TCVN7909-4-2:2015

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7909-4-2:2015 ISO 61000-4-2:2008 TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ (EMC) - PHẦN 4-2: PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ THỬ - THỬ MIỄN NHIỄM ĐỐI VỚI HIỆN TƯỢNG PHÓNG TĨNH ĐIỆN Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and measurement techniques - Electrostatic discharge immunity test Lời nói đầu TCVN 7909-4-2 : 2015 được xây dựng trên cơ sở rà soát, cập nhật tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8241-4-2 : 2009 " Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-2 : Phương pháp đo và thử - Miễn nhiễm đối với hiện tượng phóng tĩnh điện " . TCVN 7909-4-2 : 2015 hoàn toàn tương đương IEC 61000-4-2 : 2008 TCVN 7909-4-2 : 2015 do Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện biên soạn, Bộ Thông tin và truyền thông đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ (EMC) - PHẦN 4-2: PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ THỬ - THỬ MIỄN NHIỄM ĐỐI VỚI HIỆN TƯỢNG PHÓNG TĨNH ĐIỆN Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and measurement techniques - Electrostatic discharge immunity test 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này qui định các yêu cầu về miễn nhiễm và phương pháp thử cho các thiết bị điện, điện tử đối với hiện tượng phóng tĩnh điện trực tiếp từ người khai thác sử dụng và t ừ các đối tượng kề bên. Ngoài ra, tiêu chuẩn này còn xác định các mức thử tương ứng với các điều kiện lắp đặt, điều kiện m ô i trường khác nhau và các thủ tục thực hiện phép thử . Mục đích của tiêu chuẩn này là đưa ra một qui định chung, có khả năng tái tạo lại trong việc đánh giá chất lượng của thiết bị điện, điện tử khi phải chịu ảnh hư ở ng của các hiện tượng phóng tĩnh điện. Tiêu chuẩn này bao gồm cả trường hợp phóng tĩnh điện từ người khai thác sử dụng tới các đối tượng kề bên thiết bị được kiểm tra. Tiêu chu ẩ n này qui định: - Dạng sóng danh định của dòng phóng; - Các mức thử; - Thiết bị thử; - Thiết lập cấu hình thử; - Quy trình thử. Tiêu chuẩn này qui định các yêu cầu kỹ thuật đối với các phép thử được thực hiện trong phòng thử nghiệm và các phép thử sau khi lắp đặt tại vị trí l ắp đặt sau cùng của thiết bị. Tiêu chuẩn này không qui định các phép thử để áp dụng cho hệ thống hay thiết bị cụ th ể nào. Mục đích của tiêu chuẩn này là đưa ra một tiêu chuẩn cơ bản chung để lựa chọn các phép thử và mức thử phù hợp áp dụng cho thiết bị. Để không cản trở việc thực hiện phối hợp và tiêu chuẩn hóa, người sử dụng và nhà sản xuất được khuyến cáo quan tâm, chấp nhận các phép thử miễn nhiễm liên quan được quy định trong tiêu chuẩn này. 2. Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tiêu chuẩn viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên b ả n được nêu. Đối với các tài liệu vi ệ n dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nh ấ t bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có). [1] IEC 60050(161): 1990, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Chapter 161: E lectromagnetic c o mp a tibility (Từ v ự ng kỹ thuật điện quốc tế - Chương 161: Tư ơ ng thích điện từ). [2] IEC 60068-1:1988, Environmental testing - Part 1: General and guidance (Thử nghiệm môi trường - Phần 1: Quy định chung và hướng dẫn). 3. Quy định chung Tiêu chuẩn này liên quan đến các thiết bị, hệ thống, các hệ thống phụ hay các thiết b ị ngoại vi phải chịu ảnh hưởng của hiện tượng phóng tĩnh điện trong điều kiện môi trường, điều kiện lắp đặt của thiết bị hay hệ thống đó, ví dụ như độ ẩm tương đối thấp, sử dụng thảm có điện dẫn th ấ p (sợi nhân tạo), vỏ bọc nhựa... Các thiết bị này được phân loại trong các tiêu chuẩn về th iế t bị điện và điện tử (xem điều A.1). CHÚ TH Í CH: Trên quan điểm kỹ thuật, thuật ngữ chính xác cho hiện tượng l à “phóng điện tĩnh”. Tuy nhiên thuật ngữ “phóng tĩnh điện” đ ã được sử dụng rộng rãi trong giới kỹ thuật, do đó tiêu c hu ẩ n này vẫn duy trì sử dụng thuậ t ngữ này. 4. Thuật ngữ và định nghĩa Các định nghĩa dưới đây được áp dụng và có thể áp dụng trong lĩnh vực phóng tĩnh điện; không phải t ấ t cả các thuật ngữ này đều có trong IEC 60050(161) [IEV|. 4.1 . Phương pháp phóng điện qua không khí (air discharge method) Một phương pháp thử, trong đó điện cực nạp của máy phát tín hiệu thử di chuyển hướng đến EUT cho đến kh i chạm vào EUT và sự phóng điện được kích hoạt bằng một t i a lửa điện tới EUT. 4.2 . Vật liệu chống tĩnh điện (antistatic material) Loại vật liệu có các thuộc tính giảm thiểu sự tích điện khi được chà sát hoặc khi bị phân tách với các vật liệu cùng loại hoặc tương tự khác. 4.3 . Hiệu chuẩn (calibration) Một loạt các hoạt động, tham ch iế u tới tiêu chuẩn, tạo ra mối liên hệ giữa phần hiển thị k ế t quả và kết quả đo trong những điều kiện xác định CHÚ THÍCH 1: thuật ngữ này được dựa tr ê n phương pháp tiếp cận "không đảm bảo”. CHÚ THÍCH 2: Mối quan hệ giữa phần hiển thị kết quả và các kết quả đo đạc có thể được thể hiện, về nguyên tắc, bằng một sơ đồ hiệu chu ẩ n. [IEV 311-01-09] 4.4 . Thử nghiệm phù hợp (con f ormance t est) Thử n g hiệm trên một mẫu đại diện của thiết bị với mục tiêu xác định xem các thiết bị, như thiết k ế và sản xuất, c ó thể đáp ứng các yêu cầu của tiêu chu ẩ n này hay không. 4.5. Phương pháp phóng điện tiếp xúc (contact discharge method) Phương pháp thử, trong đ ó điện cực phóng của máy phát tín hiệu thử tiếp xúc với EUT và sự phóng điện được kích hoạt bằng công tắc phóng trong máy phát tín hiệu thử. 4.6 . Mặt phẳng ghép (coupling plane) Một tấm hoặc một miếng k i m loại (đ ể phóng điện vào đó) được sử dụng để mô phỏng sự phóng tĩnh điện vào các đối tượng kề bên EUT. HCP: mặt phẳng ghép ngang. VCP: mặt phẳng ghép đứng. 4.7. Suy giảm (tính năng) (degradation (of per f ormance)) Sự giảm sút không mong muốn về tính năng làm việc của bất kỳ máy móc, thiết bị hay hệ thống nào so với tiêu chuẩn đã được qui định của n ó . CH Ú THÍCH: Thuật ngữ "suy giảm" c ó thể áp dụng cho sai hỏng tạm thời hoặc lâu d à i. [IEV 161-01-19] 4.8 . Tác động trực t i ếp (direct application) Thực hiện phóng điện trực tiếp vào EUT . 4.9. Tương thích điện từ (EMC) (Electromagnetic compatibility) Khả năng của một thiết bị hoặc hệ thống làm việc bình thường (phù hợp với ch ỉ tiêu kỹ thuật) trong môi trường điện từ của n ó và không tạo ra nhiễu điện từ quá mức chịu đựng đối với b ấ t kỳ thiết bị, hệ thống nào trong môi trường đ ó . [IEV 161-01-07] 4.10 . Phóng tĩnh điện (ESD) (electrostatic discharge) Sự truyền điện giữa các vật thể có thế n ă ng tĩnh điện khác nhau ở gần nhau hoặc qua tiếp xúc trực tiếp. [IEV 161-01-22] 4.11 . Tụ điện tích trữ năng lượng (energy storage capacitor) Tụ điện của máy phóng tĩnh điện (thay thế điện dung c ủ a cơ thể con người) được nạp điện tới giá trị điện áp thử. Nó có thể là một thành phần riêng biệt hoặc l à một điện dung phân tán. CH Ú THÍCH: thành ph ầ n này có thể được cung c ấ p như một ph ầ n tử rời rạc hoặc một điện dung phân tán. 4.12 . EUT (equipment under test) Thiết bị được kiểm tra. 4.13 . Mặt đất chuẩn (GRP) (ground re f erence p l ane) Một mặt phẳng dẫn điện mà thế năng của nó được sử dụng như một chuẩn chung. [IEV 161-04-36] 4.14 . Thời g i an giữ (holding time) Khoảng thời gian trong đó mức giảm điện áp thử do dòng rò gây nên không lớn hơn 10% giá trị điện áp trước khi phóng điện. 4.15 . Miễn nhiễm (đối với nhiễu) (immunity (to a disturbance)) Khả năng của một máy móc, thiết bị hoặc mộ t hệ thống hoạt động không bị suy giảm chất lượng khi có nhiễu điện từ. [IEV 161-01-20] 4.16 . Tác động gián tiếp (indirect application) Thực hiện phóng điện vào một mặt phẳng ghép được đặt gần EUT và mô phỏng sự phóng điện từ cơ thể con người tới các đối tượng kề bên EUT. 4.17 . Thời gian tăng (rise time) Khoảng thời gian giữa các thời điểm mà tại đó giá trị tức thời của xung đầu tiên đạt đ ế n giới hạn dưới và giới hạn trên được quy định. CHÚ THÍCH: Trừ khi có quy định khác, các giá trị mức trên và mức dưới là cố định ở mức 90 % và 10 % của độ lớn xung. [IEV 161-02-05, có sửa đổi] 4.18 . Kiểm tra xác nhận (veri f ication) Tập các hoạt động được sử dụng để kiểm tra hệ thống thiết bị kiểm tra (ví dụ, máy phát tín hiệu thử và cáp kết nối) và đ ể chứng minh rằng hệ thống kiểm tra được thực hiện đúng chức năng. CHÚ THÍCH 1: phương pháp được sử dụng để kiểm định có thể là khác với phư ơ ng pháp sử dụng để hiệu chuẩn. CHÚ THÍCH 2: đố i với tiêu chu ẩ n EMC cơ bản này, định nghĩa ở trên là khác với định nghĩa được đưa ra trong IEV 311-01-13. 5. Các mức thử Các mức thử trong Bảng 1 được khuyến nghị ưu tiên áp dụng cho các phép thử ESD. Phóng điện tiếp xúc là phương pháp thử được ưu tiên áp dụng. Sử dụng phươn g pháp phóng điện qua không khí khi không thể á p dụng được phương pháp phóng điện tiếp xúc. Mức điện áp th ử cho từng phương pháp được cho trong Bảng 1. Mức điện áp thử khác nhau cho từng phương pháp là do sự khác nhau về phương pháp thực hiện phép thử. Điều này không ngụ ý là để đảm bảo sự khắc nghiệt như nhau giữa hai phương pháp thử. Các chi tiết liên quan đến các tham số khác nhau ảnh hưởng tới mức điện áp mà cơ thể con người có thể tích l ũy được cho trong A.2 . Điều A.4 gồm các ví dụ về việc áp dụng các mức thử tương ứng v ới các loại môi trường khác nhau (kh i lắp đặt). Đối với phép thử phóng điện qua không khí, phải áp dụng tất cả các mức thử trong Bảng 1 trở lên và bao gồm các mức thử đã được qui định. Với phép thử phóng điện ti ế p xúc, thực hiện phép thử với các mức thử đã qui định chỉ tr ừ kh i có qui định khác. Các thông tin thêm cho trong A.3, A.4, và A.5. Bảng 1 - Các m ứ c thử Phóng điện tiếp xúc Phóng điện qua không khí Mức Điện áp thử, kV Mức Điện áp thử, kV 1 2 1 2 2 4 2 4 3 6 3 8 4 8 4 15 x a đặc biệt x a đặc biệt a “x” có thể là b ấ t kỳ mức điện áp nào, cao hơn, thấp hơn hoặc là giá trị giữa hai giá trị nào đó. Mức điện áp này phải được qui định trong chỉ tiêu kỹ thuật của thiết bị. Nếu điện áp thử cao hơn mức điện áp được qui định ở trên, thì có thể cần các thiết bị thử đặc biệt. 6. Máy phát tín hiệu thử 6.1 . Yêu cầu chung Máy phát t í n hiệu thử ph ả i bao gồm (trong các phần chính c ủ a nó): - điện trở nạp, R c ; - tụ điện tích trữ năng lượng, C s ; - đi ệ n dung phân tán, C d ; - điện trở phóng điện, R d ; - đồng hồ chỉ thị điện áp ; - công tắc phóng điện; - công tắc nạp điện; - các đầu phóng có thể thay đổi được của điện cực ph ó ng điện (xem Hình 3); - cáp hồi ti ế p phóng điện; - khối cấp nguồn. H ì nh 1 l à sơ đồ đơn giản của mộ t máy phát ESD. Máy phát tín hiệu thử phải đáp ứ ng các yêu cầu nêu t rong 6.2 khi được đánh giá theo các thủ tục trong Phụ lục B. 6.2 . Đặc tính và chất lượng của máy phát ESD Các máy phát tín hiệu thử phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật trong Bảng 2 và Bảng 3. Hình 2 bi ể u diễn dạng sóng của dòng phóng lý tư ở ng và các đi ể m đo tham chiếu đến các Bảng 2 và Bảng 3. Sử dụng các phương pháp mô tả trong Phụ lục B để xác nhận sự phù hợp với các chỉ tiêu kỹ thuật này. Bảng 2 - Chỉ tiêu kỹ thuật chung cho máy phát ES D Thông số Giá trị Điện áp ra, chế độ phóng tiếp xúc (xem chú thích 1) Tối thiểu từ 1 k V đến 8 kV, g i á trị danh đ ị nh Điện áp ra, chế độ phóng qua không khí (xem chú thích 1) Tối thiểu từ 2 kV đến 15 kV, giá trị danh định (xem chú thích 3) Sai số của điện áp đầu ra ±5% Cực tính của điệp áp đ ầ u ra Dương và âm Thời gian giữ ≥5 s Ch ế độ phóng Phóng đơn (xem chú thích 2) CHÚ THÍCH 1: điện áp hở mạch được đo tại điện cực phóng của máy phát ESD. CH Ú THÍCH 2: máy phát phải có khả năng l àm việc với tốc độ lặp ít nhất l à 20 lần phóng mỗi giây cho mục đích khảo sát. CHÚ THÍCH 3: không cần thiết phải sử dụng máy phát có khả năng tạo điện áp ph ó ng qua không khí đến 15 kV nếu điện áp thử cực đại được sử d ụ ng th ấ p hơn. Bảng 3 - Tham số về dạng sóng dòng phóng ở chế độ tiếp xúc Mức Điện áp ch ỉ t h ị , k V Đỉnh đầu tiên của dòng phóng ±15%, A Thời gian tăng t r (±25 %), ns Cường độ dòng đi ệ n tại 30 ns (±30 %), A Cường độ dòng điện tại 60 ns (±30 %), A 1 2 7,5 0,8 4 2 2 4 15 0,8 8 4 3 6 22,5 0,8 12 6 4 8 30 0,8 16 8 Điểm chu ẩ n đ ể xác định thời gian cho dòng điện tại 30 ns và 60 ns là thời điểm khi cường độ dòng điện lần đầu tiên đạt 10 % đỉnh thứ nh ấ t của dòng phòng. CHÚ THÍCH: thời gian tăng, t r , là khoảng thời gian nằm giữa các thời điểm dòng điện đạt 10 % và 90 % gi á trị đỉnh thứ nhất c ủ a dòng phóng Phương trình áp dụng cho dạng sóng của dòng phóng lý t ưởng hóa trong Hình 2, I (t) , như sau : Với và t 1 = 1,1 ns ; t 2 = 2 ns ; t 3 = 12 ns ; t 4 = 37 ns I 1 = 16,6 A (tại 4 kV ); I 2 = 9,3 A (tại 4 kV ); n = 1,8 Các máy phát ESD phải có