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[经验] 深度解析OIE1研发阶段抗扰度测试套件

2020-9-4 17:25:13  133 抗干扰
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OIE1研发阶段抗扰度测试套件也为抗干扰开发系统,用来模拟所开发出来设备的干扰过程,干扰电流、电场和磁场直接注入到电子模块,以不同方式来确定电路板上的敏感结构,了解合机制,使设备达到最佳抗干扰能力。
四大组成:产生突发干扰的SGZ21突发信号源(内置光纤输入的计数器)、接收突发干扰的MS02瞬态磁场探头、场源组(含将突发信号源的电输出变为电场的ES系列电场源组、将突发信号源的电输出变为磁场的BS系列磁场源组)、检测集成电路敏感度的S31传感器
一、SGZ21产生突发干扰的瞬态脉冲群和静电放电发生器:内置光纤输入的计数
SGZ21产生类似于电快速瞬变脉冲群(EFT)或者静电放电(ESD)的干扰脉冲,其脉冲上升沿时间为2ns,下降沿时间为10ns。并且这些脉冲所带的能量比标准的EFT脉冲或ESD脉冲要小,这样SGZ21在不损坏被测设备的情况下,能把干扰直接耦合到被测设备的内部PCB板上。
SGZ21产生的脉冲信号,其脉冲幅度在0~1500V之间连续可调,并按统计平均分配。利用这种性能,再配合所配的S31传感器,使用SGZ21内置的光纤输入计数器,能对PCB板进行快速地抗干扰性能评估。
SGZ21采用无大地参考的电气隔离对称输出,干扰脉冲能被容性耦合,极性可变,这样能采用各种耦合方式注入到PCB板:1、把SGZ21发生器的输出直接连接到被测物的GND系统上,把干扰电流直接注入到板上GND系统;2、把干扰电流注入到GND,然后从VCC返回;3、干扰电流可以注入到变压器、分配器或者光耦的初级,从次级返回,等等。


SGZ21产生突发干扰的瞬态脉冲群和静电放电发生器


MS02接收突发干扰的瞬态磁场探头
二、MS02接收突发干扰的瞬态磁场探头:
流过被测电元的干扰电流会产生磁场。通过磁场的强度和方向等信息,能提供干扰电流的分布情况。MS02瞬态磁场探头是一个无源探头,通过光纤连接到SGZ21计数器的输入,利用计数器的读数。可以测量突发电磁场的相对强度。
如果MS02检测到脉冲磁场,它就会发出一个光脉冲。光脉冲的数量,可以再SGZ21计数器上读到,这个值和测量到的平均磁场强度成一定的比例。只有穿过探头环的磁力线才会被感应检测,因此通过旋转探头的方向,找到最大计数值,可以检测到磁力线的方向,从而准确探测干扰电流的方向。测试见下图:


SGZ21发生器向PCB板施加干扰并用MS02瞬态磁场探头测量干扰电流路径
三、将信号源的电输出变为突发电磁场的电场场源组和磁场场源组
OIE1抗干扰开发系统内的场源探头组,包括各种尺寸和形状的磁场场源探头和电场场源探头,最小分辨率可到1mm,它们可连接到SGZ21信号源的输出端,向被测电路中的接地系统、电源系统、IC电路、引脚、分立器件、关键布线、线缆、接插件等地方注入干扰,用于精确定位电路敏感度的位置。
在利用上图测试中的SGZ信号源和MS02瞬态磁场探头找到干扰电流的路径后,使用这些场源探头,可以检查路径周围是否存在敏感的信号线或者器件;如果是器件,还可检查是器件的哪个引脚。
不同的电路结构,可能对磁场敏感,也可能对电场敏感。使用电场源探头或磁场源探头,来确认被测单元是对哪种类型的干扰场敏感。


ES00电场源探头


BS05DU磁场源探头
四、S31检测集成电路敏感度的IC传感器
为了评估电路修改的有效性,特殊设计的IC传感器能和被测单元EUT内部器件一样,感应突发干扰对数字电路逻辑的影响,并把干扰情况通过光纤传递带SGZ21内置计数器。


S31传感器连接到数字电路的信号线上


S31和SGZ21测量信号线上瞬态磁场和关键信号线抗干扰能力

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