Benutzerhandbuch

Leitungsgebundene HF-Messung nach IEC 61967-4

P603-1 und P750

1 Allgemeine Beschreibung

Die Probes P603-1 und P750 sind für die Messung der leitungsgeführten Aussendung integrierter Schaltungen (ICs) mit 1 Ohm/150 Ohm-Koppelnetzwerk entwickelt. Mit den Probes können Messungen an ICs nach IEC 61967-4 ausgeführt werden (Bild 1). Die Probe P603-1 entspricht dem 1 Ohm HF-Stromtastkopf.

Die Probe P750 entspricht dem Impedanzanpassungsnetzwerk nach IEC 61967-4. Sie besitzt eine Eingangsimpedanz von 150 Ohm.

Mit der Probe P750 können HF-Spannungsmessungen und mit der Probe P603-1 können HF-Strommessungen an IC-Pins durchgeführt werden.

Mit den Probes P603-1 und P750 können weitere Messaufgaben umgesetzt werden.

1. Strommessung (P603-1) an zusammengefassten Vdd Pins, Bild 2
2. Strommessung (P603-1) an einem Vss Pin, Bild 3
3. Strommessung (P603-1) an einem Vdd Pin, Bild 4
4. Spannungsmessung (P750) an einem unter Funktion stehenden Signalpin, Bild 5
5. Strommessung (P603-1) an einem unter Funktion stehenden Signalpin, Bild 6
6. Spannungsmessung (P750) an einem Vdd oder Vss Pin, Bild 7

In der Probe P603-1 ist als Gleichstromsperre ein 80 µF Kondensator integriert. Er übernimmt in der Schaltung Bild 2 und Bild 4 die Funktion des Stützkondensators.

Für die Strommessung an Signalpins kann durch den externen Kondensator C_ext die Belastung des Signalpins durch die niedrige Impedanz der Probe (1 Ohm) vermindert werden Bild 6.

Die Impedanz des Kondensators C_ext sollte bei der unteren Messfrequenz mindestens 3 dB kleiner sein als der 1 Ohm Widerstand des Shunts.

Bei der Spannungsmessung am Vdd Pin wird davon ausgegangen das IC-intern eine Verbindung zu anderen gespeisten Vdd Pins vorliegt (Bild 7). Mit dieser Messung können die Spannungseinbrüche am IC-internen Vdd-Netz gemessen werden.

Der Test-IC ist auf der Testleiterkarte (Die Testleiterkarte ist in der "Anleitung IC-Test" beschrieben. mail@langer-emv.de) aufgelötet (Bild 9). Die Probes P603-1 und P750 sind auf der Groundplane GND 25 bzw. den Groundadaptern (Groundadapter und die Groundplane GND 25 sind in der IC-Testumgebung ICE1 enthalten.) frei verschiebbar( Bild 8 ). Dadurch kann im Gegensatz zur Messanordnung IEC 61967-4 jeder Pin des ICs mit dem Pinkontakt der Probes P603-1 oder P750 erreicht und kontaktiert werden. Die Probes werden durch Magnete auf der Groundplane gehalten.

Auf der Unterseite (Bottom) der Testleiterkarte befinden sich Bauteile, um die Funktion des ICs sicher zu stellen sowie die Filterelemente und Lötbrücken zur Durchführung der Tests (Bild 10).

Es wird für alle Messmethoden (1 Ohm, 150 Ohm) die gleiche Testleiterkarte verwendet. Im Ausgangszustand sind an den Vdd / Vss Pins Brücken zur Vdd / Vss Wurzel vorhanden. Wenn ein Vdd / Vss Pin gemessen wird, wird die zugehörige Brücke zur Wurzel entfernt und der entsprechende Filter wird wirksam.

2 Probe P603-1

2.1 Allgemeine Beschreibung

Die Probe P603-1 ist ein HF-Stromtastkopf zum Messen von leitungsgebundenen HF Strömen an IC Pins nach IEC 61967-4.

Die P603-1 ist für das Messen an Versorgungs- (Vdd / Vss) und Signalpins vorgesehen. Die Messung erfolgt mit einem 1 Ohm Shunt.

2.2 Aufbau und Funktion der Probe P603-1

Die Probe P603-1 besitzt im Inneren den 1 Ohm Stromtastkopf (IEC 61967-4). Der Eingang des Stromtastkopfes ist mit dem Pinkontakt der Probe verbunden(Bild 12). Der Ausgang des Stromtastkopfes ist mit dem 50 Ohm SMB Anschluss auf der Rückseite der Probe verbunden.

