Mini-Burstfeldgeneratoren im Westentaschenformat

Das P1-Set mit drei Mini-Burstfeldgeneratoren ermöglicht eine schnelle und flexible Überprüfung der EMV-Immunität von Baugruppen. Die handgeführten Generatoren erzeugen Burst- oder ESD-ähnliche Störfelder und können gezielt Schwachstellen auf Leiterplatten und ICs identifizieren. Mit der Trennung von magnetischer und elektrischer Einkopplung werden EMV-Maßnahmen gezielt getestet und optimiert.

Das P1 set mit den drei Mini-Burstfeldgeneratoren dient zur schnellen Überprüfung der Störfestigkeit von Baugruppen. Sie sind eine schnelle Alternative zu EMV-Testplätzen, bei denen größere Generatoren zeitaufwändig an einem Laborarbeitsplatz aufgebaut und in Betrieb gesetzt werden müssen. Die Mini-Burstfeldgeneratoren im Westentaschenformat können sofort ohne zusätzliche Maßnahmen in Betrieb gesetzt werden. Das ermöglicht eine schnelle flexible Überprüfung von elektronischen Systemen. An ihrer Spitze erzeugen sie Burst- bzw. ESD-ähnliche Störfelder mit einem Störimpuls von 2/8 ns. Die Mini-Burstfeldgeneratoren werden von Hand mit ihren feldabgebenden Spitzen dicht über den Prüfling (z.B. Flachbaugruppe) geführt. Die größte Wirkung entfalten sie, wenn sie direkt auf die Oberfläche des Prüflings aufgesetzt werden.

Abbildung 1: P1 set

Dabei reagieren die Schwachstellen auf das Pulsfeld und Funktionsfehler können ausgelöst werden. Im Prüfling können gezielt Schwachstellen auf einzelnen Abschnitten des Leiterplatten-Designs (Fehler im Massesystem, einzelne Leiterzüge oder IC-Pins) gefunden werden. Die Trennung von magnetischer (P11 und P12) und elektrischer (P21) Einkopplung ermöglicht eine optimale Anpassung der EMV‑Gegenmaßnahmen an eine Schwachstelle. Abbildung 1 zeigt die drei Generatoren (aus dem P1 set). Jeder der Generatoren erfüllt eine spezielle Aufgabe.

  • P11 Mini-Burstfeldgenerator mit aus der Spitze axial austretenden Magnetfeld. Mit dem Magnetfeld können in der Baugruppe liegende Strom- und Signalschleifen auf Störfestigkeit getestet werden. Ebenso kann in die Oberfläche von ICs eingekoppelt werden, um den Die des IC zu treffen.
  • P12 Mini-Burstfeldgenerator mit aus der Spitze kreisförmig austretenden Magnetfeld. Das Magnetfeld dieses Mini-Burstfeldgenerators kann IC-Pins und Leiterzüge selektiv erfassen und in ihnen eine Störspannung induzieren. Mit dem (Empfindlichkeitstester) P12 kann die Empfindlichkeit von IC-Eingängen und Leiterzügen getestet werden.
  • P21 Mini-Burstfeldgenerator erzeugt an seiner Spitze axial austretendes elektrisches Feld. Die Spitze ist so geformt, dass die Feldelektrode längs zum Einkoppeln auf Leiterzüge aufgesetzt werden kann. Das ermöglicht eine intensive direkte Einkopplung. Aktive Eingänge von ICs (Reset, Clock) reagieren besonders empfindlich, wenn sie hochohmige Treiber besitzen (Pull up oder Pull Down Widerstände).
B-Pulser P11 (red)
B-Pulser P12 (yellow)
E-Pulser P21 (blue)
Abbildung 2: Anwendungen der Mini-Burstfeldgeneratoren

Abbildung 3 zeigt die Anwendung des Pulsers P12 bei Einkopplung von Störstrom in einen VDD/VSS Kondensator des Mikrocontrollers. Der Störstrom kann im IC die Versorgungsspannung kurzzeitig absenken und den IC für einige Nanosekunden abschalten.

Abbildung 3: Magnetfeldeinkopplung in die VDD Systeme eines IC

Abbildung 4 zeigt die Anwendung des Mini-Burstfeldgenerators P21 auf einem Quarzoszillator. Damit weist man nach, dass bei elektrischer Feldeinwirkung die Baugruppe über den Quarzoszillator gestört werden kann. Die Mini-Burstfeldgeneratoren dienen entwicklungsbegleitenden Untersuchungen von Flachbaugruppen. Die Feldquelle des Generators erzeugt auf einige Quadratmillimeter begrenzt ESD/Burst-ähnliche pulsförmige Felder. Durch die verstellbare Intensität der Störgröße werden Schwachstellen untereinander vergleichbar und die Wirksamkeit von EMV-Maßnahmen überprüfbar. Die Trennung von magnetischer Einkopplung (B-Pulser P11, rot) und elektrischer Einkopplung (E-Pulser P21, blau) ermöglicht eine Unterscheidung magnetischer und elektrischer Schwachstellen und die dem Wirkzusammenhang (E/H) entsprechende Gegenmaßnahme.

Abbildung 4: Einkopplung von elektrischem Feld in einen Quarzoszillator