khả năng phòng ngừa việc tạo ra nhiễu phát xạ và nhiễu dẫn không mong muốn, cả ở dạng xung hay dạng l iên tục, để không gây nhiễu EUT hoặc các thiết bị thử phụ trợ do các ảnh hưởng ký sinh (xem Phụ lục D). Kích thước và hình dạng của các điện cực phóng tuân thủ theo Hình 3. Các điện cực có thể được phủ lớp cách nhiệt, miễn là đáp ứng được các chỉ tiêu dòng ph ó ng. Đối với phương pháp thử phóng điện qua không khí, có thể sử dụng máy phát cùng loại nhưng phải đóng công tắc phóng điện . Máy phá t phải được trang bị đầu phóng tròn như trong hình 3a). Do máy phát ESD cùng loại được sử dụng không có các chức năng phóng điện qua không khí. Cáp hồi tiếp phóng điện của máy phát tín hiệu thử phải có độ dài là (2 ± 0,05) m và phải được chế tạo sao cho để máy phát đáp ứng được chỉ tiêu về dạng sóng dòng phóng. Chiều dài của cáp hồi tiếp phóng được tính từ thân của máy phát ESD đến điểm cuối kết nối. Trong phép thử ESD, cáp hồi tiếp phóng điện phải được cách ly th ỏa đáng đ ể phòng ngừa sự rò rỉ dòng phóng vào cơ thể con người và các mặt d ẫ n khác ngoài đầu cuối c ủ a nó. Cáp hồi tiếp phóng sử dụng trong phép thử phải giống hoặc đồng nhất với cáp sử dụng trong hiệu chuẩn. Trong trường hợp độ dài 2 m của cáp hồi ti ế p phóng là không đủ (ví dụ: do EUT quá cao), thì có thể sử dụng cáp dài hơn nhưng không được vượt quá 3 m. Cáp hồi tiếp được sử dụng cho phép thử phải đáp ứng được các chỉ tiêu kỹ thuật của dạng sóng d ò ng phóng điện. 6.3 . Kiểm tra cấu hình thiết lập phép thử ESD Mục đích của việc kiểm tra này nhằm đảm bảo sự hoạt động của cấu hình thiết lập phép thử ESD. Cấu hình thiết lập phép thử ESD gồm : - máy phát ESD; - cáp hồi tiếp phóng; - các điện trở xả 470 kΩ; - mặt phẳng đất chuẩn , và - tất cả các kết nối để tạo thành đường dẫn phóng. Hình 4 mô tả cấu hình thiết lập phép thử ESD áp dụng cho thiết bị đ ể trên bàn, và c ấ u hình trong Hình 5 áp dụng cho thiết bị để trên mặt sàn . Một phương pháp kiểm tra được coi là phù hợp nếu c ó thể quan sát được ở các mức điện áp thấp, m ộ t tia lửa nhỏ được tạo ra trong kh i phóng điện qua không khí đến mặt phẳng ghép và một tia lửa điện lớn hơn được tạo ra với các mức điện áp cao hơn. Điều quan trọn g cần làm trước khi thực hiện thiết lập phép thử là phải kiểm tra vị trí và kết nối của vòng n ối đất. Nguyên nhân: do dạng sóng từ máy phát ESD thường không thay đổi (v í dụ, thời gian tăng và độ dài của dạng sóng không trôi) nên hầu hết các sai hỏng của máy phát ESD là do không cấp điện đ ế n điện cực phóng hoặc không điều khiển được điện áp. Bất kỳ sự mất mát hoặc hỏng h ó c nào của dây cáp, các điện tr ở hoặc kết nối dọc theo đường d ẫ n phóng đều có thể làm cho máy phát ESD không phóng điện. Khuyến nghị cần kiểm tra cấu hình thiết lập phép thử ESD trước khi thực hiện thử. 7. Cấu hình thử 7.1 . Thiết bị thử Cấu hình thử bao gồm máy phát tín hiệu thử, EUT và các thiết bị phụ trợ khác để thực hiện các tác động trực tiếp hoặc gián tiếp phóng điện vào EUT theo cách sau: a) phóng điện tiếp xúc vào các bề mặt dẫn điện và mặt phẳng ghép; b) phóng điện qua không khí vào các bề mặt cách điện. Có t hể phân biệt hai dạng phép thử khác nhau: - các phép thử được thực hiện trong phòng th ử nghiệm (kiểm tra sự phù hợp); - các phép thử sau khi lắp đặt được thực hiện trên thiết bị trong các điều kiện lắp đặt sau cùng c ủ a th i ết bị đó. Phương pháp được ưu tiên áp dụng là thực hiện các phép thử trong phòng thử nghiệm. EUT phải được bố trí phù hợp với hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xu ấ t (nếu có). 7.2 . Cấu hình để thực hiện phép thử trong phòng thử nghiệm 7.2.1 . Yêu cầu thử Những yêu cầu dưới đây áp dụng cho các phép thử được thực hiện trong phòng thử nghiệm với các điều kiện môi trường chuẩn qui định trong 8.1. Phải có một mặt đất chu ẩ n đặt trên sàn của phòng thử nghiệm. Mặt đ ấ t chuẩn này phải là một t ấ m kim loại (bằng đồng hoặc nhôm) có độ dày tối thi ể u là 0,25 mm; có thể sử dụng các loại vật liệu kim loại khác nhưng phải có độ dày tối thiểu l à 0,65 mm. Mặt đất chuẩn phải lớn hơn EUT hoặc mặt phẳng ghép nằm ngang (nếu sử dụng) tính theo tất cả các cạnh tối thi ể u là 0,5 m và phải được nối với hệ th ố ng tiếp đất bảo vệ. Cấu hình phép thử phải đáp ứng được các qu i định về an toàn của nơi thực hiện phép thử. EUT phải được bố trí và k ế t nối theo các yêu cầu chức năng của nó . Khoảng cách tối thiểu giữa EUT và tường của phòng thử nghiệm và bất kỳ vật thể kim loại nào là 0,8 m. EUT và máy phát ESD (bao gồm cả các nguồn cung c ấ p bên ngoài) phải được nối với hệ thống đấ t theo chỉ tiêu kỹ thuật về lắp đặ t của chúng. Ngoài ra, không được có bất kỳ một kết n ố i đất nào khác. Bố trí các cáp nguồn, cáp tín hiệu phải giống như trong lắp đặt thực tế. Cáp hồi tiếp phóng điện của máy phát ESD phải được nối với mặt đất chuẩn. Chỉ trong các trường hợp độ dài của cáp vượt quá độ dài cần thiết để thực hiện phóng điện tới điểm đã chọn, thì phần chiều dài cáp vư ợ t quá này, nếu có thể, phải được đặt cách xa mặt đất chuẩn (kh ô ng tạo cảm ứng) . Cáp hồi tiếp phóng phải cách các phần dẫn điện trong cấu hình phép thử ít nh ấ t là 0,2 m ngoại trừ mặt đất chuẩn. CHÚ THÍCH 1: cho phép nối cáp hồi tiếp phóng với tường kim loại của phòng thử nghiệm miễn là đảm bảo tường có nối với mặt đất chu ẩ n. Kết nối c ủ a các cáp nối đ ấ t với mặt đ ấ t chuẩn và t ấ t cả các liên k ế t phải có trở kháng thấp, ví dụ như sử dụng các thiết bị vòng kẹp cho các ứng dụng tần số cao. Khi sử dụng các mặt phẳng ghép, ví dụ để thực hiện phóng điện gián tiếp, thì chúng phải được l à m từ một tấm kim loại (bằng đồng hoặc nhôm) có độ dày tố i thiểu là 0,25 mm (có thể sử dụng các vật liệu kim loại khác nhưng đều phải có độ dày tối thi ể u là 0,65 mm) và phải được nối với mặt đất chuẩn thông qua cáp n ố i có một điện trở 470 k Ω tại mỗi đầu . Các điện trở này phải có khả năng chịu được điện áp phóng điện. Các điện trở này và cáp phải được cách ly để tránh xảy ra ngắn mạch với mặt đ ấ t chuẩn khi cáp nằm trên đó. CHÚ TH Í CH 2: các điện tr ở xả 470 k Ω có trong các cáp tiếp đất của HCP và VCP (xem Hình 4 đến Hình 8) đ ể ngăn ngừa sự tích điện của các mặt phẳng gh é p không m ấ t ngay sau khi máy phát ESD ph ó ng điện lên các mặt phẳng ghép. Điều này l à m tăng ảnh hưởng của việc phóng tĩnh điện lên E U T. Các điện trở phải c ó khả năng chịu được điện áp phóng cực đại lên mặt phẳng EUT trong suốt phép t hử. Các điện trở này phải được gắn vào đầu cuối của cáp tiếp đất nhằm tạo ra điện trở phân bố. Dưới đây là các chỉ tiêu kỹ thuật bổ s ung cho các loại thiết bị khác nhau. 7.2.2 . Thiết bị để trên bàn Cấu hình phép thử bao gồm một bàn không dẫn điện cao (0,8 ± 0,08) m đặt trên mặt đất chuẩn. Trên bàn phải đặt một mặt phẳng ghép nằm ngang (HCP), kích thước (1,6 ± 0,02) m x (0,8 ± 0,02) m. EUT và các cáp nối của nó phải được cách ly với mặt phẳng ghép bằng một l ớp cách điện có độ dày (0,5 ± 0,05) mm. CHÚ THÍCH: khuyến nghị phải duy trì được các t huộc tính cách điện của chúng. Nếu EUT quá lớn để có thể đặt cách tất cả các cạnh của HCP một khoảng tối thi ể u l à 0,1 m, thì phải sử dụng thêm một HCP tương tự và được đặt cách HCP thứ nhất (0,3 ± 0,02) m. Bàn phải được mở rộng ra hoặc có thể sử dụng hai bàn. Các mặt phẳng ghép ngang không được nối với nhau ngoài kết n ố i tới mặt đất chuẩn bằng cáp nối có điện tr ở. Nếu EUT có b ấ t kỳ chân đỡ nào th ì phải để nguyên tại vị trí của nó. H ì nh 4 là ví dụ về cấu h ì nh phép thử cho thiết bị để bàn. 7.2.3 . Thiết bị đặt trên sàn EUT phải được cách ly với mặt đất chuẩn bằng một giá đỡ cách điện có độ dày từ 0,05 m đến 0,15 m. Cáp của E UT phải được cách ly với mặt đất chuẩn bằng mộ t giá đỡ cách điện có độ dày (0,5 ± 0,05) mm. Giá đỡ cách điện cáp của EUT phải nằm bên ngoài các cạnh của giá đỡ cách điện của EUT. Hình 5 là ví dụ về cấu hình phép thử cho thiết bị đặt trên sàn nhà. N ế u EUT có bất kỳ chân đỡ nào thì phải để nguyên tại vị trí của nó. 7.2.4 . Thiết bị không tiếp đất 7.2.4.1 . Yêu cầu chung Phương pháp thử trong điều này này áp dụng cho thiết bị hoặc phần thiết b ị có chỉ tiêu kỹ thuật lắp đặt hoặc được thiết kế không kết nối tới bất kì hệ thống tiếp đ ấ t nào. Thiết bị hoặc phần thiết bị gồm thiết bị xách tay, thi ết bị dùng ăc qui (bên trong hoặc bên ngo à i) có hoặc không có bộ xạc (cáp nguồn không tiếp đấ t ) và thiết bị cách ly kép (thiết bị loại II). Nguyên nhân: Thiết bị không tiếp đất, hoặc phần không tiếp đất của thiết bị, không thể tự phóng điện giống như thiết bị loại I (thiết bị được cấp nguồn lư ớ i). Nếu không khử điện tích trước xung ESD t iế p theo, EUT hoặc các phần của EUT phải chịu điện áp lên tới 2 l ầ n điện áp thử quy định. Do đó, loại thiết b ị này hoặc các phần của loại thiết bị này có thể bị tích điện với điện tích cao, do việc t í ch lũy một số lần phóng điện ESD trên điện dung của lớp cách điện l oại II, v à sau đó phóng điện ở điện áp đánh th ủ ng của lớp cách điện với năng lượng cao. Cấu hình thử chung phải thống nhất với các mô tả tương ứng trong 7.2.2 và 7.2.3. Để mô phỏng hiện tượng ESD đơn (cả phóng điện tiếp xúc hoặc phóng đ i ện qua không khí), phải kh ử điện tích trên EUT trước mỗi xung ESD. Điện tích trên đ i ểm hoặc phần kim loại ch ị u tác động của xung ESD, ví dụ, các vỏ của bộ kết nối, các chân xạc pin, anten kim loại, đều phải được khử trước mỗi xung thử ESD. Khi một hoặc một số phần bằng kim loại có thể chạm vào được của EUT là đối tượng của phép thử ESD, điện tích phải được khử khỏi các đ i ểm không có điện tr ở xả mà xung ESD tác động vào. Một c á p có điện trở xả 470 k Ω , giống như loại dùng với mặt phẳng ghép ngang và mặt phẳng ghép đứng, là thi ế t bị thích hợp để khử điện tích, xem 7.2. Nếu điện dung giữa EUT và HCP (trên bàn) và giữa EUT và GRP (dưới sàn) được xác định bởi kích thước của EUT, thì cáp với điện trở xả vẫn lắp đặt trong phép t hử ESD phải được duy trì. Với cáp có điện trở xả, điện tr ở thứ nhất phải được kết nối gần nhất có thể, thích hợp nhất là ngắn hơn 20 mm từ điểm t hử trên EUT. Điện trở thứ hai phải được kết nối gần điểm cuối cáp nối tới HCP đối với thiết bị đặt trên bàn (xem Hình 6), hoặc điểm cuối nối tới GRP đối với thiết bị đặt dưới sàn (xem Hình 7). Sự h i ện diện của c á p có điện trở xả c ó thể ảnh hưởng tới kết quả thử của một số thiết bị. Phép thử với cáp bị ngắt kết nối trong khi xung ESD xuất hiện được ưu tiên hơn phép thử có cáp lắp đặt trong khi thử, miễn l à sự tích điện được loại bỏ hoàn toàn giữa các lần phóng liên tiếp. Một khả năng khác l à dùng các lựa chọn sau: - khoảng thời gian giữa các lần phóng liên tiếp phải được dãn ra đ ủ để EUT phóng hết điện tích một cách tự nhiên; - quét EUT bằng một chổi than được nối đất với các điện trở xả (ví dụ, 2 x 470 k Ω ) trong cáp tiếp đ ấ t. CHÚ THÍCH: Trong trường hợp không chắc chắn có li ên quan đến giảm điện tích, điện tích trên EUT có thể được giám sát bởi thiết bị đo điện trường không tiếp xúc. Khi điện tích giảm dưới 10% so với giá tr ị ban đầu, thì EUT được xem như đã ph ó ng hết. 7.2.4.2 . Thiết bị đặt trên bàn Thiết bị để bàn không có bất kỳ kết nối kim loại nào đến mặt phẳng đất chuẩn phải được lắp đặt nh ư trong 7.2.2 và Hình 4. Khi phần kim loại mà xung ESD tác động vào, có sẵn trên EUT, thì phần này phải nối tới HCP qua một cáp với điện trở xả, xem Hình 6. 7.2.4.3 . Thiết bị đặt trên sàn Thiết bị đặt trên sàn không có bất kì kết nối kim l oại với mặt đất chuẩn phải được l ắp đặt giống như 7.2.3 và Hình 5. Phần kim l oại có thể chạm đến tr ê n thi ế t bị mà xung ESD t á c động được nối với mặt đất chuẩn bằng một cáp có điện trở xả, xem Hình 7 . 7.3 . Cấu hình cho các phép thử sau khi lắp đặt Các phép thử sau khi lắp đặt được thực hiện tại chỗ, các phép thử này có thể ch ỉ áp dụng khi có sự th ỏa thuận giữa nhà sản xuất và đối tượng sử dụng thiết bị. Phải cân nhắc trường hợp thiết bị khác cùng đặt tại vị trí đó có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng. CHÚ THÍCH: Ngoài ra, EUT ch í nh nó có thể bị lão hóa đáng kể trong thử nghiệm ESD.Thời gian trung bình đ ể làm hỏng (MTTF) nhiều mạch điện tử hiện đại gi ả m đáng kể nếu các mạch này chịu phóng tĩnh điện một lần. Các hỏng hóc này không xảy ra ngay lập tức trong thời gian th ử ESD nhưng thiết bị sẽ bị hỏng nhanh hơn so với các thiết bị không bị kiểm tra ESD. C ần phải xem xét đến điều n à y để quyết định việc thực hiện phép thử ESD. Nếu quyết định thực hiện phép thử sau lắp đặt thì phải tiến hành trong điều kiện lắp đặt sau cùng của nó. Để tạo điều kiện kết nối cáp hồi tiếp phóng điện, mặ t đất chuẩn phải được đặt trên sàn của vị trí lắp đặt và cách EUT khoảng 0,1 m. Mặt đ ấ t chuẩn nên bằng đồng hoặc bằng nhôm có độ dày tối thiểu l à 0,25 mm. Có thể sử dụng các loại vật liệu kim loại khác, độ dày tối thiểu là 0,65 mm. Nếu vị trí lắp đặt cho phép, mặt đất chuẩn nên có kích thước rộng 0,3 m và dài 2 m. Mặt đ ấ t chuẩn này nên nối với hệ thống đất bảo vệ. Nếu khôn g thực hiện được điều đó, thì cần nối mặt đất chuẩn với đầu cuối tiếp đ ấ t của EUT, nếu có th ể . Cáp hồi tiếp phóng điện của máy phát ESD phải được n ố i tới mặt đất chu ẩ n. Nếu EUT được lắp đặt trên một bàn kim loại, thì bàn kim loại n à y phải được nối với mặt đ ấ t chuẩn qua cáp nối có một điện trở 470 k Ω tại mỗi đầu để tránh sự tích điện. Các ph ầ n kim loại không tiếp đ ấ t c ủ a thiết bị phải được thử theo 7. 