Über den Ausgang wird mit einem Kabel die Verbindung zu einem Messgerät z.B. Spektrumanalysator hergestellt. Die gemessene Spannung ist zum gemessenen Strom äquivalent.

Bild 13 zeigt das Ersatzschaltbild der Probe P603-1. Der Stromtastkopf besteht aus einem 1 Ohm Shunt, einem 49 Ohm Anpasswiderstand und einem 80 µF Koppelkondensator.

Der Kondensator C_k (DC-Entkopplung) bewirkt eine Gleichstromtrennung zwischen dem Test-IC und der Probe. Um die Belastung von Signalpins durch den 1 Ohm Shunt zu verringern, kann ein zusätzlicher Kondensator C_ext zwischen Test-IC und Probe eingefügt werden. Der Stromtastkopf P603-1 besitzt in der Zuleitung von der Spitze des Pinkontaktes bis zum Shunt eine Induktivität L_P von 1 nH. Dieser Wert und der damit verbundene Messfehler sind wesentlich kleiner als der Wert, der mit dem Aufbau nach IEC 61967-4 erreicht wird.

Für die Messung muss der Pinkontakt der Probe mit dem entsprechenden Pin des Test-ICs kontaktiert werden. Vgl. „Bedienungsanleitung ICE1“ und „Anleitung IC-Test“.

Der Aufbau der Filter, die auf der Unterseite (Bottom) der Testleiterkarte angeordnet werden, sind für Vdd / Vss und Signalpins in (Bild 14) dargestellt. Eine Anleitung zum Aufbau der Testleiterkarte befindet sich im Dokument „Anleitung IC-Test“.

3 Probe P750

3.1 Beschreibung

Die Probe P750 ist ein Anpassnetzwerk zum Messen von leitungsgebundenen HF Spannungen an IC Pins nach IEC 61967-4.

Die P750 ist für das Messen an Versorgungs- (Vdd / Vss) und Signalpins vorgesehen. Die Messung erfolgt mit einem 150 Ohm Spannungsteiler.

3.2 Aufbau und Funktion der Probe P750

Die Probe P750 besitzt im Inneren ein 150 Ohm Anpassnetzwerk (IEC 61967-4). Der Eingang des Anpassnetzwerkes ist mit dem Pinkontakt der Probe verbunden (Bild 16). Der Ausgang des Anpassnetzwerkes ist mit dem 50 Ohm SMB-Anschluss auf der Rückseite der Probe verbunden.

Über den Ausgang wird mit einem Kabel die Verbindung zu einem Messgerät z.B. Spektrumanalysator hergestellt.

Bild 17 zeigt das Ersatzschaltbild der Probe P750. Das Anpassnetzwerk besteht aus einem 120 Ohm – 51 Ohm Spannungsteiler und einem 6,8 nF Koppelkondensator.

Für die Messung muss der Pinkontakt der Probe mit dem entsprechenden Pin des Test-ICs kontaktiert werden. Vgl. „Bedienungsanleitung ICE1“ und „Anleitung IC-Test“.

Der Aufbau der Filter, die auf der Unterseite (Bottom) der Testleiterkarte angeordnet werden, sind für Vdd / Vss und Signalpins in Bild 18 dargestellt. Eine Anleitung zum Aufbau der Testleiterkarte befindet sich im Dokument „Anleitung IC-Test“.

4 Messanordnung

4.1 Durchführung der Messung

Die Messanordnung zur Messung der leitungsgeführten Aussendungen integrierter Schaltungen (ICs) ist in Bild 19 dargestellt. Der Test-IC ist auf der Testleiterkarte montiert. Die Testleiterkarte wird in den entsprechenden Groundadapter z.B. GNDA 02 (Groundadapter GNDA 02 ist in der IC-Testumgebung ICE1 enthalten.) eingesetzt. Die Signal- und Versorgungsverbindungen zum Test-IC werden über einen Steckverbinder zur Testleiterkarte hergestellt. Der Test-IC wird über die Testleiterkarte versorgt und über das Connection Board gesteuert. Die zugehörige Software Connection Board Control erlaubt die Steuerung / Überwachung des Test-ICs vom PC aus.

