静电放电发生器电流校准中示波器的选择

在静电放电试验的标准中，IEC1000-4-2标准确定的静电放电的上升时间tr为0.7ns至1ns，这相当于一个频率达350MHz至500MHz以上的高频信号。要准确测量如此高速上升的波形，要必须认真考虑示波器及其校准标靶的选用。

我们结合国际通行的静电放电(ESD，Electro-StaticDischarge)模型，简要讨论下ESD试验中如何正确选用示波器来观测我们的电流波形。

1、示波器的带宽与采样率

我国现行的国家标准GB/T 17626.2-2018 是等同采用IEC61000-4-2（2008年）标准，JJF 30801静电放电发生器校准规范也是按现行国家标准要求编写的。这标准的6.2条静电放电发生器特性的校验中规定“放电电流的特性参数应使用1GHz带宽的测量仪器进行验证”，在1397 静电校准规范中的提到要用2G带宽的示波器进行波形验证。

2、上升时间与示波器带宽之间的关系

上升时间是静电放电电流最重要的参数，主要由放电回路的分布参数决定，包括充电电容、放电电阻及连接导线的分布电感、导线及放电对象与参考地之间的分布电容等。接入示波器测量回路后，除测量回路分布参数对测量有较大影响外，示波器的带宽对上升时间的测量准确度以及整个波形形状的影响也是不可忽视的。

通过以上两点，我们已知的是1G以上的示波器是肯定可以符合JJF 30801静电放电发生器校准规范要求的，目前市面上也有很多1G以上的示波器可供挑选，我们在此过多的枚举了。

现在最新一代的示波器内部结构都采用了并行处理方式，所以有更快的波形处理能力和快速的波形捕获率，兼有模拟示波器和普通DSO示波器的优点，集成了模拟示波器的余辉功能和数字存储示波器的实时采样功能，上升时间也达到了≤0.7ns的水平。

假如已知被测信号的最快上升时间大致为tr，首先将它看作是一个频率为f的正弦波的上升沿，则tr与f的关系满足下公式：

在整个静电的测试过程中，电流信号的上升时间是非常短的，一般在0.8ns左右，由以上公式可得出测试所用的数字存储示波器的最低带宽是500MHz。根据这个带宽，使用我司提供的NDS4502示波器配上相应的静电放电电流校准标靶ESD-BX和静电放电电流校准平板即可校准静电放电发生器的电流波形了。

由于所测试的ESD信号是非周期的单次信号，对数字存储示波器的正确设置从而有效抓取静电放电波形非常重要。我们提供的500M示波器NDS4502的设置参考如下：

(1) 垂直系统选电流档，设置正确的倍率;

(2) 水平系统设置为20nS/div~50nS/div;

(3) 触发模式设为单次触发，触发类型设为上升沿;

(4) 为了能细致研究波形，则将所测试波形存储在示波器内存中。