2.4. Nối EUT với mặt đất chuẩn gần nó bằng cáp có điện tr ở xả. Hình 8 là ví dụ về c ấ u hình thực hiện phép thử sau khi lắp đặt. 8. Quy trình thử nghiệm 8.1 . Điều kiện chuẩn trong phòng thử nghiệm 8.1.1 . Tham s ố môi trường Để giảm thiểu tác động của các tham số môi trường lên kết quả thử nghiệm, phải thực hiện phép thử và hiểu chuẩn trong điều kiện chuẩn về kh í hậu và điện từ như đư ợ c qui định trong mục 8.1.2 và 8.1.3. 8.1.2 . Điều kiện về khí hậu Thiết bị phải làm việc trong các điều kiện khí hậu đã qui định. Trong trường hợp thực hiện phép thử phóng điện qua không khí, các điều kiện về khí hậu phải nằm trong phạm vi qui định sau: - nhiệt độ môi trường xung quanh: từ 15° C đến 35° C; - độ ẩ m tương đối: từ 30 % đến 60%; - áp suất khí quyển: từ 86 kPa (860 mbar) đến 106 kPa (1060 mbar). CHÚ THÍCH: các giá trị về thông số điều kiện khí hậu khác có thể áp dụng cho thi ế t bị chỉ trong môi trường khí hậu cá biệt. 8.1.3 . Điều kiện về điện từ Môi trường điện từ của phòng thử nghiệm phải đảm bảo sự hoạt động chính xác của EUT để không ả nh hưởng đến các kết quả thử nghiệm. 8.2 . Kích hoạt EUT Phần mềm và chương trình thử phải được lựa chọn sao cho kích hoạt được t ấ t cả các ch ế độ l àm việc bình thường của EUT. Khuyến khích việc sử dụng phần mềm kích hoạt đặc biệt, nhưng chỉ được phép khi phần mềm đ ó thể hiện được rằng EUT đang được kích hoạt một cách toàn diện. Đối với các phép t hử tuân thủ, EUT phải làm việc liên tục trong chế độ có độ nhạy cao nh ất của nó (vòng chương trình), chế độ làm việc này được xác định bằng việc kiểm tra sơ bộ. Nếu cần phải c ó thiết bị giám sát, thì thiết bị giám sát này phải được tách biệt khỏi EUT để giảm khả năng chỉ thị sai. 8.3 . Thực hiện phép t hử 8.3.1 . Phóng điện đến EUT Thực hiện phép thử bằng cách phóng điện trực tiếp v à phóng điện gián tiếp vào EUT theo một phương án đã được chuẩn bị trước như sau: - các điều kiện làm việc đặc trưng của EUT; - EUT có thể là thiết bị để bàn hay thiết bị đặt trên sàn; - các điểm để thực hiện phóng điện vào đó; - tại mỗi điểm, thực hiện phóng đ i ện tiếp xúc hay phóng điện qua không kh í vào đó; - mức thử đư ợ c áp dụng; - số lần phóng điện tại mỗi điểm đối với phép thử phù hợp; - xem xét có nên thực hiện các phép thử sau khi lắp đặt. Nếu cần thiết, có thể thực hiện một số phép thử khảo sát trước để lập kế hoạch thử. CHÚ THÍCH 1: tham khảo Phụ lục E về độ không đảm bảo đo. CHÚ THÍCH 2: trong trường hợp có sự thay đổi trong k ế t quả thử, tham khảo Phụ lục F để xác định được nguồn gây ra các sai khác. 8.3.2 . Phóng tĩnh điện trực tiếp vào EUT Trừ khi có chỉ dẫn khác trong tiêu chuẩn chung, tiêu chuẩn của sản phẩm hoặc họ sản phẩm, chỉ thực hiện phóng tĩnh điện vào EUT tại các điểm và các b ề mặt mà con người c ó thể tiếp cận được khi khai thác sử dụng bình thường. Các loại trừ sau đây được áp dụng (không phóng tĩnh điện vào các điểm này): a) các điểm và bề mặt chỉ tiếp cận được khi bảo dưỡng. Trong trường hợp này, phải đưa ra các th ủ tục ESD cụ th ể trong tài liệu kèm theo. b) các điểm và bề mặt mà người dùng chỉ tiếp cận khi sử dụng dịch vụ. Ví dụ về những điểm ít khi được truy cập này l à: các tiếp xúc của ắc quy khi thay đổi ắc quy, băng catset trong máy trả lời điện thoại... c) các điểm và bề mặt của thiết bị không có khả năng truy cập nữa sau khi lắp đặt c ố định hoặc sau khi sử dụng, ví dụ, dưới đáy hoặc cạnh bên của thiết bị hoặc khu vực phía sau các kết nối thích hợp. d) phần tiếp xúc của cáp đồng và các bộ kết nối nhiều chân có vỏ bọc kim loại. Trong trường hợp này, phóng điện tiếp xúc chỉ được áp dụng cho vỏ kim loại của bộ kết nối đó. Các tiếp xúc bên trong bộ kết nối cách điện (ví dụ, nhựa) có thể tiếp cận được, phải được thử ch ỉ với phép thử phóng điện qua không khí. Phép thử này phải thực hiện bằng cách dùng đ ầ u dò tròn của bộ tạo tín hiệu thử ESD. Nhìn chung có 6 trường hợp: B ả ng 4 - Các trường hợp áp dụng phóng điện đến các bộ kết nối Trường hợp Vỏ của bộ kết nối Chất liệu màn che Phóng điện qua không khí tới Phóng điện tiếp xúc tới : 1 Kim loại Không - Vỏ 2 Kim loại Cách ly Màn che Vỏ khi tiếp cận được 3 Kim loại Kim loại - Vỏ và màn che 4 Cách ly Không a - 5 Cách ly Cách l y Màn che - 6 Cách ly Kim loại - Màn che CHÚ THÍCH: Trong trường hợp màn che được dùng để che chắn ESD cho các chân k ế t nối, phải c ó một nhãn cảnh báo ESD trên màn che đó hoặc trên thiết bị g ần với bộ kết nối chỗ đặt màn che. a Nếu tiêu chuẩn sản ph ẩ m hoặc họ sản phẩm yêu c ầ u thử riêng các chân của bộ kết nối cách ly, áp dụng phương thức phóng điện qua không khí. e) Các điểm tiếp xúc của các bộ kết nối hoặc các phần có th ể tiếp cận khác dễ bị ảnh hưởn g bởi ESD vì các lý do chức năng và có nhãn cảnh báo ESD, ví dụ các đầu vào r.f từ thiết bị đo, thiết bị thu hoặc các chức năng thông tin khác Nguyên nh â n: một vài cổng k ế t nối được thi ế t kế để điều khiển thông tin tần s ố cao, số hoặc tương tự, và do đó không được cung c ấ p thiết bị bảo vệ quá áp. Trong trường hợp các tín hiệ u tương tự, các bộ l ọc băng thông là một giải pháp. Các Diode bảo vệ quá áp có nhiều điện dung phân bố là hữu dụng tại các tần số EUT hoạt động. Trong tấ t cả các trường hợp, phải cung cấp các thủ tục giảm thiểu ESD trong các v ă n bản đi kèm. Mức điện áp thử cuối cùng không được vượt quá giá trị qu i định trong chỉ tiêu kỹ thuật của thiết bị để tránh làm hư hỏng thiết bị. Phải thực hiện phép thử với các lần phóng điện đơn. Tại mỗi điểm đã chọn, phải thực hiện ít nhất 10 lần ph ó ng điện đơn (với cực tính có độ nhạy cao nh ấ t). CHÚ THÍCH 1: số lần ph ó ng điện tối thiểu phụ thuộc vào EUT; đối với các sản phẩm có mạch đồng bộ thì số lần phóng điện c ó thể lớn hơn . Khoảng thời gian giữa các lần phóng điện đơn liên tiếp, khuyến nghị giá trị ban đầu l à 1 giây . Có thể cần các khoảng thời gian dài hơn để xác định xem sai hỏng c ủ a hệ thống có xảy ra hay không. CHÚ TH Í CH 2: Các điểm để thực hiện phóng tĩnh điện vào đó c ó thể được l ựa chọn bằng phương pháp phóng điện thử để khảo s á t trước với tốc độ lặp là 20 lần phóng mỗi giây hoặc nhiều hơn. Máy phát ESD phải được giữ vuông góc với mặt phẳng để thực hiện phóng điện vào đó. Thực hiện điều này để tăng khả năng tái tạo lại k ế t quả thử. Nếu không thể giữ cho máy phát ESD vuông góc với mặt phẳng thử, th ì phải ghi lại các điều kiện thử để thực hiện phóng điện trong báo cáo đo kiểm. Cáp hồi tiếp phóng điện của máy phát phải cách EUT, ít nhất, là 0,2 m trong khi đang thực hiện phóng điện và người vận hành không được giữ cáp. Trong trường hợp phóng điện tiếp xúc, đ ầ u của điện cực ph ó ng điện phải tiếp xúc với EUT trước khi bật công tắc phóng điện. Trong trường hợp vật liệu nền dẫn điện được bao phủ bằng các lớp sơn, phải áp dụng các thủ tục dưới đây: - Nếu nhà sản xuất không tuyên b ố các lớp sơn này là lớp vỏ cách điện, thì đầu điện cực phóng điện của máy phát phải xuyên thủng lớp sơn này để ti ế p xúc với vật liệu nền dẫn điện bên trong. Nếu nhà sản xu ấ t tuyên b ố các lớp sơn này là lớp vỏ cách điện, thì phải thực hiện phóng điện qua không khí. Không được thực hiện phóng điện tiếp xúc đối với các loại mặt ph ẳ ng như vậy. Trong trường hợp phóng điện qua không khí, máy phát ESD ph ả i ti ế p cận EUT càng nhanh càng t ốt cho đến khi có sự tiếp xúc giữa điện cực và EUT (không gây ra hư hỏng cơ khí). Sau mỗi lần phóng điện, điện cực phóng của máy phát ESD phải được đưa ra khỏi EUT. Sau đó, máy phát ESD được kích hoạt lại cho lần phóng điện mới. Lặp lại thủ tục này cho đến khi hoàn thành các lần phóng điện. Phải đóng công tắc phóng điện (được sử dụng khi phóng điện tiếp xúc) trong trường hợp phóng điện qua không khí. 8.3.3 . Phóng tĩnh điện gián tiếp vào EUT 8.3.3.1 . Phóng tĩnh điện đến các đ ố i tượng gần EUT Mô phỏng sự phóng tĩnh điện vào các đối tượng được đặt hoặc lắp đặt gần EUT bằng cách p hóng tĩnh điện v à o mặt phẳng ghép từ máy phát ESD theo phương pháp phóng điện tiếp xúc. Ngoài thủ tục thực hiện phép thử trong mục 8.3.2, phải đáp ứng được các yêu cầu t rong mục 8 .3.3.2 và 8.3.3.3. 8.3.3.2 . Mặt phẳng ghép nằm ngang (HCP) dưới EUT Thực hiện phóng tĩnh điện vào cạnh của HCP theo phương nằm ngang. Thực hiện ít nhất 10 l ầ n phóng điện đơn (với cực tính nhạy cảm nhất) tại cạnh trước của mỗi HCP, đối diện với điểm giữa của mỗi khối (nếu có thể áp dụng) của EUT và cách mặt trước của EUT 0,1 m. Trục d à i của điện cực ph ó ng điện phải vuông góc với cạnh trước và nằm trong cùng mặt phẳng của HCP trong khi phóng điện. Điện cực phóng điện phải tiếp xúc với cạnh của HCP trước khi bật công tắc phóng (xem Hình 4). Các tiêu chuẩn sản phẩm có thể yêu cầu thực hiện phép thử này đối với tất cả các mặt của EUT. 8.3.3.3 . Mặt phẳng ghép thẳng đứng Thực hiện ít nhất 10 lần phóng điện đơn (với cực tính nhạy cảm nhất) tại điểm giữa của cạnh thẳng đứng của mặt phẳng ghép (xem H ình 4 và Hình 5). Mặt phẳng ghép , có kích thước 0,5 m x 0,5 m, được đặt song song và cách EUT 0,1 m. Thực hiện phóng tĩnh điện vào mặt phẳng ghép với đủ các vị trí khác nhau sao cho cả 4 mặt của EUT được chiếu xạ hoàn toàn. 9. Đánh giá kết quả thử nghiệm Kết quả thử nghiệm phải được phân loại dựa trên sự suy giảm ch ỉ tiêu hoặc mất chức năng c ủ a thiết bị thử, có xét tới mức chỉ tiêu x á c định bởi nhà sản xuất, đối tượng yêu cầu thử hoặc thỏa thuận giữa nhà sản xuất v à khách hàng về sản phẩm. Các phân loại sau được khuyến nghị: a) chất lượng danh định nằm trong giới hạn được qui định bởi nhà sản xuất, đối tượng yêu cầu thử hoặc khách hàng; b) suy giảm ch ấ t lượng ho ặ c m ấ t chức năng t ạm thời dưới tác động của nhiễu nhưng tự khôi phục lại chất lượng bình thường sau khi kết thúc phép thử mà không cần sự can thiệp của người khai thác; c) suy giảm ch ấ t lượng hoặc mất chức năng tạm thời dưới tác động của nhiễu, việc khôi phục lại ch ất lượng bình thường đòi hỏi sự can thiệp của người khai thác; d) suy giảm chất lượng hoặc mất chức năng, không c ó khả năng khôi phục do hư hỏng phần cứng, phần mềm hoặc m ấ t dữ liệu. Tài liệu kỹ thuật của nhà sản xu ấ t có thể xác định một số ảnh hưởng với EUT được coi là không qu a n trọng và do đó chấp nhận được . Việc phân loại như trên có thể được sử dụng như một hướng dẫn tính toán chỉ tiêu chất lượng, bởi các cơ quan quản lý về tiêu chuẩn chung, tiêu chuẩn sản ph ẩ m và họ sản phẩm, hoặc như một mẫu th ỏa thuận về chỉ t i êu ch ất lượng giữa nhà sản xu ấ t và khách hàng, ví dụ trong trường hợp không có tiêu chu ẩ n chung, tiêu chu ẩ n sản phẩm hoặc họ sản phẩm phù hợp. 10. Biên bản thử nghiệm Biên bản thử nghiệm phải bao gồm tất cả thông tin cần thiết để tái tạo phép thử. Cụ thể, những thông tin sau phải được ghi lại: - Các điều khoản qui định trong kế hoạch thử theo yêu cầu ở điều 8 của tiêu chuẩn này; - nhận dạng EUT và thiết b ị phụ trợ, ví dụ: tên hiệu, loại sản phẩm, số hiệu; - nhận dạng thiết bị thử, ví dụ: tên hiệu, loại sản phẩm, số hiệu; - các điều kiện môi trường đặc biệt trong khi thực hiện thử, ví dụ: vỏ che chắn; - các điều kiện cụ thể cần để thực hiện phép thử; - mức chất lượng do nhà sản xu ấ t quy định, yêu cầu của khách h à ng; - chỉ tiêu ch ấ t lượng xác định trong tiêu chuẩn chung, sản ph ẩ m hoặc họ sản phẩm; - các ảnh hưởng lên EUT quan sát được trong hoặc sau khi thử và khoảng thời gian ảnh hưởng; - cơ sở cho quyết định đạt/không đạt (dựa trên tiêu chí chất lượng xác định trong tiêu chuẩn chung, tiêu chuẩn sản ph ẩ m hoặc họ sản phẩm, hoặc th ỏ a thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng); - các điều kiện sử dụng cụ thể, v í dụ độ dài hoặc loại cáp, che chắn và tiếp đất, các điều kiện vận hành EUT được yêu cầu tuân th ủ . - điều kiện khí hậu; - bản vẽ và/hoặc hình ảnh c ấ u hình phép th ử và bố trí của EUT. CHÚ THÍCH 1: C d là điện dung phân bố t ồ n tại giữa máy phát t í n hiệu thử và các thiết bị xun g quanh nó. CHÚ THÍCH 2: C d + C s có giá trị điển h ì nh là 150 pF. CHÚ THÍCH 3: R d c ó giá trị điển hình l à 330 Ω. Hình 1 - Sơ đồ đơn giản của