Die Probes P603-1 oder P750 ist auf die Groundplane GND 25 (Groundplane GND 25 ist in der IC-Testumgebung ICE1 enthalten.) mithilfe eines Groundadapters aufgesetzt. Mit dem Pinkontakt wird durch Verschieben der Probe von Hand den entsprechenden Pin des Test-ICs kontaktiert. Mit der Mikroskopkamera (Bild 19) kann die Kontaktgabe optisch erfasst werden. Das Bild der Kamera wird mithilfe der Software ChipScan-ESA auf dem Monitor des PCs angezeigt (Bild 20). Der Bediener beurteilt auf dem Videobild des PC-Monitors die Verbindung mit dem entsprechenden IC Pin. Am Spektrumanalysator zeigt das entstehende HF-Signal die Kontaktgabe an. Wenn der IC-Testautomat ICT1 zur Verfügung steht, können die Pins des Test-ICs automatisch kontaktiert werden. Der Testautomat ICT1 ermöglicht eine automatische Messung. Der AV-Eingang des Spektrumanalysators ist mit dem SMB Ausgang der Probes über HF-Kabel SMA-SMB 1m verbunden.

Die Messungen der Spektren lassen sich vorteilhaft mit der Software ChipScan-ESA ausführen und dokumentieren (siehe auch: „Bedienungsanleitung ChipScan-ESA“).

4.2 Verwendung der Software ChipScan-ESA

Der Spektrumanalysator wird über „Devices/ Devices Manager/ Detected Devices“ automatisch über die verwendete Schnittstelle gesucht und mit dem PC verbunden (Bild 22).

Im „Spectrum Analyzer Manager“ sind die Haupteinstellungen des Spektrumanalysators vorzunehmen (Bild 23). Zur Korrektur des Frequenzgangs des Messergebnisses U_AV(ω) der Probes P603-1 oder P750 sind die Korrekturkurve „K603-1“ oder „K750“ zu verwenden. Die Umrechnung von U_AV(ω) auf I_IC(ω) und U_IC(ω) kann automatisch im „Spectrum Analyzer Manager“ unter „Correction“ erfolgen. Dafür ist die Korrekturkurve „K603-1“ oder „K750“ zu verwenden.

Weiterhin können mathematische Funktionen angewendet werden (Bild 23). Zum Beispiel die Division durch ω im Zeitbereich. Das entspricht im logarithmischen einer Subtraktion von 20 Log ω.

Die Korrekturkurve (- 20 Log ω) ist in der Liste „Corrections“ des „Trace Managers“ vorhanden.

Zur Auswahl für die Korrektur wird im „Spectrum Analyzer Manager“ unter „Correction“ der Button „Select“ angewählt (Mauszeiger ➀ Bild 24).

Es öffnet sich das Fenster „Corrections Selector“ (Bild 24). Die Korrekturkurve -20 Log ω wird mit dem Mauszeiger ➁ aktiv geschaltet. Durch Betätigen der „nach rechts“ Taste ➂ wird die Korrekturkurve in das Verzeichnis „Applied Corrections“ geholt. Weitere Korrekturfaktoren und Korrekturkurven (Bild 24) wie z.B. „K603-1“ oder „K750“ können auf gleichem Weg dazu oder selektiv geladen werden (Bild 24).

Wenn mit der Probe P603-1 gemessen wird, wird im „Corrections Selector“ die Korrekturkurve „K603-1“ geladen. Im „Spectrum Analyzer Manager“ wird im Feld „Correction“ die Box „Enabled“ mit dem Mauszeiger ➀ (Bild 25) aktiviert. Wenn die Korrektur aktiv ist, blinkt das Feld ➁ (Bild 25). Mit „Take“ oder „Measure“ (Mauszeiger ➂ (Bild 24)) wird die aktuelle Messkurve ➃ I_IC(ω) aus dem Spektrumanalysator in den PC übertragen. Dabei wurde die Berechnung: I_IC(ω) = U_AV(ω) +K603-1 automatisch ausgeführt. In der Liste „Traces“ des „Trace Managers“ wird die Kurve I_IC(ω) am unteren Ende der Liste eingetragen. Ein Messprotokoll kann im Freitextfeld unter „Comment“ geführt werden.

Wenn nur U_AV(ω) gemessen werden soll, ist das Häkchen aus der Box „Enabled“ zu entfernen, die Blinkanzeige ➁ verlischt.

Unter „Annotation“ wird die Kurvennummer „Curve“ automatisch weitergezählt („Curve 3“) unter „Comment“ kann im entsprechenden Freitextfeld das Messprotokoll geführt werden.

Wenn z.B. mit der Probe P750 ohne Korrektur gemessen wurde, kann die Korrektur nachträglich erfolgen. Das geschieht durch nachträgliches Addieren der Korrekturkurve U_IC(ω) = U_AV(ω) +K750.

