche Spannungen/Ströme/Frequenzen/Flankensteilheiten hat der Ausgang zu treiben?
Wie ich schon schrieb:
Aber hier mal eine Idee zur Auswertung von ESD-Entladungen "in situ" (reines brainstorming, nicht getestet): Ein Integrationsglied am Messpunkt (z.B. 1kOhm und 10nF) sowie ein nachgeschalteter hochohmiger Spannungsteiler integriert die ESD- Entladung zu einer Spannung, welche z.B. von einem ADC-Eingang eines Controllers gefahrlos eingelesen werden kann. Ein Differentations- glied am gleichen Eingang (z.B. 10pF/2kV und 100R, dahinter ebenfalls ein R-Teiler) startet das Einlesen des Impulses (über einen Interrupt- eingang des Controllers z.B.). Allerdings benötigt auch diese "Messschaltung" einen zusätzlichen ESD-Schutz (etwa in Form einer der Überspannungs-Entladestrecken in Form von Gasentladungs-Pillen) - denn wirklich ESD-feste Bauteile sind doch etwas größer (bei einer ESD-Entladung werden für einige Nanosekunden mehr als 100 kW elektrischer Leistung umgesetzt, was für fast jeden Kleinleistungs-Widerstand zur Zerstörung führen kann. Und diese Messschaltung wäre wiederum nicht geeignet, ein Oszilloskop anzusteuern, da (wie schon erwähnt) der ESD-Impuls sich über die Abschirmung des Messkabels aus der Schaltung zum Oszilloskop bewegt und so einerseits das Scope gefährdet, andererseits auch die Verhältnisse am Messpunkt (durch die Masseanbindung) völlig verändert: Die ESD-Entladung wird sich dann u.U. mit völlig anderen Amplituden auswirken.
Thomas.
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