máy phát ESD Hình 2- Dạng sóng dòng phóng tiếp xúc lý tưởng tại 4 k V Hình 3a) - Điện cực phóng qua không khí Hình 3b) - Điện cực phóng tiếp xúc Hình 3- Điện cực phóng của máy phát ESD Hình 4 - Ví dụ về c ấ u hình phép thử trong ph ò ng thử nghiệm đ ố i với thiết bị để bàn Hình 5- Ví dụ về cấu hình phép thử trong phòng thử nghiệm đối với thiế t bị đặt trên sàn nhà Hình 6- Cấ u hình phép thử cho thiết bị đặt trên bàn không t i ếp đất Hình 7- Cấu h ì nh phép thử cho thiết bị đặt dưới sàn không tiếp đất Hình 8 - Ví dụ về cấu hình ph é p thử sau khi lắp đặt đối với thiết b ị đặt trên sàn nhà PHỤ LỤC A (Tham khảo) CÁC THÔNG TIN GIẢI THÍCH BỔ SUNG A.1 . Các vấn đề chung Vấn đề b ả o vệ thiết bị chống lại ảnh hưởng của hiện tượng phóng tĩnh điện đã tr ở nên quan trọng đối với nhà sản xu ấ t c ũ ng như đối tượng sử dụng. Việc sử dụng rộng rãi các thành phần vi điện tử đò i hỏi phải xác định chính xác các khía cạnh của v ấ n đề và tìm kiếm một giải pháp để nâng cao độ tin cậy của hệ thống/thiết bị . Vấn đề tích l ũy điện tích và dẫn đến phóng tĩnh điện có quan hệ chặt chẽ hơn đối với các m ô i trường không điều khiển được và sự ứng dụng rộng rãi của các thiết bị, hệ th ố ng. Thiết bị có thể phải chịu ảnh hưởng của năng lượng điện từ khi xuất hiện phóng tĩnh điện từ cơ th ể con người tới các đối tượng kề bên. Ngoài ra, phóng tĩnh điện c ó thể xuất hiện giữa các vật thể kim loại (ví dụ như bàn, ghế kim loại) gần thiết bị. Có thể cho rằng các phép thử trong tiêu chuẩn này đã đ ủ để mô phỏng các ảnh hưởng của các hiện tượng sau này. Các ảnh hưởng của ph ó ng tĩnh điện từ người khai thác có thể gây một sai hỏng nhẹ của t h i ết bị hoặc l àm hư hỏng các th à nh phần điện tử. Các ảnh hưởng này có thể do các tham s ố của dòng phóng (thời gian tăng, khoảng thời gian...). Sự hiểu biế t về v ấ n đề này và sự cần thiết phải có một công cụ hỗ trợ để ngăn ngừa các ảnh hưởng không mong muốn do hiện tượng phóng t ĩ nh điện vào thiết b ị đ ã khởi đầu sự hình thành và phát triển các thủ tục thực hiện phép thử được đề cập trong tiêu chu ẩ n này. A.2 . Ảnh hưởng của các điều kiện môi trường đến các mức nạp điện Sự kết hợp của vải s ợ i nhân tạo và kh ô ng khí khô ráo đã tạo điều kiện cho sự phát sinh hiện tượng phóng tĩnh điện. Có r ấ t nhiều sự khác nhau trong quá trình nạp điện tích. Một trường hợp phổ biến là người vận hành khai thác đi bộ trên một tấm thảm, mỗi bước chân của họ sẽ làm tăng thêm hay bớt đi số điện tích từ cơ thể với tấm thảm. Sự chà sát giữa quần áo của người vận hành khai thác với ghế của họ cũng tạo ra sự trao đ ổ i tích điện. Cơ thể của người khai thác có thể được nạp điện trực tiếp hoặc do cảm ứng tĩnh điện; trong trường hợp sau, thảm dẫn sẽ không có tác dụng bảo vệ trừ khi người vận hành khai thác được n ố i đất với nó. Biểu đồ được mô tả trong Hình A.1 t hể hiện các g i á trị điện áp mà các loại thảm khác nhau có thể được nạp điện phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của khí quyển. Thiết bị có thể trực tiếp phải chịu ảnh hưởng của sự phóng tĩnh điện với điện áp vài kV phụ thuộc vào loại sợi vải tổng hợp và độ ẩm tương đối c ủ a môi trường. A.3 . Quan hệ giữa các điều kiện môi trường với dòng phóng Là một con số có thể đo được, các mức điện áp tĩnh điện có thể có trong môi trường của đối tượng sử dụng được dùng để xác định các yêu cầu về miễn nhiễm. Tuy nhiên, như đã biết sự truyền năng lư ợ ng là mộ t hàm của dòng ph ó ng hơn là một hàm của mức điện áp tĩnh điện trước khi phóng điện. Hơn nữa, nó cho thấy rằng dòng phóng đặc trưng kém tỷ lệ hơn đối với điện áp trước khi phóng điện trong dải điện áp cao hơn. Nguyên nhân gây ra mối quan hệ kh ô ng tỷ lệ g i ữa điện áp trước khi phóng điện và dòng phóng là: - Sự phóng điện của điện áp nạp cao xuất hiện qua một đường cung lửa dài, nó làm tăng thời gian tăng của xung, vì thế nó giữ lại các thành phần phổ cao hơn của dòng phóng kém tỷ lệ hơn đối v ớ i điện áp trước khi phóng điện. - Nếu giả thiết số lượng nạp điện tích l à hằng số đ ối với một hiện tượng phát sinh nạp điện tích nào đó, thì hầu như mức điện áp nạp cao sẽ xuất hiện trên một điện dung nhỏ. Ngược lại, điện áp nạp cao tr ê n một điện dung lớn sẽ cần một số lượng hiện tượng phát sinh nạp liên tiếp, mà điều đó ít khi xảy ra. Điều này có nghĩa là năng lượng nạp c ó thể là hằng s ố giữa các mức nạp cao hơn có thể có trong môi trường của đối tượng sử dụng. Tóm lại, các yêu cầu về miễn nhiễm đối với một môi trường nào đó cần được xác định về khía cạnh biên độ dòng phóng. Khi đã công nhận khái niệm này, thì việc thiết kế thiết bị thử sẽ dễ dàng hơn. Có thể áp dụng một cách hài h òa các yếu tố khác nhau trong việc lựa chọn đ i ện áp nạp và trở kháng phóng điện để có được biên độ d òng phóng mong mu ố n. A.4 . Lựa chọn các mức thử Nên lựa chọn các mức th ử phù hợp với các điều kiện môi trường và điều kiện lắp đặt thực tế; h ư ớng dẫn lựa chọn cho trong Bảng A.1. Bảng A.1 – Hư ớ ng dẫn lựa chọn các m ứ c th ử Cấp Độ ẩm tương đối, (%) Chất liệu chống tĩnh điện Chất liệu tổ ng h ợ p Điện áp tối đa, (kV) 1 35 X 2 2 10 X 4 3 50 X 8 4 10 X 15 Các mức thử liên quan đ ế n c ấ p môi trường và lắp đặ t được đ ề cập trong điều 5 của tiêu chuẩn này. Đối với một s ố chất liệu (ví dụ như gỗ, bê t ông, gốm), điện áp t hử không lớn hơn mức 2. Việc hiểu được các tham số thiết yếu của ảnh hưởng ESD là r ấ t quan trọng khi lựa chọn một mức thử th í ch hợp đối với một môi trường cụ thể nào đó. Tham số thi ết yếu nhất có th ể là tốc độ thay đổi dòng phóng, n ó có thể đạt được thông qua việc tổ hợp các thông số như điện áp nạp, dòng phóng đ ỉ nh và thời gian gia tăng. Ví dụ, trong tiêu chuẩn này, mức thử cấp 4 là 8 kV/30 A với phương pháp ph ó ng điện tiếp xúc đủ để th ỏa mãn cường độ ESD cần thiết đ ố i với môi trường ch ấ t liệu tổng hợp là 15 kV. Tuy nhiên mức điện áp cao hơn 15 kV có th ể xuất hiện trong môi trường rất khô ráo. Trong trường hợp tiến hành thử nghiệm EUT có các mặt cách điện, c ó thể áp dụng phương pháp phóng điện qua không khí với mức điện áp lên tới 15 kV. A.5 . Lựa chọn các điểm th ử Có thể lựa chọn áp dụng các vị trí sau: - các điểm tr ê n các bộ phận kim loại của một cabin, các điểm này cách điện so với đất; - bấ t kỳ điểm nào trong khu vực điều khiển hoặc bàn phím và bất kỳ điểm nào khác thuộc giao tiếp người-máy như công tắc, c ần điều khiển, n ú t bấm, bộ phận chỉ thị, đèn LED, rãnh cắm card, lưới sắt, đầu cắm và các vùng mà người vận hành có thể chạm vào. A.6 . Cơ sở kỹ thuật đ ể áp dụng phương pháp ph ó ng điện tiếp xúc Thông thường, khả năng tái tạo lại phép thử phóng điện qua không khí chịu ảnh hưởng bởi các yếu t ố ví dụ tốc độ tiếp cận tới EUT c ủ a đầu phóng, độ ẩ m, c ấ u trúc của m á y phát ESD, các yếu tố này dẫn đến sự thay đổi thời gian tăng của xung và biên độ dòng phóng. Trong các thiết bị kiểm tra ESD ph ó ng điện qua không khí, hiện tượng ESD đã đư ợ c mô phỏng bằng sự phóng điện của một tụ điện đã được nạp điện qua đầu phóng vào EUT, nó tạo ra một đoạn tia lửa điện phóng tới bề mặt của EUT. Tia lửa điện này là một hiện tượng vật lý hết sức phức tạp. Thực nghiệm đã cho thấy rằng, với một đoạn tia lửa điện chuyển động thì thời gian tăng của dòng phóng có thể thay đổi từ nh ỏ hơn 1 ns đến lớn hơn 20 ns, như sự thay đ ổi của tốc độ tiếp cận EUT của đ ầ u phóng. Mặc dù giữ tốc độ tiếp cận của đầu phóng tới EUT không đ ổ i cũng không làm cho thời gian tăng dòng phóng không đổi. Với một số phương pháp kết hợp tốc độ và điện áp, th ì thời gian tăng dòng phóng vẫn dao động với một hệ số lên đến 30. CHÚ THÍCH: tại các điện áp cao, có thể xảy ra nhiều lần phóng điện liên tiếp qua không kh í . Một phương pháp để ổn định thời gian tăng của dòng phóng được đề xuất l à sử dụng một khoảng cách t i a lửa điện cố định (v ề mặt cơ học). Với phương pháp này, mặc dù thời gian tăng dòng phóng ổn định nhưng cũng không được khuyến nghị áp dụng do thời gian tăng của nó chậm hơn rất nhiều so với thời gian tăng dòng phóng của các hiện tư ợ ng tự nhiên được mô phỏng. Phương pháp này không mô phỏng được một cách thỏa đáng các thành phần tần số cao của các hiện tượng ESD trong thực t ế. Một khả năng khác là sử dụng các thiết bị kích hoạt khác nhau (ví dụ ố ng phóng điện khí, thyratron) thay cho tia lửa điện hở, nhưng các loại thiết bị này vẫn tạo ra thời gian tăng dòng phóng chậm hơn nhiều so với các hiện tượng ESD thực tế. Sử dụng thiết bị kích hoạt bằng rơ l e có thể t ạo ra dòng phóng có tốc độ tăng nhanh và có thể lặp l ại. Rơle này phải có điện áp đủ l ớ n và có một tiếp điểm đơn (để tránh hiện tượng phóng điện kép trong ph ầ n tăng của dòng phóng). Đối với các điện áp cao hơn, các rơle chân không là r ấ t hữu hiệu. Thực tế đã cho thấy rằng bằng cách sử dụng rơle như một thiết bị kích hoạt, thì không chỉ sườn xung phóng đo được, trong phần tăng của nó, có khả năng lặp lại hơn mà các kết quả thử nghiệm với EUT thực cũng có nhiều khả năng tái tạo lại. Như vậy, bộ tạo xung sử dụng rơle là một thiết bị có khả năng t ạo ra một xung dòng như qui định (biên độ và thời gian tăng). Mối liên quan giữa xung dòng này với điện áp ESD thực được trình bày trong A.3. A.7 . Lựa chọn các thành phần cho máy phá t ESD Phải sử dụng một điện dung tích trữ năng lượng để thay thế tương ứng điện dung của cơ thể con người. Với mục đích đó, giá trị danh định 150 pF đã được xác định là phù hợp. Điện trở 330 Ω được dùng để thay th ế điện trở nguồn của cơ thể con người khi cầm một vật kim loại như chìa kh óa hay một dụng cụ nào đó. Trường hợp phóng điện này đã được chứng minh l à đủ mạnh để thay thế t ấ t cả các hiện tượng phóng điện của cơ t hể con người. A.8 . Các nguyên nhân liên quan đến chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát Một số lý do đã được mặc nhiên công nhận như là nguyên nhân của sự khác biệt khả năng tái tạo khi sử dụng các phép thử ESD lên các EUT thực t ế. Việc thiết lập phép thử, các vấn đề về hiệu chuẩn ... đã được xem xét và đề xuất trong tiêu chuẩn này. Thay đổi các đặc điểm kỹ thuật má y phát ESD cũng đã được xem xét nhưng không có thay đổi nào được đ ề xuất trong lần xuất bản này . Dưới đây là bản tóm tắt lý do cho quyết định này. Có hai lý do quan trọng về mặt kỹ thuật, tương ứng với chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát, được xem nh ư l à nguyên nhân liên qu a n đến khả năng tái tạo là: 1) dạng sóng dòng phóng điện của máy phát sau đỉnh thứ nhất, nghĩa là dạng sóng nằm trong khoảng 2 ns và 60 ns; 2) phát xạ trường E của máy phát khi phóng tĩnh điện l ên EUT. Nhóm chuyên gia đã giải quyết nguyên nhân đầu tiên, dung sai ±35 % được qui định cho dạng sóng lý tưởng nằm trong khoảng 2 ns và 60 ns như trong Hình 2. Trong quá trình phát triển tiêu chuẩn này, việc thay đổi chỉ tiêu kỹ thuật d ò ng phòng này đã được s ử a đổi nhiều lần để điều khiển thời gian xuống c ủ a đ ỉ nh đầu tiên đến (2,5 ± 1) ns ở mức 60% giá trị đỉnh đầu tiên. Các phép thử so sánh v ò ng của hai loại máy phát được thực hiện trên các EUT khác nhau tại 3 phòng thử nghiệm khác nhau, loại máy phát thứ nhất tuân thủ theo tiêu chuẩn IEC 61000-4-2 phiên bản 1, loại máy phát thứ hai được bổ sung các yếu tố kỹ thuật như đã chỉ ra ở trên. Năm máy phát khác nhau cho từng loại được năm nhà sản xu ấ t cung cấp. Kết quả phép thử so sánh vòng của các máy phát ESD đã thay đổi được tóm tắt như sau : - có sự thay đổi trong mức thử, tại các mức đó EUT chịu ảnh hư ở ng giữa các máy phát ESD khác nhau; - xu ấ t hiện sự thay đổi dạng sóng dòng phóng xóa đi hình dạng dòng phóng trong cả hai miền t ần số và thời gian; - tuy nhiên, dạng s ó ng mới này không dẫn đến bất kỳ sự cải thiện đáng kể nào trong khả năng tái tạo kết quả thử nghiệm trên EUTs thực t ế . Nguyên nhân thứ hai cũng cần phải xem xét, tu y nhiên, các nguồn lực cần thiết để thực hiện thêm các phép thử so sánh vòng sẽ là đáng k ể trong kh i không chắc chắn rằng tham số này có phải là nguyên nhân gây ra các v ấ n đề về khả năng tái tạo lại phép thử. C ần phải n g hiên cứu nhiều hơn nữa đ ể định lượng các tác động từ trường bức xạ lên EUT thực và đ ể hiểu cách làm thế nào để kiểm soát các thông số tác động đến kh ả năng tái tạo kết quả phép thử. Các thay đổi trong tiêu chuẩn này sẽ cải thiện khả năng tái tạo phép thử. C ần phải khảo sát hơn nữa các ảnh hư ở ng của bức xạ trường E đến khả năng tái tạo lại phép thử để áp dụng cho các phiên bản tiêu chuẩn sau này.. Hình A.1 - Các giá trị điện áp tĩnh điện lớn nhất mà người khai thác sử dụng có th ể được nạp trong kh i tiếp xúc v ớ i các vật liệu được đề cập trong điều A . 