Die Korrekturkurve „K750“ ist in der Liste „Corrections“ des „Trace Managers“ vorhanden.

Zur Auswahl für die Korrektur wird im „Spectrum Analyzer Manager“ unter „Correction“ der Button „Select“ angewählt (Mauszeiger ➀ Bild 27).

Im „Trace Manager“ in der Liste „Traces“ Bild 28 werden die Kurve „Curve 1“ (U_AV) und die Kurve „K750“ mit dem Mauszeiger ➀ markiert. Die Mathematikoperation Addition „Add…“ ➁ wird geöffnet und „Sum up all Plots“ aktiviert (Bild 28 Mauszeiger ➂). Mit OK ➃ wird die Addition U_AV + K750 ausgeführt.

Die Berechnung erzeugt am unteren Ende der Liste Traces den Eintrag (➀ Bild 29) und wird als Kurve „Curve 5“ dargestellt (➁ Bild 29).

Die Benutzerhandbücher für die jeweiligen Geräte sind in folgender Tabelle aufgeführt:

5 Sicherheitshinweise

Dieses Produkt richtet sich nach den Anforderungen der folgenden Bestimmungen der europäischen Union: 2014/30/EU (EMV-Richtlinie) und 2014/35/EU (Niederspannungsrichtlinie).

Wenn Sie ein Produkt der LANGER EMV-Technik GmbH nutzen, bitte beachten Sie die folgenden Sicherheitshinweise, um sich selbst gegen elektrischen Schlag oder das Risiko einer Verletzung zu schützen:

Dieses Produkt richtet sich nach den Anforderungen der folgenden Bestimmungen der europäischen Union: 2014/30/EU (EMV-Richtlinie) und 2014/35/EU (Niederspannungsrichtlinie).

• Lesen und befolgen Sie die Bedienungsanleitung und bewahren Sie diese für die spätere Nutzung an einem sicheren Ort auf.
• Die Anwendung des Gerätes ist von auf dem Gebiet der EMV sachkundigen und für diese Arbeiten unter Einfluss von Störspannungen und Burstfeldern (elektrisch und magnetisch) geeignetem Personal auszuführen. Auszuschließende Personen sind z.B. Träger von Herzschrittmachern.
• Befolgen Sie die Sicherheitshinweise und Warnungen auf dem Produkt.
• Machen Sie vor der Nutzung eines Produktes der LANGER EMV-Technik GmbH eine Sichtprüfung.
• Lassen Sie nicht ein Produkt der Langer EMV-Technik GmbH während der Funktion unüberwacht.
• Lesen Sie die Erläuterungen der Symbole auf dem Produkt in der Bedienungsanleitung.
• Das Produkt der LANGER EMV-Technik GmbH darf nur für Anwendungen genutzt werden, für die es vorgesehen ist. Jede andere Nutzung ist nicht erlaubt.
• Schalten Sie das Produkt der LANGER EMV-Technik GmbH nicht ein, bevor es nicht komplett aufgebaut ist.
• Beschädigte Verbindungskabel sind auszutauschen!
• Achtung: Beim Betrieb des Produktes der LANGER EMV-Technik GmbH insbesondere in Verbindung mit einem Prüfaufbau können funktionsbedingt Nahfelder und Störaussendung entstehen. Aufgabe des Anwenders ist es, Maßnahmen zu treffen, damit Produkte, die außerhalb der betrieblichen EMV-Umgebung installiert sind, in ihrer bestimmungsgemäßen Funktion nicht beeinträchtigt werden (insbesondere durch Störaussendung).

Achtung: Für die Zerstörung von Prüflingen kann keine Haftung übernommen werden!

6 Gewährleistung

Langer EMV-Technik GmbH wird jeden Fehler aufgrund fehlerhaften Materials oder fehlerhafter Herstellung während der gesetzlichen Gewährleistungsfrist beheben, entweder durch Reparatur oder mit der Lieferung von Ersatzgeräten.

Die Gewährleistung gilt nur unter folgenden Bedingungen:

• den Hinweisen und Anweisungen der Bedienungsanleitung wurde Folge geleistet.

Die Gewährleistung verfällt, wenn:

• am Produkt eine nicht autorisierte Reparatur vorgenommen wurde.
• das Produkt verändert wurde.
• das Produkt nicht bestimmungsgemäß verwendet wurde.

7 Technische Daten

7.1 P603-1 probe

Kennlinie der Probe P603-1
	Bild 30 Kennlinie der Probe P603-1

7.2 P750 probe

Kennlinie der Probe P750
	Bild 31 Kennlinie der Probe P750