Die Schwachstellen für die Störanfälligkeit moderner Elektroniken liegen häufig in den Schaltkreisen (IC) der Baugruppen. Mit der steigenden Integrationsdichte und den kleiner werdenden Halbleiterstrukturen im IC verändert sich allerdings auch das Störverhalten dieser. Schnelle und Hochfrequente Störungen, die in ICs älterer Generationen durch die größeren Strukturen kompensiert wurden oder durch die hohe Induktivität der längeren Störstromwege nicht wirksam geworden sind, werden für neuartige ICs immer relevanter. Um einen IC auf seine Störanfälligkeit gegen hochfrequente Signale zu testen, kann man direkt HF-Leistung leitungsgebunden in die Pins einspeisen.

Dieses Verfahren der direkten Einspeisung von HF-Leistung (DPI) in IC-Pins wird im Allgemeinen mit einem Test-PCB nach Norm (IEC 62132-4) durchgeführt. Nach dem Normboard ist jeder zu testende Pin mit einer Koppelkapazität von 6,8 nF und einem anschließenden HF-gerechten Konnektor (z.B. SMA) versehen. Durch das Anschließen eines Leistungsverstärkers an den Konnektoren, kann eine HF-Leistung direkt in den Pin eingespeist werden. Die obere Grenzfrequenz, bis zu der so ein DPI-Test durchgeführt wird, liegt bei 1 GHz. Im Automobilbereich wird bis 3 GHz getestet.

Bei DPI-Tests für ICs mit über 100 Pins wird der Entwurf des Test-PCBs schnell komplex und unübersichtlich. In diesem Fall wird dann entweder nur eine kleine Anzahl von als relevant empfundener Pins getestet oder es werden mehrere Test-PCBs entworfen, auf denen jeweils unterschiedliche Pin-Gruppen getestet werden können.

Die Neuentwicklung HF-Probe P512 von Langer EMV-Technik GmbH, ist in der Lage HF-Leistung bis zu 12 GHz in IC-Pins einzukoppeln. Dafür wird ein spezielles Kontaktsystem mit einer großflächigen Masseverbindung genutzt. Die Grenzfrequenz von 12 GHz wurde mit Hilfe einer IC-Streifenleitung innerhalb des Massesystems aufgenommen und bestätigt.

Der Vorteil bei der Nutzung der P512 liegt vor allem im Frequenzbereich bis zu 12 GHz für die Einkopplung von HF-Leistung. Besonders anfällig sind in diesem höheren Frequenzbereich ICs, die in der Flip-Chip-Technologie gefertigt werden und sich in einem BGA-Gehäuse befinden. Weitere Vorteile ergeben sich aus der Bauform der Probe in Kombination mit dem zum Set gehörenden Groundsystem. Die IC-Pins müssen nun zum Einkoppeln von HF-Leistung nicht mehr separat durch den SMA-Verbinder des jeweiligen Pins kontaktiert werden, sondern die Probe selbst wird einmalig über den SMA-Anschluss an der Rückseite der Probe an den Leistungsverstärker angeschlossen. Das Kontaktieren der Pins erfolgt dann mit Hilfe der Spitze der Probe, die an jeden Pin des IC positioniert werden kann. Damit entfällt das Umschrauben zwischen dem Test zweier Pins und eine Automatisierbarkeit der Messung wird prinzipiell möglich. Die 6,8 nF Koppelkapazität befindet sich im Inneren der Probe und muss beim Design des Test-PCBs nicht mehr berücksichtigt werden.

4 Measuring above a Stripline

Weiterhin kann die P512 (als HF-Tastkopf) zur Messung hochfrequenter Signale bis 12 GHz genutzt werden. Die Messung findet im gleichen Ground System wie die Einkopplung statt. Der Vorteil der Kontaktierung beliebiger Pins, wie er bereits bei der Einkopplung genannt wurde, bleibt somit erhalten. Durch den Groundkontakt der Probe direkt neben der Messspitze, bleiben potentielle Koppelschleifen minimal klein, was zu einer erhöhten Rückkopplungsfreiheit der Messung führt. Beim Messen hochfrequenter Nutzsignale kann es sein, dass das Signal durch die 6,8 nF kapazitiv belastet und verfälscht wird. Für solche Fälle lässt sich die interne Koppelkapazität der Probe flexibel auf beliebige Werte im pF-Bereich anpassen.

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