2. PHỤ LỤC B (Bắt buộc) HIỆU CHUẨN HỆ THỐNG ĐO DÒNG ĐIỆN VÀ PHÉP ĐO DÒNG PHÓNG ĐIỆN B.1 . Chỉ t i êu kỹ thuật của bộ cảm biến dòng điện - trở kháng đầu vào Bộ c ả m biến dòng đồng trục được sử dụng để đo dòng phóng điện của máy phát ESD cần có trở kháng đầu vào, trở kháng đầu vào này được đo giữa điện cực bên trong và đất không được lớn hơn 2,1 Ω tại d.c CHÚ THÍCH 1: bộ cảm biến được dùng để đo dòng ESD vào n ền đất lý tưởng. Trở kháng lối vào của cảm biến dòng được gi ớ i hạn là 2,1 Ω để giảm thiểu sai số gây ra do chênh lệch giữa trở kháng n ề n đ ấ t lý tưởng và trở kháng cảm biến dòng. Nhưng nếu trở kh á ng đầu vào của bộ cảm biến quá th ấ p thì t í n hiệu đầu ra sẽ l à rất nhỏ gây ra sai số do suy hao ghép qua cáp đến máy hiện sóng. Hơn nữa, khi sử dụng giá trị điện trở th ấ p hơn, th ì phải tính đến điện trở ký sinh và không được bỏ qua. CHÚ THÍCH 2: trở kháng đầu vào và trở kháng truyền (Z sys , điều B.3) có thể được đo với độ chính xác cao tại d.c hoặc tại tần số th ấ p. B.2 . Chỉ tiêu kỹ thuật của bộ cảm biến dòng điện - suy hao xen B.2.1 . Chuỗi phép đo Thay cho việc xác định suy hao xen c ủ a bộ cảm bi ế n dòng đồng trục, ta sẽ xác định suy hao xen của chuỗi các thiết bị đo gồm bộ cảm biến, bộ suy hao và cáp. Điều này làm đơn g iản hóa việc xác định các đặc tính của hệ thống đo, do thay vì phải xác định cho từng thiết bị riêng lẻ, chỉ cần xác định đặc tính của chuỗi kể trên và máy hiện sóng. Suy hao xen của chuỗi thiết bị bộ cảm biến - bộ suy hao - cáp không được thay đổi vượt quá: ±0,5 dB, tần số lên đ ế n 1 GHz ±1,2 dB, từ 1 đến 4 GHz. Tương ứng với giá trị danh định S 21 của suy hao xen : S 21 = 20 log [( R in + 50Ω)] dB , với R in l à tr ở kháng đầu vào dc của chuỗi bộ cảm biến - bộ suy hao - cáp khi có tải là 50 Ω . CH Ú THÍCH 1: có thể sử dụng các khoảng thời gian hiệu chuẩn khác nhau cho trở kháng truyền tại d.c và các phép đo suy hao xen liên quan. Nếu phép đo trở kháng truyền d.c được lặp lại cho kết quả khác so với kết quả ban đầu nhưng nhỏ hơn 1 %, thì có thể coi suy hao xen của chuỗi bộ cảm biến - bộ suy hao - cáp là không thay đ ổ i, miễn là sử dụng cùng bộ suy hao và cáp và không có các dấu hiệu các đầu nối bị l ỏng hoặc hư hỏng. CH Ú THÍCH 2: chuỗi thiết bị bộ cảm biến - bộ suy hao - cáp c ầ n được xem như là một thực thể, ngay khi một phần tử trong chuỗi thay đổi, hay thậm ch í khi tách ra và ghép lại, thì toàn bộ chuỗi cần được đồng ch ỉ nh lại để đảm bảo tuân thủ chỉ tiêu kỹ thuật. B.2.2 . Dây phối hợp trở kháng cảm biến với cáp đồng trục Dây phối hợp trở kháng cảm biến với cáp đồng trục như trong hình B.1 nối cáp đồng trục 50 Ω với đầu vào của bộ cảm biến dòng ESD. Về mặt hình học, nó mở rộng dần đều t ừ đường kính của cáp đồng trục đến đư ờ ng kính của bộ cảm biến. Nếu bộ cảm biến được chế tạo sao cho trở kháng được tính từ tỷ l ệ đường kính “d” tr ê n “D” (xem hình B.2) không bằng 50 Ω , thì dây phối hợp trở kháng này phải được chế tạo sao cho đường kính ngoài lõi dẫn bên trong nó phải bằng đường kính điện cực bên trong của bộ cảm biến. Trở kh á ng dây phối hợp này được tính dựa trên hằng số điện l y của vật liệu lấp đầy bên trong (thường sử dụng không khí). Trở kháng của dây phối hợp này phải đảm bảo trong giới hạn (50 ± 1) Ω trong băng tần 4 GHz. Suy hao phản xạ c ủ a hai dây phối hợp trở kháng khi nối với nhau phải lớn hơn 30 dB trong dải tần đến 1 GHz và phải lớn hơn 20 dB trong dải tần lên đến 4 GHz với suy hao xen tổng nhỏ hơn 0,3 dB trong dải tần lên đến 4 GHz. CHÚ THÍCH: Cũng chấp nhận các hình dạng khác hình chóp Hình B. 1 - Ví dụ về dây phối hợp trở kháng c ủ a bộ cảm biến ghép với bộ cảm biến dòng Hình B.2 - V í dụ mặt trước c ủ a bộ cảm biến B.2.3 . Xác định suy hao xen của chuỗi thiết bị bộ cảm biến - bộ suy hao - cáp Suy hao xen của chuỗi thiết bị này được xác định bằng thiết bị phân tích mạng VECTOR (VNA). C ó thể sử dụng các hệ th ố ng khác để đo suy hao xen miễn l à đảm bảo được độ chính xác theo yêu cầu. Thủ tục đo suy hao xen như sau : - Hiểu chuẩn thiết bị phân tích mạng tại các điểm hiệu chu ẩ n như trong Hình B.3 (giữa bộ suy hao và bộ cảm biến, giữa bộ suy hao và dây phối hợp trở kháng của bộ cảm biến). CHÚ THÍCH 1: nếu không sử d ụng bộ phân tích mạng, phải thay đổi thủ tục đo cho phù hợp. CH Ú THÍCH 2 : sử dụng tần số thấp của bộ phân tích mạng thay cho việc đo tại d.c. Các đặc tính d.c sẽ được đo riêng. CHÚ THÍCH 3: phải kiểm tra lại để đảm bảo độ ổn định của tiếp xúc bên trong hai dây phối hợp trở kháng hoặc dây phối hợp trở kháng v à cảm biến khi l ặp l ại phép đo, tháo hoặc nối lại các thiết bị sử dụng các góc mở dây nối trong khác nhau. - Nối dây phối hợp trở kháng với chuỗi bộ cảm biến - bộ suy hao ( ≥ 20 dB) - cáp với thiế t bị đo nh ư trong Hình B.3. - Đo suy hao xen. Giá trị suy hao xen đo được phải đáp ứng các yêu cầu trong B.2. Hình B.3 - Ví dụ về phép đo suy hao xen của chuỗi thiết bị bộ cảm biến dòng - bộ suy hao - cáp B.3 . Xác định trở kháng truyền t ần số thấp của chuỗi bộ cảm biến - bộ suy hao - cáp Trở kháng truyền tần s ố thấp của chuỗi thiết bị bộ cảm biến - bộ suy hao - cáp được xác định bằng tỷ số giữa dòng điện lối vào của bộ cảm biến và điện áp trên tải 50 Ω tại đầu ra của cáp (nghĩa l à tải này được n ố i với đầu cuối của cáp thay cho máy hiện sóng). Trong phép đo ESD, khi có dòng I sys đi vào bộ cảm biến, máy hiện sóng hiển thị điện áp V osc . Đ ể tính đư ợ c dòng điện chưa biết từ điện áp hiện thị, chia giá trị điện áp cho trở kháng truyền tần số thấp c ủ a h ệ thống Z sys . Hình B.4 - Sơ đồ mạch đ ể xác định tr ở kháng truyền tần số thấp CHÚ THÍCH 1: mạch điện bên trong bộ cảm biến dòng chỉ mang tính v í dụ. Thực tế, có thể có các mạch khác. Tr ở kháng truyền tần số thấp của hệ thống chuỗi cảm biến - suy hao - cáp được xác định bằng cách: - cấp dòng điện I sys có cường độ gần 1 A đến lối vào (mặt trước) c ủ a bộ cảm biến dòng. Mặt trước là nơi thực hiện phóng điện. - Z sys là đạ i lượng chính để hiệu chuẩn máy phát . Tải 50 Ω phải có sai số cực đại không quá ±1%. - đo điện áp V 50 trên điện tr ở 50 Ω . - tính tr ở kháng truyền : Z sys = (V 50 /I sys ) CHÚ THÍCH 2: để xác định điện áp nhiệt không ảnh hưởng đến k ế t quả đo, phải thực hiện phép đo với d ò ng điện âm và dương. Sự chênh l ệnh hai kết quả đo được phải nằm trong khoảng nhỏ hơn 5 % giá tr ị c ủ a nhau. Có thể sử dụng các phương pháp khác để xác định các đặc tính truyền của toàn bộ chuỗi cảm biến - suy hao - cáp. B.4 . Hiệu chuẩn máy phát ESD B.4.1 . Kết qu ả hiệu chuẩn Việc so sánh kết quả hiệu chuẩn của một ES D là rất cần thiết. Điều này đặc biệt quan trọng trong trường hợp thực hiện phép thử với các máy phát ESD của các nhà sản xuất khác nhau hoặc khi mong muốn kéo dài các phép thử trong khoảng thời gian d à i. Điều quan trọng là khả năng lặp lại l à y ế u tố quyết định trong việc đánh giá. Các máy phát ESD phải được hiệu chuẩn trong các khoảng thời gian đã được qui định tuân theo hệ thống đ ể đảm bảo chất lượng đã được công nhận. CHÚ THÍCH: quá trình hiệu chuẩn đưa ra trong phụ lục này nhằm phục vụ cho mục đích h i ệu chu ẩ n máy phát ESD. Thủ tục đ ể đánh giá c á c m á y phát trước khi thực hiện phép thử được đề cập t rong 6.3. Thực hiện hiệu chu ẩ n máy phát ESD trong phạm vi điều kiện khí hậu được qui định trong 8.1.2. B.4.2 . Thiết bị đo cần thiết cho quá trình hiệu chuẩn ESD Để hiệu chu ẩ n máy phát c ầ n có các thiết bị sau : - máy hiện sóng với băng tần đủ rộng ( ³ 2 GHz với băng tần tương tự); - chuỗi thiết bị c ả m biến dòng đồng trục - bộ suy hao - cáp; - đồng hồ đo điện áp cao, có t hể đo điện áp tối thiểu là 15 kV. Nếu cần thiết có thể sử dụng một vôn kế tĩnh điện để tránh tải cho điện áp đầu ra; - mặt phẳng hiểu chuẩn thẳng đứng với bộ cảm biến dòng được gắn trên n ó sao cho bộ cảm biến cách t ất cả các cạnh của mặt phẳng tối thiểu là 0,6 m; - các bộ suy hao với công s uất đủ để đáp ứng yêu cầu hiệu chuẩn. CHÚ THÍCH: Phụ lục C đ ư a ra ví dụ về một thiết bị cảm ứng d ò ng thích hợp. B.4.3 . Thủ tục hiệu chuẩn máy phát chế độ phóng tiếp xúc Phải gắn bộ cảm ứng dòng vào trung tâm của mặt phẳng hiệu chuẩn thẳng đứng thỏa mãn các yêu cầu trong B.4.2. Nối cáp cho dòng hồi tiếp của máy phát ESD (dây đ ấ t) tại điểm giữa đáy c ủ a mặt phẳng hiệu chu ẩ n và dưới bộ cảm biến là 0,5 m. Dây đất đ ư ợc kéo ngược trở lại tại điểm giữa của nó sao cho tạo thành mộ t tam giác cân . Không được để dây đất chạm sàn trong quá trình hiệu chuẩn. Các bước tiếp theo dưới đây đ ể đánh giá dạng sóng dòng phóng điện của máy phát ESD có nằm trong chỉ tiêu kỹ thuật hay không. Ghi lại dạng sóng, và đo các thông số sau đây: I P giá trị đ ỉ nh của dòng phóng điện [A]; I 30 cường độ dòng điện tại thời điểm 30 ns sau khi dòng đỉnh bằng 0,1 l ần I P [A]; I 60 cường độ dòng điện tại thời điểm 60 ns sau khi dòng đ ỉ nh bằng 0,1 lần I P [A ] ; t r thời gian tăng của d ò ng điện [ns]. Bảng B.1 - Thủ tục hiệu chu ẩ n máy ph á t ES D ở chế độ tiếp xúc Các bước Giải thích Phóng tĩnh điện máy phát ESD tại từng mức thử như qui định trong Bảng 1 năm l ầ n cho cả hai loại cực tính, lưu lại kết quả Phải đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật cả năm lần phóng Đo dòng I P , I 30 , I 60 , t r , theo từng dạng sóng Phải kiểm tra các thông số tại mỗi mức thử Dòng điện tại 30 ns Kiểm tra xem I 30 có bằng 2 A ± 30% Phải kiểm tra các thông số tại mỗi mức thử a Dòng điện tại 60 ns Kiểm tra xem I 60 có bằng 1 A ± 30% Phải kiểm tra các thông số tại mỗi mức thử a Dòng đỉnh Kiểm tra xem I P có bằng 3,75 A ± 15% Phả i kiểm tra các thông số tại mỗi mức thử a Thời gian tăng Kiểm tra xem t r có bằng 0,8 ns ± 25 % Phải kiểm tra các thông số tại mỗi mức thử a giá trị dòng điện trong bảng này tương ứng với điện áp 1 kV. Giá trị dòng điện đo được thay đổi tương ứ ng với điện áp của máy phát. Hình B.5 - Bố trí phép hiệu chuẩn chất lượng máy phát ESD CHÚ THÍCH 1: máy phát được đặ t trên giá ba chân hoặc phụ kiện phi kim loại suy hao th ấ p tương đư ơ ng. CHÚ THÍCH 2: m á y phát được cấp nguồn tương tự như khi thực hiện phép thử. CHÚ THÍCH 3: c ó thể sử dụng cách b ố trí ngược với cách trong H ì nh B.5. Nếu bằng đo kiểm có thể chứng minh được các đường ghép gián tiếp vào hệ thống đo không ả nh hưởng đến các k ế t quả hiệu ch uẩ n thì không nhất thiết phải che chắn máy hiện sóng. Hệ thống hiệu chuẩn có thể được công bố là đủ độ miễn nhiễm (nghĩa là không cần lồng Faraday) nếu không kích hoạt các giá trị hiện thị của máy hiện sóng khi: - mức kích hoạt máy hiện sóng được thiết lập đến giá trị nhỏ hơn 10 % mức thử thấp nhất, và, - máy phát ESD được phóng tại mức thử cao nhất đến vòng ngoài của bộ cảm biến (thay vì phóng đến vòng trong). PHỤ LỤC C (Tham khảo) VÍ DỤ VỀ BỘ CẢM BIẾN DÒNG ĐÁP ỨNG CÁC YÊU CẦU TRONG PHỤ LỤC B C ấu tạo chi tiết của bộ cảm biến dòng đáp ứng các yêu cầu trong Phụ lục B được cho trong c ác h ì nh từ C.1 đến C.5. Bộ cảm biến nà y được thiết kế sao cho có được suy hao xen p hẳng kh i sử dụng 1 m cáp RG 400. Khuyến nghị nối một bộ suy hao 20 dB hoặc lớn hơn trực t i ếp đến đầu r a của bộ cảm biến để tránh đa ph ả n xạ. CHÚ THÍCH: các Hình từ C.1 đến C.5 chỉ mang tính ví dụ, nên không qui định dung sai. Hình C.1 - Bản vẽ cơ khí của bộ cảm biến dòng (bản vẽ số 1 trong 5 bản vẽ) Hình C. 2 - Bản vẽ cơ khí c ủ a bộ cảm biến dòng đồng trục (bản vẽ số 2 trong 5 bản vẽ) Hình C.3 - Bản vẽ cơ khí c ủ a bộ cảm biến dòng đồng trục (bản vẽ số 3 trong 5 bản vẽ) Hình C.4 - Bản vẽ cơ khí của bộ cảm biến dòng đồng trục (bản vẽ số 4 trong 5 bản vẽ) Hình C.5 - Bản vẽ cơ khí của bộ cảm biến dòng đ ồ ng trục (b ả n vẽ s ố 5 trong 5 bản vẽ) PHỤ LỤC D (Tham khảo) CÁC TRƯỜNG BỨC XẠ TỪ HIỆN TƯỢNG PHÓNG TĨNH ĐIỆN Ở NGƯỜI VÀ MÁY PHÁT ESD D.1 . T ổ ng quan về các quá trình gây ra các tr ư ờng mong muốn và không mong muốn. D .1.1 . Tổng quát Sự phóng tĩnh điện từ con người (thông qua một miếng kim loại nhỏ cầm trên tay) là cơ s ở cho các dạng sóng dòng phóng điện quy định trong tiêu chuẩn này và quá trình xử l ý trước tiêu chuẩn này. Sự phóng tĩnh điện từ con người cũng tương tự như từ một máy phát ESD, l à nguyên nhân đ ể tạo ra các trường điện từ mạnh. Trong các mục nhỏ dưới đây, trước hết sẽ xem xét quá trình phóng điện từ con người, và sau đó là quá trình khi xảy ra với một máy phát ESD. D.1.2 . Phóng t ĩnh điện từ con người. Đối với sự kiện phóng tĩnh điện từ người đến một EUT, chuỗi các sự kiện sẽ x ả y ra như sau: a) Khi mảnh kim loại cầm tay tiếp cận với bề mặt kim loại của EUT và trước khi phóng điện, tồn tại một trường tĩnh điện. Sẽ không có dòng điện (hoặc chỉ là rất nhỏ) cũng như sự hiện diện của từ trường liên quan. b) Một khi sự phóng điện được bắt đầu giữa phần kim l oại cầm tay và EUT, trường tĩnh điện bên trong khoảng cách giữa người và EUT sẽ sụt giảm. Bắt đầu t ừ giá trị ban đầu, điện áp sẽ sụt xuống đến giá trị điện áp giữa người và EUT vào khoảng từ 25 V đến 40 V kéo dài trong vòng từ 50 ps đến 5 ns. Thời gian sụt áp tùy thuộc vào các tham số của tia lửa điện, điện áp , vv . Sự sụp áp ban đầu c ủ a điện trường là bước đầu tiên trong một loạt các sự kiện gây ra trư ờ ng điện từ mạnh tạm thời. c) Dòng điện bắt đầu chạy trên phần kim loại và trên EUT. Ban đầu dòng điện truyền đi với vận tốc ánh s á ng trong khoảng 0,8 ns, nó sẽ truyền đến tay người. Khi d ò ng điện vẫn tiếp t ục truyền trên EUT và cánh tay, nó sẽ trải qua quá trình phản xạ và suy hao do bức xạ và điện trở, đưa đến một mô hình phức tạp về mật độ dòng điện trên cả EUT và người. d) Khi quá trình phóng điện vẫn tiếp tục, các thành phần tần số cao nh ấ t của dòng điện sẽ bị suy yếu một cách nhanh chóng, chủ yếu là do bức xạ. Dòng điện sau đó sẽ trở nên mịn hơn (tức l à có chứa ít thành phần t ần số cao) khi thời gian tăng lên và cuối cùng đạt đến một trạng thái cân bằng tĩnh điện mới với EUT. Điện tích vẫn còn lại trên cơ thể con người, tuy nhiên, có thể không bằng không, do arc có thể hết trước khi cơ th ể giải phóng hoàn toàn điện tích. Nếu bàn tay và phần kim loại tiếp tục tiếp cận EUT, sự phóng điện l ầ n 2 có thể xảy ra tại một điện áp th ấ p hơn dẫn đến một chuỗi các ESDs, mỗi lần phóng sau lại tại một điện áp thấp hơn, và có thời gian tăng nhanh hơn (một phần do điện áp th ấ p). e) Trong mỗi chuỗi phóng điện, một bộ quan sát đ ược bố tr í tại một số điểm trên bàn tay, cơ thể hoặc EUT sẽ quan sát được mật độ điện tích trước kh i phóng, trong suốt giai đoạn phóng điện, dòng điện sẽ thay đổi nhanh chóng và sau đó phóng nốt những điện tích nhỏ còn lại. f) Từ lý thuyết về anten, người ta biết rằng việc t hay đổi mật độ điện tích và thay đổi dòng điện sẽ gây ra các trường bức xạ. Trong vùng lân cận, các trường sẽ chịu ảnh hưởng của dòng điện và nạp điện trực tiếp, trong vùng ảnh hưởng xa hơn, dòng điện và đạo hàm thời gian nạp sẽ làm rõ các trường. Khu vực chuyển tiếp giữa các trường gần và trường xa th ì phức tạp hơn nhiều. Các quá tr ì nh đo lường và mô phỏng đã chứng tỏ rằng các trường tạm thời c ủ a ESD ít nh ấ t sẽ bị nhiễu loạn trong khoảng vài ns đ ầ u tiên và sẽ đạt đến các điều kiện trường xa ở khoảng cách 10 cm tính từ vị trí tia lửa điện. g) Từ các phân tích ở trên, có thể thấy rằng dòng điện và thời gian nạp là các y ế u tố quan trọng liên quan đến các nhiễu loạn của hệ thống điện tử. h) Cầ n lưu ý rằng, trong phóng tĩnh điện từ con người dòng điện và điện tích phát sinh được xác định bởi thời gian sụt áp của arc. Như vậy, thời gian tăng của dòng điện tại thời điểm phóng điện sẽ xác định các thành phần tần số cao. i) Từ các phần trên, có thể th ấ y rằng các trường tạm thờ i tồn tại trong quá trình phóng tĩnh điện từ người là một phần quan trọng của quá trình ESD. Một máy phát ESD lý tưởng sẽ tạo lại được quá trình trên theo mộ t số dạng định lượng. D.1.3 . Máy phát ESD Bước tiếp theo là phân tích và so sánh quá trình xảy ra kh i hiện diện máy phá t ESD. Do chế độ thử ESD thông dụng nhất là chế độ tiếp xúc vì lý do khả năng tái tạo lại phép thử. Dưới đây là các hạn chế của máy phát ESD ở ch ế độ tiếp xúc. a) Điện cực phóng của máy phát ESD phải t i ếp xúc với phần tiếp đất của EUT (trong hầu hết các trường hợp). b) Trước khi phóng, phải nạp cho tụ đi ệ n bên trong máy phát ESD. Trong các thiết kế, hầu hết trường tĩnh điện có được trong quá trình nạp bị giới hạn bên trong máy phát ESD. Kết quả là, trường tĩnh điện trong vùng l ân cận trước khi phóng là nhỏ hơn rất nhiều so với trường tĩnh điện đo được tại cùng vị trí từ sự tích điện của người với cùng hiệu điện thế. c) Quá trình phóng điện bắt đầu bằng việc đóng một rơ l e bên trong máy phát ESD. Thiết kế của các rơle đặc biệt này cho phép khả năng tái tạo d ò ng phóng rất tốt; tuy nhiên do rơle ở bên trong và không nằm tại điểm mà máy phát ESD tiếp x ú c với EUT, nên sự bắt đầu của dòng điện phóng là hoàn toàn khác so với dòng điện phóng từ con người. d) Thời gian sụ t áp bên trong rơ l e là rất nhanh, nhỏ hơn 100 ps, điều này dẫn đến một sóng điện lan truyền theo mọi hướng và dòng điện có trên tất cả các bề mặ t kim loại tiếp xúc và các phần kim loại khác trong miền ảnh hưởng. Sóng điện sẽ lan truyền với vận tốc ánh sáng (vận tốc giảm trong chất điện môi). Thời gian tăng của dòng điện bằng với thời gian sụt áp. e ) Thời gian sụt áp nhỏ hơn 100 ps, nhưng trong tiêu chuẩn này yêu cầu thời gian tăng của dòng điện là (0,8 ± 0,2 )ns được đo tại điểm tiếp xúc với bộ cảm bi ế n dòng. Để đạt được điều này, phải thiết k ế phép đo bên trong máy phát ESD để cải thiện thời gian tăng của dòng điện từ giá trị rất th ấ p bên trong rơle đạt đến giá trị được chuẩn hóa tại đầu phóng f) Các trường tạm thời được tạo ra bởi các phát sinh trong thời gian tồn tại dòng điện và các phát sinh trong thời gian tồn tại mật độ điện tích . C ần chú ý đến khác biệt quan trọng giữa phóng tĩnh điện từ một máy phát với phóng tĩnh điện từ người là: V ới phóng tĩnh điện ở người thời gian tăng của dòng điện khi có tia l ửa điện là quá trình nhanh nh ấ t và nó xác định ph ổ của các trường tạm thời. Trong khi, với má y phát ESD ở ch ế độ tiếp xúc phổ có tần số cao được xác định b ở i sụt áp trên rơ le, chứ không phải được xác định bởi thời gian tăng của dòng điện tại đầu phóng. g) Khi tất cả những dòng điện thay đổi trong máy phát gây ra các trường tạm thời, có sự đóng góp của những dòng điện tăng trong khoảng 100 ps của rơ le trong máy phát ESD tới các trường tạm thời, cũng như sự tham gia của các dòng điện tăng trong khoảng (0,8 ± 0,2) ns tại đầu phóng. Các trường tạm thời do các hiện tượng xảy ra nhanh hơn trong máy phát tạo ra thư ờ ng là các trường không mong muốn vì chúng làm tăng thành phần tần số cao của các trường phát xạ này và vượt quá những gì được phát triển từ quá trình phóng tĩnh điện từ con người có cùng thời gian tăng dòng điện và giá trị đ ỉ nh tại điểm phóng t ĩ nh điện. Từ những phân tích ở trên có thể thấy rằng cường độ của các dòng điện có thời gian tăng nhanh th a m gia chi phối các trường tạm thời phụ thuộc rất nhi ề u vào thiết kế của máy phát ESD. Sự tham gia chi phối các trường này có thể được hạn chế, hoặc tham gia chi phối các trường tạm thời trong bất kỳ máy phát ch o trước nào. D.2 . Phản ứng EUT với thử nghiệm ESD Trong một bài kiểm tra ESD, đáp ứng của EUT với một loạt những nhiễu l oạn điện từ được thử nghiệm. Dải các phép thử gồm: Điện áp đánh thủng chất điện môi, điện áp đánh t hủng thứ c ấ p tại điểm cách điểm thử một khoảng, dòng diện đối với điện áp cảm ứng (gồm cả trường xa và tr ường g ầ n) . Về khía cạnh này, một bài kiểm tra ESD khác với phép thử EMI là bài kiểm tra ESD là sự kết hợp nhiều bài thử trong một. M ộ t vài ví dụ về các sa i hỏng EUT do các nhiễu loạn khác nhau gây ra do thử ESD : - phóng điện vào đường nối với chân IC làm hỏng IC; Trong ví dụ này năng lượng bị tiêu hao trong IC, dòng điện tối đa hoặc điện tích truyền qua IC hầu như sẽ xác đ ị nh được mức phá hủy; - phóng điện qua một lỗ hổng của vỏ nhựa làm cho tia lửa tiếp xúc được v ớ i IC; Trong trường hợp này phép thử ESD làm rõ điện áp đánh thủng chất điện môi xuyên thủng mối n ố i nhựa. - phóng tĩnh điện đến một giá đỡ thiết bị làm cho hệ thống trong giá đỡ bị nhiễu loạn. Trong ví dụ này, nó cũng tương tự như ảnh hưởng các trường tạm thời c ủ a sự kiện ESD đi vào dây d ẫn, hoặc tác động trực tiếp vào trong bộ vi xử l ý của một hệ thống, làm phát sinh ra điện áp, hoặc dòng điện làm rối loạn chức năng logic của hệ thống. Cơ chế ghép từ dòng điện bên trong máy phát ESD đến các trường bị chi phối bởi phép đạo hàm theo thời gian của dòng điện, thậm chí ở khoảng cách tương đối gần, chẳng hạn 20 cm. Hơn nữa, hiện tượng ghép giữa các trường với dây dẫn hoặc IC trong một EUT l à một hàm của tốc độ thay đổi điện tích v à trường điện từ. Tóm lạ i : phép đạo hàm theo thời gian liên quan đ ế n cả quá trình t ạo trường và trong quá trình cảm ứng góp phần vào dòng điện được đưa vào, điều này d ẫ n đến những dạng xung khác nhau c ủ a dòng điện tại đầu phóng và dẫn đ ế n các điện áp cảm ứng khác nhau do các trư ờ ng tạm thời. Các điện áp cảm ứng thường có độ rộng hẹp hơn rất nhiều so với dòng phóng ESD ban đầu như đã được qu i định trong tiêu chuẩn, và chúng có thể biểu hiện rõ ràng. Do sự phụ thuộc c ủ a các trường tạm thời vào thiết kế c ủ a từng máy phát ESD cụ th ể (đặc biệt những thành phần có năng lượng tại các t ầ n số l ớn hơn 300 MHz của các trường đó). Điều này có thể dẫn đến sự thay đổi lớn kết quả t hử nghiệm (trong hầu hết trường hợp chỉ gây nhi ễ u loạn chứ không làm hỏng hệ thống), nếu tiến hành thử trên cùng một EUT với các máy phát ESD khác nhau và nếu nhà sản xu ấ t máy phát ESD không thực hiện những biện ph á p phòng ngừa đ ể gi ả m thiểu phần không mong muốn c ủ a những trường điện t ừ gây ra sự sụp áp nhanh chóng bên trong rơ le. Ch ú ý r ằ ng những khác nhau trong kết quả t hử nghiệm chỉ xảy ra nếu EUT nhạy cảm với các tr ư ờng tần số cao, chủ yếu dải t ầ n > 1GHz. D.3 . Các trường tạm thời c ủ a sự kiện tham chi ế u theo ESD Các trường t ạm thời trong phóng tĩnh điện ở người có thời gian tăng dòng phóng trong khoảng 850ps tại mức điện áp nạp 5 kV đã đo được. Một máy phát ESD chuẩn cần tái tạo lại được các trường này ở ch ế độ phóng tiếp xúc với điện áp phóng là 5 kV. Đ ể có được các dữ liệu lý tưởng trên, sử dụng các bộ c ả m biến trường băng rộng ( ±1 dB trong dải tần 1,5 MHz và 1,5 GHz) đặt trên mặt phẳng chu ẩ n thẳng đứng cách điểm phóng 0,1 m, tức là vị trí của bộ c ả m biến dòng. Hình D.1 - Điện trường của con ngư ờ i, cầm miếng kim loại, đo được điện tích là 5kV tại khoảng cách 0,1 m và áp dụng cho chiều dà i tia lửa đ iện là 0,7 mm Trường tĩnh điện chi phối điện trường. Điện trường giảm từ giá trị tĩnh điện xuống đ ế n 20% giá trị ban đầu trong thời gian sườn xuống của xung, quá tr ì nh này tương tự như thời gian tăng của dòng phóng. Một ví dụ về từ trường được chỉ ra trong H ì nh D.2, dựa trên dòng phóng có thời thời gian tăng là 500 ps. Hình D.2 - Từ trường của con người, cầm một miếng kim loại, đạt điện tích 5kV, đo được tại khoảng cách 0,1 m và áp dụng cho chiều d à i tia lửa điện là khoảng 0,5 mm Dạng sóng của từ trường t uân theo d ạng sóng c ủ a dòng điện Tiếng ù là v ấ n đề có thể xảy ra trong các dạng sóng trường của một máy phát ESD. Những giá trị của trường có thể nhỏ hơn r ấ t nhiều hoặc lớn hơn r ấ t nhiều so với các dạng sóng trường từ c on người phụ thuộc vào độ l ớn của góc giữa máy phát ESD và đai nối đất có hướng theo bộ cảm bi ế n trường. D.4 . Điện áp cảm ứng trong một cuộn cảm Trường tạm thời trong phóng tĩnh đ i ện sẽ cảm ứng các điện áp trong c á c bảng mạch. Nếu sử dụng một cuộn cảm nhỏ đặt tr ê n mặt phẳng đ ấ t, có thể thực hiện được phép đo các thành phần tần số cao của các trường tạm thời theo cách không cần sử dụng các bộ cảm biến trườn g băng rộng đã được hiệu chuẩn và phép đo đó có thể phản ảnh quá trình cảm ứng trực ti ế p hơn là phép đo trường . Cấu hình một phép thử như trên được cho trong Hình D.3 Hình D.3 - Nửa vòng dây trên mặt phẳng đất Theo hình D.3 bán kính của cuộn cảm là 14 mm. Đường kính của dây là 0,7 mm. Cuộn c ả m được đặt tại vị trí cách máy phá t ESD 0,1 m. Điện áp cảm ứng thông thường của hiện tượng phóng tĩnh điện từ người tại đi ệ n áp 5kV có thời gian tăng dòng phóng xấp xỉ 850 ps được chỉ ra trong Hình D.4. Hình D.4 - Điện áp cảm ứng trong nửa mạch vòng Trong H ì nh D.4, bán kính của cuộn c ả m vòng l à 14 mm , Cuộn cảm được đặt tại vị trí cách vị trí phóng tĩnh điện từ người khoảng 0,1 m (5kV, thời gian tăng dòng phóng khoảng 850 ps, độ dài arc khoảng 800 m m). Nửa cuộn cảm có tải là 50 Ω . D.5 . Đo các trường bức xạ phóng tĩnh điện bằng cách sử dụng các đầu dò trường và máy phá t ESD thương mại Ví dụ bố trí phép thử trường bức xạ ESD được đưa ra trong H ì nh D.5 Hình 0.5 - Ví dụ thiết lập thử nghiệm để đo những trường bức xạ ESD Để đo trường E và H , những dụng cụ sau dưới đây sẽ được sử dụng: - máy hiện sóng số có nhớ với bằng tần tối thiểu là 2 GHz; - bộ các đ ầ u dò trường H (cuộn dây cảm ứng nhỏ có vỏ bọc chắn trường E) và đầu dò trường E (đầu d ò đơn cực). - cáp đồng trục 50 Ω - máy phát ESD Thiết lập phép đo (xem Hình D.5): - Các phép đo được thực hiện trong một buồng đo được che chắn (không c ầ n thiết nếu m ôi trường không tạo ra can nhiễu đáng kể). - Máy phát ESD được đặt ở mức điện áp 5kV - Dòng phóng ESD sẽ được đo theo cấu hình trong tiêu chuẩn để so sánh với dạng sóng được tính toán bằng toán học chuẩn. - Máy hiện sóng cần được đặt bên trong vỏ đã được