使用泰克示波器檢驗靜電放電(ESD)仿真器
在設計滿足全球電磁兼容能力(EMC)標準的產品時，靜電放電(ESD)抗擾度測試至關重要。大多數產品都會遵循主要國際標準，比如IEC 61000-4-2和美國ANSI C63.16，都規定了怎樣設置和執行這些ESD測試。這些測試要求ESD仿真器，來生成準確的可重復的測試脈沖。
這些標準還規定了必須注入被測設備(EUT)中的電流脈沖的形狀和定時。在運行抗擾度測試前，必須檢驗ESD仿真器生成的電流脈沖擁有正確的形狀和上升時間?？梢允褂眯屎蟮腅SD靶和高帶寬示波器，檢驗仿真器的性能。泰克示波器4/5/6系MSO為這種檢驗測量提供了理想的選擇。
人體接觸配電箱或電纜時產生的ESD，可能會造成ESD損壞。在人的手指靠近金屬物體時，普通的人體ESD事件會在物體中產生高電流放電。得到的電流脈沖可能會達到幾安，有非常高的前沿，上升時間不到1 ns (圖1)。圖1顯示了理想化的ESD波形。
人體可以建模成一個簡單的串聯RC網絡(圖2)。在電荷形成時，電容器會充電到選定數字的kV。在按下開關(仿真器觸發器)時，這個電荷會迅速放電到EUT中。多家制造商提供的仿真器都能復現非常接近這個人體模型的電流波形。IEC 61000-4-2國際標準中規定了這些仿真器必須生成的波形。
IEC 61000-4-2要求在測試EUT前檢驗ESD仿真器的尖端電壓，另外要求檢驗得到的電流波形的多個特點，比如電流峰值、30 ns時的電流讀數和60 ns時的電流讀數。
可以使用電表或吉歐表測量仿真器的尖端電壓。但是，大多數人發現，對簡單的預一致性檢驗測試，可以使用高阻抗高壓電阻電壓分路器(100 MΩ串聯1 MΩ)和數字電壓表。電阻器一定要能夠耐受最高25 kV電壓。
IEC和ANSI標準對測量可重復性的要求要比對上升時間的要求更嚴格。為捕獲ESD，必須把示波器設置成單次(“single-shot”)模式。如果示波器對重復的上升時間測量返回了一串不同的答案，那么就不能依靠它準確地測量任何一種情況的上升時間，即使多次測量的平均數異常準確。單次可重復性的一個主要因子是低內部噪聲，因此在評估示波器進行ESD測試時要比較噪聲指標。這些實例中使用的6系MSO產生的噪聲特別低，特別適合這些測試。
使用并聯
為校驗ESD仿真器的輸出，必須測量產生的電流流經連接接地的低阻抗高頻電阻并聯時的波形。這個并聯或ESD靶仿真進入大的金屬物體中的放電，比如設備箱(圖3)。
IEC和ANSI標準目前規定并聯阻抗<2.1 Ω，但將來修訂版標準中會變。為了幫助工程師更加準確地檢驗ESD仿真器性能，草議標準現在規定了帶寬更低、阻抗更低的校準后的(新式) ESD靶。
新靶的阻抗約為1 Ω。目前IEC和ANSI標準規定使用1 GHz帶寬的靶。草議標準規定使用4 GHz帶寬的靶。在設置測試時，必須把靶安裝在1.2平方米地面的中心。ANSI C63.16靶指標包括4 GHz以下時反射系數<0.1 (相當于VSWR<1.22)，插損<0.3 dB。這些靶可以在商業市場上購買。
為完成測試設置，需要電纜、衰減器和示波器。使用優質低損耗電纜連接靶、衰減器和示波器。電纜總長要保持在1米以內，這樣才能滿足IEC和ANSI標準。ANSI C63.16要求雙屏蔽電纜，防止信號泄漏影響測量。它還推薦RG-400/U電纜，而RG-214/U盡管是兩倍直徑，但損耗只有一半，似乎效果更好。還可以使用任何GHz帶寬的同軸電纜。
IEC 61000-4-2還規定把示波器放在法拉第籠中，屏蔽示波器受到ESD引發的放射輻射。在標準開發過程中(20世紀90年代初)，許多工程師使用模擬熒光存儲示波器進行這些測量。標準之所以規定使用屏蔽層，是為了防止模擬示波器上顯示的波形失真。屏蔽層也最大限度地減少了放電放射場引起的假觸發數量。
目前，大多數高速數字示波器，包括泰克4/5/6系MSOs，都擁有屏蔽精良的輸入電路，因此實踐中通常不要求法拉第籠。只需把ESD靶安裝在1.2平方米鋁片上，通常就能防止數字示波器中不想要的觸發。
測試設置方框圖如圖4所示。需要使用衰減器，保護示波器的輸入前置放大器，因為ESD靶可能會產生>50 V的電壓。20 dB衰減器很方便，因為它表示10×衰減，把測得電壓乘10，就可以得到經過并聯的實際電壓，然后計算出得到的電流。衰減器必須能夠處理最高50 V尖峰，衰減器的帶寬必須準確地通過最高4 GHz頻率。
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