测量的目的是再现在标准抗干扰测试时的功能故障,从而确认和评估干扰被耦合入和耦合出的路径。
使用E1抗干扰开发系统,测量和定位EFT/ESD问题的一般步骤为:
1.故障粗略定位
检查EUT的各个电路模块,例如整块PCB、PCB间的互联电缆、PCB内的电路功能模块等。
取EUT的一块PCB或者一部分电路,对该模块的GND直接注入干扰:
* 两极连接方式注入干扰:
把SGZ21信号源的两个输出,分别连接到电路模块的GND上,判断是否是磁场敏感。如果在这种方式下,EUT出现期望的功能故障,说明在这两个GND节点之间存在的干扰电流路径周围,存在对磁场敏感的敏感点。
* 单极连接方式注入干扰:
把SGZ21信号源的其中一个输出接到电路模块的GND上,另一个输出端接到EUT的机箱(可以用电场场源模拟机箱),判断是否是电场敏感。如果单极连接期间出现功能故障,可能是:
电场:直接由EUT和场源探头间引起的故障;
磁场:流入电场的电流产生磁场,磁场被耦合到信号环路上,导致出现故障。
区分办法:
在EUT的GND和附近的金属物体之间建立一个很短的低阻抗的连接,从而消除电场的影响,如果不再出现那个已知的功能故障,就说明,那个已知的功能故障是由电场引起的。否则,这个故障可能是磁场引起的。
2.测量干扰电流路径
通过"故障粗略定位",把敏感点位置进行了粗略的定位,同时确定了电路敏感的性质(磁场敏感或者电场敏感)。使用瞬态电磁场探头,能测量EUT内部突发磁场的相对强度,并可以测量出干扰电流的流向。利用瞬态磁场探头测量时,能帮助你发现:
a. EUT内哪里存在突发磁场?
b. EUT内部的干扰电流是怎么流的?
c. 干扰电流有没有流入集成电路的输入和输出?
d. 旁路电容有什么影响,应该采用多大容值的电容?
e. 屏蔽连接的长度是如何影响旁路电流的?
3.精确定位敏感点
在把故障定位到模块并测量出电流路径之后,使用场源,能对敏感点进行精确定位:
首先是根据前面的测量结果来选择场源,决定使用磁场场源或者电场场源。
再依据测量到的"电流路径",沿着干扰电流方向的路径,使用相应的场源对EUT注入干扰。E1抗干扰开发系统配备了不同分辨率的9种场源,选择场源时,从大面积到小面积,选择强度时,探头由远到近慢慢靠近EUT,从而最终确定敏感点的位置。
4.评估电路修改有效性
找出电路内部存在的敏感点之后,开发人员会进行电路修改以改善EUT的抗干扰性能。为此,E1抗干扰开发系统,使用了一套"脉冲率测量法"的技术,让我们能对电路修改的有效性进行快速的评估。脉冲率测量法需要使用SGZ21发生器和传感器。
SGZ21产生如图6所示的,输出脉冲无序的,峰值电平呈平均分布的脉冲信号,这样就不需要发生器和计数器之间的同步。
例如,用放在EUT内部的传感器来监视敏感的信号线,一旦检测到这根信号线上有干扰,就会发出一个光脉冲。SGZ21上的计数器对这些光脉冲进行计数。在一个周期信号(1秒钟)序列期间检测到的计数值,代表着干扰门限所处的位置,即EUT的敏感度。