che chắn. - Đầu dò trường được nối với máy hiện sóng qua cáp đồng trục có điện trở 50 Ω và được đặt tại cạnh của hộp đựng máy hiện sóng như trong Hình D.5. - Cáp nối phải được bảo vệ khỏi trường bức xạ (chẳng hạn cáp xo ắ n được đặt gần hộp và cáp có vỏ bọc được nối với hộp). - Điện áp rơi trên trở kháng 50 Ω của máy hiện sóng sẽ được đo. Thực hiện phóng tĩnh điện ở chế độ tiếp xúc đến mặt phẳng l ớ n của vỏ bọc hộp. - Máy phát ESD cần được di chuy ể n để đo được các trường phát xạ tại nhiều vị trí so với đầu dò. Tính toán trường E và H từ điện áp cảm ứng đo được trong điện tr ở của đầu dò: - Dùng máy hiện sóng đo điện áp rơi v ( t) trên tải của 50 Ω do trường bức xạ được tạo ra b ở i máy phát ESD. - Tính V (ω ) là chuyển đổi Fourier (FT) của v ( t) - Tính hoặc đánh giá hàm truyền T( ω ) cho đầu do từ trường được sử dụng. - Tính các trường E(t) và H(t) là hàm chuyển đổi Fourier ngược (IFT) của V( ω )/T( ω ) Vài kết quả được đưa ra trong các hình D.6 và D.7. Các dữ liệu mô phỏng số được sử dụng để đánh giá biến đổi ngược thủ tục tính toán trường H từ giá trị điệp áp cảm ứng rơi đo được trên cuộn cảm Hình D.6 - So sánh giữa điện áp cảm ứng rơi trên cuộn cảm đo được (đường nét liền) và số liệu tính được (đường n é t đứt) áp dụng cho khoảng cách 45 cm Hình D.7 - So sánh giữa trường H được tính từ dữ liệu đo đ ư ợc (đường nét liền) và trường H được tính từ mô phỏng s ố liệu (đường nét đứt) với khoảng cách là 45 cm D.6 . Thủ tục đơn giản để đánh giá trường bức xạ và điện áp cảm ứng bởi máy phát ESD Thủ t ục sau đây được sử dụng để đánh giá trường bức xạ từ máy phát ESD bằng cách sử dụng dòng phóng E S D đo được: - Sử dụng dòng phóng ESD đo được hoặc dòng phóng được chuẩn hóa tại mức của đầu phóng. - Mạch thử nghiệm được xem là đoản mạch, trong phép làm xấp xỉ thứ nh ấ t, các t hông số trên mỗi đơn vị đường dây được bỏ qua. - Một khi đã xác định được các trường gây can nhiễu trong miền thời gian, thì điện áp cảm ứng có thể được mô hình hóa bằng máy tính như mạch tương đương theo Hình D.8. - Ảnh hưởng của trường E có thể được bỏ qua đối với những mạch điện có ít nhất mộ t trở kháng th ấ p (ví dụ những thiết bị kỹ thuật số có tốc độ cao). - Trường H được tính bằng công thức đơn giản: H = I /(2π r ) , với r là khoảng cách giữa đầu dò bộ cảm biến dòng và mạch thử nghiệm. Bỏ qua các yếu t ố có thể gây ảnh hưởng khác. - So sánh kết quả giữa (trường hợp xấu nhất) kế t quả ước tính và kết quả thực tế thu được từ một cấu hình thử để có được số liệu khác nhau (ví dụ xem trường H ở Hình D.9). Hình D.8 - Cấu trúc rọi bởi trường bức xạ và mạch tương đương Trong đ ó A = I x h là d i ện tích của cuộn cảm C = điện dung dây / m Hình D.9 - Trường bức xạ H Trường bức xạ H tại khoảng cách r = 45cm Đường nét liền K ế t quả đo được Đường, nét đứt K ế t quả tính được bằng H = I /(2 π r) I là dòng phóng ESD đo được D.7 . Tài liệu tham kh ả o của phụ lục D S . Caniggia, F. Maradei, Numerical Prediction and Measurement of ESD Radiated Fields by Free-Space Field Sensors, IEEE Trans. on EMC, Vo l .49, Augus t 2007. PHỤ LỤC E (Tham khảo) NHỮNG LƯU Ý VỀ ĐỘ KHÔNG ĐẢM BẢO ĐO (MU) E.1 . Tổng quan Khả năng l ặp lại của phép đo EMC dựa vào nhiều yếu t ố hoặc những tác động ảnh hưởng đến kết quả th ử . Những tác động này làm tăng sai số đến mức tạo ra một số nh iễ u loạn mà có thể phân loại thành các tác động mang tính ngẫu nhiên v à tác động mang tính hệ thống. Sự tuân thủ của một số nhiễu loạn thực t ế với những nhiễu loạn được đề cập đến trong tiêu chuẩn này thường được xác nhận bằng một loạt những phép đo (ví dụ phép đo thời gian tăng của dòng phóng bằng máy hiện sóng sử dụng các suy hao). Kết quả của mỗi phép đo thường chỉ là một giá trị gần đúng với giá trị có thể đo được v à giá trị đã đo được có thể khác v ới giá trị thực mộ t lượng nào đó do MU. Yếu tố cơ bản trong việc xác định MU là độ không đảm bảo đo k ế t hợp với quá trình hiệu chu ẩ n của thiết bị đo. Để đạt được độ tin cậy cao trong các kết quả hiệu chu ẩ n, và để định rõ độ không đảm bảo của phép đo cần phải xác định được rõ các nguồn gây ra độ không đ ảm bảo đo trong thiết bị đ o . E.2 . Phân loại độ không đảm bảo đo Các sai số phép đo thường có hai thành phần; thành phần mang tính ngẫu nhiên (sau đây gọi là loại A) và thành phần mang tính hệ thống (sau đây gọi là loại B). Sai số mang tính ngẫu nhiên đi kèm với những tác động không dự đoán được. Sai số mang tính hệ thống liên quan đến các thiết bị được sử dụng trong phép đo. Đôi khi có thể điều chỉnh hoặc giảm thiểu các sai số mang tính hệ thống nhưng không làm như vậy được đối với các sai số mang tính ngẫu nh i ên. Trong một hệ thống đo, có th ể có nhiều tác động ảnh hưởng đến một trong các thành phần này. Có khả năng độ không đảm bảo ngẫu nhiên của một phương pháp đo trở thành độ không đảm bảo mang tính hệ th ố ng trong phương pháp khác khi phương pháp đo thứ hai sử dụng các kết quả của phương pháp đo ban đ ầ u. Đ ể tránh khả năng nhầm l ẫn giữa độ không đảm bảo đo mang tính hệ th ố ng và độ không đảm bảo mang tính ngẫu nhiên, các yếu t ố cấu thành độ không đảm bảo được phân thành hai loại. - Loại A: l à các yếu t ố được đánh giá bằng các phương pháp thống kê, ước lượng các độ lệch chu ẩ n qua chuỗi các phép thử. Loại này thường tuân theo phân bố chuẩn, còn gọi l à phân bố Gauss. Phân bố Đ ộ không đảm bảo t ổ ng hợp Nhận xét Chuẩn hoặc Gauss Thường có nguồn từ các bản ghi chứng nhận. - Loại B: là các yếu tố được đánh giá bằng những biện pháp khác. Các yếu tố này thường đi cùng với những hiệu ứng như không phối hợp trở kháng, suy hao của cáp, các đặc tính phi tuyến trong thiết bị đo kiểm. Khi phân tích, biên độ và phân b ố của độ không đảm bảo loại B được ước lượng dựa trên số liệu hiệu chuẩn, các chỉ tiêu kỹ thuật của nhà sản xuất thiết bị đo, hoặc đơn giản là dựa vào hiểu biết và kinh nghiệm thực tế . Việc phân thành hai loại A và B không có nghĩa là có sự khác nhau nào đó về bản chất trong các thành phần, mà chỉ là sự tách biệt dựa trên đánh giá bản chất của chúng. Cả hai loại có thể có phân bố xác suất và có thể định lượng được các thành phần không đảm bảo từ mỗi loại bằng các độ lệch chu ẩ n. E.3 . Các giới hạn Những lưu ý trong tài liệu này áp dụng các giới hạn và các điều kiện sau: - Quỹ không đảm bảo đo do thiết bị đ o (độ không đảm bảo loại B). Tuy nhiên, điều này không hàm ý rằng phòng thí nghiệm có thể bỏ qua ảnh hưởng của độ không đảm bảo l oại A mà các phòng t hử nghiệm khác nhau nên đánh giá riêng biệt ảnh hưởng của độ không đảm bảo loại A để c ó được bức tranh hoàn chỉ nh về độ không đảm bảo đo. - Giả thiết rằng tất cả các yếu tố c ấ u thành độ không đảm bảo đo không có tương quan với nhau. - Mức độ tin cậy 95% được coi l à chấp nhận được. CHÚ THÍCH: ví dụ về quỹ không đảm bảo đo loại B có trong bảng E.1, E.2 và E.3. E.4 . Tính toán độ không đảm b ả o đo loại B Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn được tính từ một giá trị xác định bằng cách áp dụng một ước số đi kèm theo hàm phân bố xác suấ t của độ không đảm bảo đo. Trong tiêu chuẩn này, các ước số đối với các hàm phân bố xác suất được liệt kê như sau: Phân b ố Ước số Nhận xé t Chuẩn Hệ số phủ, k k = 2 với độ tin cậy 95% Thường có nguồn từ các gi ấ y chứng nhận hiệu chuẩn Hình chữ nhật Thường có nguồn từ số liệu của nhà sản xuất thiết bị đo Dạng U Độ không đảm bảo do không phối hợp Các yếu tố cấu t hành nên độ không đảm bảo đo hầu như là các giới hạn Trong trường hợp không xác định được hàm phân bố độ không đảm bảo đo, sử dụng phân bố dạng hình chữ nhật làm mô hình mặc định. Việc tính độ không đảm bảo đo tổng hợp cho một phép đo bất kỳ đòi hỏi phải tổng hợp các độ không đảm bảo đo riêng lẻ. Điều này là hợp l ệ với điều kiện các đại lượng có cùng đơn vị, không tương quan và được tổng hợp bằng phép cộng theo thang logarit (thường là dB). Tuy nhiên, các đơn vị tính cho quá trình hiệu chu ẩ n EDS cũng như các phép đo là theo %, được tính như sau: 10 x 100 Kết quả của việc tính này là độ không đảm bảo đo tổng hợp, u c ( y ): trong đó u i (y) là các độ không đ ả m bảo đo riêng lẻ. Giả thiết y l à biến lố i ra thì hàm phân bố t-Student sẽ tạo ra các hệ số phủ (nghĩa là các số nhân) ch o độ không đảm bảo đo theo phân bố chuẩn. Bằng cách nhân u c (y) với hệ số phủ k sẽ cho kết quả là độ không đảm bảo đo m ở rộng, U­ c , với độ tin cậy l ớ n hơn. Hệ số phủ có được từ các bậc tự do tính từ tương quan giữa độ không đảm bảo đo l oại A và loại B. E.5 . Lập danh sách quỹ không đảm bảo đo. Quỹ kh ô ng đ ả m bảo đo l à một danh sách gồm các nguồn có th ể gây ra sai số trong phép đo cùng với ước lượng phân bố xác suất của chúng. Việc tính toán quỹ không đảm bảo đo đòi hỏi các bước sau: a) xác định đặc tính của đại lượng gây ra sai số (nghĩa là sai số mà hệ thống đo kiểm sẽ gây ra); b) nhận dạng các yếu tố cấu thành nên độ không đảm bảo đo và giá trị của nó; c) xác định phân bố xác suất của từng y ế u t ố c ấ u thành; d) tính độ không đảm bảo đo u(x i ) đối với từng yếu tố cấu thành : e) Tính độ không đảm bảo đo tổng hợp u c (y), hệ số phủ, k, và độ không đảm bảo đo mở rộng, U c =u c (y) x k; f) Á p dụng độ không đảm bảo đo mở rộng cho phép đo; g) Công bố độ không đảm bảo đo mở rộng nếu cần thiết trong các văn bản chất lượng (trừ trường hợp được yêu cầu, các phòng thử nghiệm không phải công bố những con số này trong các báo cáo đo kiểm). Mục E.6 là ví dụ về quỹ không đảm bảo đo cùng với các yếu tố cấu t hành và các giá trị đi kèm. Đ i ều cần lưu ý là danh sách này mang tính hướng dẫn, các phòng thử nghiệm hoặc hiệu chuẩn cần phải xác định r õ ràng các yếu tố cấu th à nh và giá trị thực tế đối với từng cấu hình đo (c ó nghĩa là quỹ không đảm bảo đo cuối cùng có thể nhận dạng một lượng tối thiểu c á c yếu tố c ấ u thành độ khôn g đảm bảo đo cần phải tính đ ế n. Sau đó, phòng th ử nghiệm cần phải nhận dạng các yếu t ố phụ . Điều này tạo ra sự so sánh tốt hơn về độ không đảm bảo đo giữa các phòng thử nghiệm). E.6 . Các yếu tố cấu thành độ không đảm bảo đ o c ủ a EDS Không xử l ý độ không đảm bảo đo đ ố i với quá tr ì nh hiệu chu ẩ n hoặc đo kiểm EDS theo cách như đ ố i với các phép đo phát xạ và các phép đo khác vì các bài đo EDS không cho kết quả dạng số mà dưới dạng đạt hoặc không đạt. Trong khi thực hiện các bài đo EDS, các yếu tố gây ra độ không đảm bảo đo, đặc trưng bởi một vài tham số tác động tới EUT. Một hoặc vài tín hiệu có thể quan sát được của EUT được giám sát và so sánh với chỉ tiêu đã được thỏa thuận, từ đ ó đưa ra kết quả đo (đạ t/ không đạt). CHÚ TH Í CH 1: đối với quá trình hiệu chu ẩ n, EUT tương ứng với máy phát EDS đang được hiệu chuẩn. CHÚ THÍCH 2: cụm từ thiết bị hiệu chu ẩ n đề cập ở đây tương ứng với thiết bị đo sử dụng cho quá trình hiệu chuẩn . Về nguyên tắc, có th ể áp dụng giá trị MU truyền thống cho phép đo các tín hiệu từ EUT. Vì quá trình đo giám sát là cụ thể với từng EUT nên không thể và không nên áp dụng một tiêu chuẩn cơ bản về MU cho hệ thống giám sát (hoặc người quan sát). Có thể định rõ các độ không đảm bảo đo cho các tham số của yếu tố cấu thành độ không đảm bảo đo. Hiểu theo cách thông thường thì chúng mô tả sự phù hợp của một thiết bị đo cụ thể đối với các chỉ tiêu kỹ thuật của tiêu chuẩn cơ bản này. Độ không đảm bảo đo lấy từ thiết bị hiệu chuẩn riêng này không phản ánh được độ phù hợp giữa hiện tượng điện từ trường được phỏng tạo như theo tiêu chuẩn này với hiện t ượng điện từ trường thực tế ở môi trường ngoài phòng thử nghiệm. Vì vậy, các câu hỏi liên quan tới các định nghĩa c ủ a yếu tố cấu thành độ không đảm bảo đo (ví dụ việc định vị EDS tới mặt phẳng đích) không liên quan tới độ không đảm bảo đo của thiết bị hiệu chuẩn. Do không bi ết trước đư ợ c tác động của một số tham số của các yếu tố cấu thành độ không đảm bảo đo tới EUT, và trong h ầ u hết các trường hợp EUT có đặc tính của hệ thống phi tuyến, nên không thể áp dụng một giá trị đơn lẻ về độ không đảm bảo đo cho các yếu t ố cấu thành độ không đảm bảo đo l àm độ không đảm bảo đo tổng thể. Từng tham số của các yếu tố cấu thành đ ộ không đảm bảo đo phải đi kèm một g i á trị không đảm bảo đo xác định, điều này có thể dẫn đến có nhiều hơn một danh sách quỹ độ không đảm bảo đo cho phép đo. CHÚ THÍCH 3: phụ lục này tập trung vào độ không đảm bảo đo đối với quá tr ì nh hiệu chuẩn làm ví dụ minh họa. Danh sách sau liệt kê các yếu tố cấu thành độ không đảm bảo đo, được dùng để đánh giá các tác động của cả cấu hình đo kiểm và thiết bị đo kiểm: - số đọc giá trị đ ỉ nh; - số đọc giá trị 10% giá trị đỉnh; - s ố đọc giá trị 90% giá trị đỉnh; - gi á trị đọc được tại thời điểm 30 ns và 60 ns; - trở kháng truyền tần số th ấp Z sys ; - điện áp tĩnh điện; - chuỗi không phối hợp - máy hiện sóng; - chuỗi thiết bị cảm biến dòng - suy hao - cáp; - yếu tố c ấ u thành độ không đảm bảo đo các tham số hiển thị theo chiều ngang màn hình của máy hiện sóng; - y ế u tố cấu thành độ không đảm bảo đo các tham số hiển thị theo chiều dọc m à n hình của máy hiện sóng; - độ lặp lại của hệ thống đo (loại A); - hướng máy phát EDS (loại A); - vị trí máy phát EDS (loại A); - n hững thay đổi tr ong cấu h ì nh đo (loại A); - quá tr ì nh hiệu chu ẩ n bộ cảm biến dòng, máy hiện sóng, bộ suy hao. C ó thể nhận thấy rằng các yếu tố cấu thành độ không đảm bảo đo cho quá trình hiệu chuẩn và quá trình đo kiểm là không giống nhau. Điều này dẫn tới sự khác biệt (chút ít) về quỹ không đảm bảo đo cho mỗi quá trình. Các yếu tố như hướng của EDS được co i l à độ không đảm bảo đo loại A và nói chung những độ không đảm bảo đo như vậy không được đề cập đến trong tiêu chuẩn cơ bản này. Một ngoại lệ đối với nguyên tắc này l à khả năng lặp lại c ủ a hệ thống đo đối với các phép đo cũng như các phép hiệu chuẩn. E.7 . Độ không đảm bảo đo của các kết quả hiệu chuẩn Danh sách các yếu tố c ấ u thành quỹ không đảm bảo đo độc l ập đối v ớ i từng phép hiệu chuẩn, được khuyến nghị là: I p, I 30 , I 60 , t r . Đối với một phép thử EDS, đại lượng gây ra độ không đảm bảo đo l à dòng phóng từ máy phát EDS tới EUT. Các mục hiệu chuẩn của đại lượng này là I p, I 30 , I 60 , t r . Như đã đề cập trong mục E.6, quỹ không đảm bảo đo độc lập phải được tính to á n cho từng tham s ố này. Bảng E.1, E . 2 và E.3 đưa ra các ví dụ về quỹ không đảm bảo đo đã tính cho từng tham số này. Các bảng này bao gồm các thành ph ầ n cấu thành quỹ độ không đảm bảo đo được đánh giá là có ý nghĩa nh ấ t, các chi ti ế t (các giá trị số, loại phân bố,...) Bảng E.1 - Ví dụ về quỹ không đảm bảo đo áp dụng cho hiệu chuẩn thời g i an tăng xung ESD Thành phần Phân bố Giá trị ps u i (y) ps u i (y) 2 ps 2 Nhận xét S ố ghi giá trị đỉnh Chuẩn k=2 50 25 625 Độ không đảm bảo đo của giá trị đ ỉ nh 6.3% (Bảng E.2) nhân với thời g i an tăng của xung đo được 800 ps Số ghi thời gian dòng đạt 90% giá trị đỉnh Hình chữ nhậ t Ước số= 25 14 196 Tốc độ lấy mẫu của máy hiện s ó ng là 20 GS/s Số ghi thời gian dòng đạt 10% giá trị đỉnh H ì nh chữ nhật Ước s ố = 25 14 196 Tốc độ l ấ y mẫu của máy hiện sóng l à 20 GS/s Độ không đảm bảo đo tham số hiển thị theo chiều ngang màn hình máy hiện sóng (CHÚ THÍCH 1) Chuẩn k =2 36 18 324 Số liệu từ phòng hiệu chuẩn máy hiện sóng Chuỗi cảm bi ế n dòng - suy hao- cáp Chuẩn k=2 30 15 225 S ố liệu từ phòng hiệu chuẩn máy hiện sóng (CHÚ THÍCH 2) Độ lặp lại Chu ẩ n Ước số = 1 45 45 2025 Có được từ đánh giá loại A (CHÚ THÍCH 3) Tổng 3592 Độ không đảm bảo đo t ổ ng hợp u c đối với thời gian tăng của xung Căn bậc 2 60 ps Độ không đảm bảo đo mở rộng U đối với thời gian tăng của xung Chuẩn k=2 120 ps (15%) Độ tin cậy 95% CHÚ THÍCH 1: Các yếu t ố cấu thành độ không đảm bảo đo tổng th ể tham số hiển thị theo chiều ngang màn h ì nh máy hiện sóng bao gồm các yếu tố cấu thành độ không đảm bảo đo của độ phân giải theo chiều ngang màn hình, độ phân giải nội suy, độ phân giải thời gian/độ chia, phép đo t ầ n số, đi ề u chỉnh thời gian tăng c ủa xung, v.v. .. CH Ú THÍCH 2: Giấy ch ứ ng nhận hiệu chu ẩ n của chuỗi thi ế t bị cảm biến dòng - su y hao - cáp thường ch ỉ có đáp ứng tần số của bộ suy hao. Giả thiết ở đây l à phòng hiệu chu ẩ n cũng cung cấp số liệu về yế u t ố c ấ u thành độ không đảm bảo đo của phép đo thời gian tăng của xung, do vậy k =2. CHÚ THÍCH 3: Thông thường, độ lặp lại được tính từ t ố i thi ể u 5 kết quả đo liên tiếp. Đây là kiểu ước lượng độ không đảm bảo đo loại A, và công thức t í nh độ l ệch chu ẩ n đối với tập hợp n k ế t quả đo liên tiếp l à: Với q j là kết quả đo lần thứ j , là giá trị trung bình các kết quả Bảng E.2 - Ví dụ về quỹ không đảm bảo đo áp dụng cho quá trình hiệu chuẩn dòng đỉnh ESD. Thành phần Phân bố Giá trị % u i (y) % u i (y) 2 % 2 Nhận xét Độ không đảm bảo đo tham số hiển thị theo chiều dọc màn hình máy hiện sóng (CH Ú THÍCH 1) Chuẩn k =2 3,2 1,6 2,56 Số liệu từ phòng hiệu chuẩn máy hiện sóng Chuỗi cảm biến dòng - bộ suy hao- cáp Chuẩn k =2 3,6 1 , 8 3,24 Số liệu từ phòng hiệu chuẩn máy hiện sóng Không phối hợp: chuỗi-máy hiện sóng Dạng chữ U Ước số = 2 1,4 2 Số liệu từ phòng hiệu chuẩn hoặc từ chỉ tiêu kỹ thuật (CHÚ THÍCH 2) Trở kháng truyền tần s ố thấp Chuẩn k =2 6 x 10 -6 3 x 10 -6 9 x 10 -12 (CHÚ THÍCH 3) Độ lặp lại Ước số =1 1,5 1,5 2,25 Đạt được từ đánh giá loại A (CHÚ THÍCH 4) Tổng 10,05 Độ không đảm bảo đo tổng hợp của dòng đĩnh, u c Căn bậc 2 3,17 Độ không đảm bảo đ o mở rộng của dòng đỉn h, U k =2 6,3% Độ tin cậy 95% CHÚ THÍCH 1: Độ không đảm bảo đo tham số hi ể n thị theo chiều dọc m à n hình c ủ a máy hiện sóng bao gồm các yếu tố như độ phân giải chiều dọc màn h ì nh, đ ộ tuyến tính LF, độ tuyến tính HF, độ phân giải mức bù, vv ...Quá trình hiệu chuẩn phải bao gồm toàn bộ dải tần, nghĩa là f ≤ 2 G Hz . Tuy nhiên, độ phẳng đặc tính biên độ-tần số không tốt hơn độ phẳng của đặc tính bộ lọc bậc 1 c ó tần số cắt f c = 2 GH z . Nghĩa là A(f) » |1 + (f/f c ) 2 | -1/2 CHÚ THÍCH 2: Yếu tố cấu thành độ không phối hợp là do hệ số phản xạ lối ra của chuỗi thiết bị cảm biến dòng - bộ suy hao-c á p, G C và hệ số phản xạ lối vào của máy hiện sóng, G O . Các số liệu này có được từ bộ chỉ tiêu kỹ thuật hoặc các giấy chứng nhận hiệu chuẩn. Do các yếu tố cấu thành độ không đảm bảo đo bậc 2 đối với G là nhỏ nên số liệu chỉ tiêu kỹ thuật tin cậy là đủ. Tuy nhiên, cần chú ý l à các ch ỉ tiêu kỹ thuật này phải bao hàm toàn bộ dải tần, và điều này thường không đúng với máy hiện sóng, d o vậy có thể cần thêm các phép đo phụ. Yếu tố tạo nê n độ không phối hợp l à: G C x G O , với phân bổ dạng chữ U , ước số Công thức độ không đảm bảo đo do không phối h ợ p c ó được với gi ả thiết rằng đáp ứng biên độ của máy hiện sóng đã được hiệu chuẩn theo khái nhiệm hiệu chu ẩ n tần s ố vô tuyến, nghĩa là sai số điện áp được so với điện áp tới từ nguồn 50 Ω, chứ không so với điện áp thực tế tại lối vào. Điều này cần được làm rõ trong giấy chứng nhận hiệu chu ẩ n, nếu không, áp d ụng công thức khác. CHÚ TH Í CH 3: Giả thiết phòng thử nghiệm có hư ớ ng dẫn hiệu chu ẩ n riêng biệt cùng với đánh giá độ không đảm bảo đo mang lại độ không đảm bảo đo m ở rộng U của quá trình hiệu chu ẩ n này. CHÚ TH Í CH 4: Thông thường, độ lặp lại được tính từ tối thiểu 5 kết quả đo liên tiếp. Đây l à kiểu ước lượng độ không đảm bảo đo loại A, và công thức t í nh độ lệch chu ẩ n đ ố i với tập hợp n kết quả đo liên ti ế p là: Với q j là kết quả đo l ầ n th ứ j, l à g i á trị trung b ì nh c á c kết quả. B ả ng E.3 - Ví dụ v ề quỹ không đảm bảo đo áp dụng cho quá trình hiệu chuẩn I 30 , I 60 Thành phần Phân bố Giá trị % u i (y) % u i (y) 2 % 2 Nhận xét Độ không đảm bảo đo c ủ a bảng E.2 Chuẩn k =2 6,3 3,15 9,92 Độ không đảm bảo đo c ủ a dòng đỉnh (Bảng E.2) Giá trị đọc được tại thời điểm 30 ns hoặc 60 ns Hình chữ nhật k = 0,17 0,098 0,0096 Độ nhạy của số chỉ dòng tại 30 ns hoặc 60 ns, trong khoảng thời gian đo giữa thời điểm xung đạt 10 % giá trị đỉnh và 30 ns hoặc 60 ns. Tốc độ lấy mẫu c ủ a máy hiện sóng là 20 GS/s (hai số chỉ có độ không đảm bảo 50 ps) Tổng 9,93 u c Căn bậc 2 3,15% Độ không đảm bảo đo m ở rộng, U của I 30 và I 60 Chuẩn k =2 6,3% Độ tin cậy 95% Cơ quan quản lý sản phẩm hoặc c á c tổ chức c ô ng nhận chất lượng có thể áp dụng các giải t hích khác. E.8 . Á p dụng các độ không đảm bảo đo trong chỉ tiêu đánh giá tuân thủ của máy phát EDS Nói chung, để đảm bảo chắc chắn rằng máy phát EDS đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật của n ó , các k ế t quả hiệu chuẩn phải nằm trong các giới hạn của tiêu chuẩn này (MU không làm giảm các dung sai) Các phòng hiệu chuẩn được khuyến nghị áp dụng các MU sau: Thời gian tăng t r MU ≤ 15% Dòng đỉnh I P MU ≤ 7 % Dòng tại 30 ns MU ≤ 7 % Dòng tại 60 ns MU ≤ 7 % PHỤ LỤC F (Tham khảo) SỰ SAI LỆCH TRONG KẾT QUẢ THỬ VÀ PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ F. 1. Sự sai lệch trong những kế t quả thử Do bản chất phức tạp của hiện tượng phóng tĩnh điện và dung sai của thiết bị đo, một vài sự sai lệch trong kết quả của phép thử ESD có thể dự đoán được. Thông thường, những sai lệch này là sự khác biệt trong các mức của phép thử mà tại đó xảy ra lỗi hoặc các dạng lỗi mà EUT trải qua trong khi thực hiện phép thử. Tùy thuộc vào mức thử mà tại đó có sai số, các sai lệch kết quả thử như vậy có thể ảnh hưởng đến quyết định xem EUT có đạt hay không đạt trong phép thử. Trong trường hợp có sự khác bi ệ t trong kết quả thử, các bước dưới đây thường được thực hiện đ ể xác định nguyên nhân sai lệch. - Kiểm tra c ấ u hình thiết lập phép thử; kiểm tra tất cả những chi tiết, bao gồm vị trí của dây cáp cáp và trạng thái c ủ a EUT (ví dụ những lớp vỏ, cửa ra vào..) - Ki ể m tra thủ tục thử, bao gồm chế độ hoạt động của EUT, v ị trí và điểm đặt thiết bị phụ trợ, vị trí của người thao tác, tình trạng phần mềm, chế độ phóng đến EUT. - Kiểm tra máy phát, có được thực hiện chính xác hay không? Được hiệu chuẩn lần cuối khi nào? Chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát? Những sai lệch trong kết quả thử có phải do sử dụng máy phát khác nh a u hay không? Nếu sự sai lệch trong kết quả thử là do việc sử dụng máy phát ESD khác nhau, thì kết quả thử của máy phát ESD nào mà đáp ứng được với yêu c ầ u ở mục 6.2 thì được sử dụng để xác định sự tuân thủ với tiêu chu ẩ n này. F.2 . Phương án xử lý Nếu những sai khác trong kết quả thử x ả y ra khi t ấ t cả những điều kiện để thực hiện phép thử, bao gồm cả máy phát ESD là như nhau, thì có t hể áp dụng phương án dưới đây đ ể xác định độ phù hợp với tiêu chu ẩ n. Phương án này có thể áp dụng riêng cho mỗi điểm thử mà có sai lệch kết quả. a) bài thử đầu tiên (đã) áp dụng cho số lần phóng qu i định đến một đi ể n thử theo 8.3 (ví dụ 50 lần phóng điện) với mức thử dự kiến. Nếu không xảy ra những ảnh hư ở ng không được ch ấ p nhận trong bài t hử đầu tiên này thì EUT là đạt bài thử đ ó . Nếu xảy ra một ảnh hư ở ng không được chấp nhận trong các lần phóng điện này thì thực hiện thêm bài đo như bước b) dưới đây. Nếu có nhiều hơn một ảnh hưởng không được chấp nhận trong những lần phóng điện thì EUT l à không đạt phép th ử tại điểm thư đó. b) Bài đo lần 2 sử dụng gấp đôi số l ần phóng điện đến điểm thử với mức thử với dự kiến . Nếu không xảy ra ảnh hưởng không được chấp nhận trong các lần phóng điện này thì EUT là đạt bài đo tại điểm thử đó. Nếu xảy ra một ảnh hưởng không được chấp nhận trong các lần phóng tĩnh điện này, thì thực hiện thêm một bài đo như bước c) dưới đây. Nếu xuất hiện nhiều hơn một ảnh hưởng không được chấp nhận trong các lần phóng điện thì EUT không đạt bài đ o tại điểm th ử đó. c) B à i đo lần 3 sử dụng số l ần phóng điện như trong bà i đo lần 2 tại điểm thử với mức thử dự kiến. Nếu không xu ấ t hiện ảnh h ư ởng không mong muốn trong các lần phóng điện thì EUT đạt bài đo tại điểm thử đó. Nếu xảy ra ả nh hư ở ng không được ch ấ p nhận trong các lần phóng điện thì EUT không đạt bài đo tại điểm thử đó. THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] IEC 61000-4-2:2008 : “Electromagnetic compatibi l ity (EMC) -Part 4-2: Testing and measuremen t techniques - Electrostatic discharge” MỤC LỤC 1 . Phạm vi áp dụng 2 . Tài liệu viện dẫn 3 . Quy định chung 4 . Thuật ngữ và định nghĩa 5 . Các mức thử 6 . Máy phát t í n hiệu thử 6.1 . Yêu cầu chun g 6.2 . Đặc tính và chất lượng của máy phát ESD 6.3 . Kiểm tra cấu h ì nh thiết lập phép thử ESD 7 . Cấu hình thử 7.1 . Thiết bị thử 7.2 . Cấu hình để thực hiện phép thử trong phòng thử nghiệm 7.2.1 . Yêu cầu th ử 7.2.2 . Thiết bị để trên bàn 7.2.3 . Thiết bị đặt trên sà n 7.2.4 . Thiết bị không tiếp đ ấ t . 7.3 . Cấu hình cho các phép thử sau khi lắp đặ t 8 . Quy trình thử nghiệm 8.1 . Điều kiện chu ẩ n trong phòng thử nghiệm 8.1.1 . Tham số môi trường 8.1.2 . Điều kiện về khí hậu 8.1.3 . Điều kiện về điện từ 8.2 . Kích hoạt EUT 8.3 . Thực hiện phép thử 8.3.1 . Phóng điện đến EUT 8.3.2 . Phóng tĩnh đ i ện trực tiếp vào EUT 8.3.3 . Phóng tĩnh điện gián tiếp vào EUT 9 . Đánh giá kết quả thử nghiệm 10 . Biên b ả n thử nghiệm Phụ lục A (Tham khảo) Các thông tin giải thích b ổ sung Phụ lục B (Bắt buộc) Hiệu chu ẩ n hệ thống đo dòng điện và phép đo dòng phóng điện Phụ lục C (Tham khảo) Ví dụ về bộ cảm biến dòng đáp ứng các yêu cầu trong phụ lục B Phụ lục D (Tham khảo) Các trường bức xạ từ hiện tượng ph ó ng tĩnh điện ở người và máy phát ESD Phụ lục E (Tham khảo) Những lưu ý về độ không đảm bảo đo (MU) Phụ lục F (Tham khảo) Sự sai lệch trong kết quả thử và phương án xử lý