How to optimize uncertainty estimation by calibration of simulators of electrostatic discharge?

• Autorzy: Sroka J.

Warianty tytułu

PL

Jak optymalizować szacowanie niepewności przy kalibracji symulatorów wyładowań elektrostatycznych?

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The uncertainty estimation of the ESD pulse is not an easy and trivial task. The measurement is done in the time domain but the frequency spectrum of the phenomenon is extended up to several GHz. Therefore characterization of the elements of the measurement chain i.e.: target, coaxial cable with attenuator and oscilloscope must be done in the frequency domain. Discrete Fourier Transformation must be used for the estimation. By the transformation following must be decided: width of the time window, discretization density in the time domain, frequency range by measurement of the elements of the measurement chain. Moreover in order to find out how the uncertainty of the measured input value i.e. scattering parameters in the frequency domain is transferred to the output value i.e. discharge current in the time domain, sensitivity coefficients must be calculated. These shows complexity of the problem. The compromise which ensures overestimation must be met. In other words it is optimization problem. The method is illustrated with uncertainty estimation of the peak value of the current pulse for the target. Uncertainty is calculated for different rise time varying from 360ps to 1030ps.

PL

Szacowanie niepewności pomiaru impulsu wyładowań elektrostatycznych nie jest łatwym i trywialnym zadaniem. Pomiaru dokonuje się w dziedzinie czasu. Widmo częstotliwości impulsu sięga GHz. Dlatego elementy łańcucha pomiarowego (bocznik, kabel koncentryczny, tłumik i oscyloskop) można scharakteryzować tylko w dziedzinie częstotliwości. Do estymacji trzeba użyć dyskretnej transformacji Fouriera. Dokonując transformacji trzeba rozstrzygnąć następujące problemy: szerokość okna impulsu w dziedzinie czasu, gęstość dyskretyzacji impulsu w dziedzinie czasu, przedział częstotliwości pomiaru parametrów elementów łańcucha pomiarowego. Ponadto dla oszacowania jak niepewność pomiaru charakterystyk elementów łańcucha pomiarowego, czyli parametrów rozproszeniowych wpływa na wielkość wyjściową czyli impuls wyładowania w dziedzinie czasu, należy obliczyć współczynniki wrażliwości. Pokazuje to jak złożonym problemem jest przedstawione zadanie estymacji, sprowadzalne do optymalizacji. Metoda prezentowana w pracy jest zilustrowana przykładem oszacowania niepewności pomiaru wartości szczytowej impulsu wyładowania elektrostatycznego. Niepewność pomiaru jest policzona dla szeregu impulsów o czasie narastania zmieniającym się od 360ps do 1030ps.

Słowa kluczowe

EN

uncertainty measurement; electrostatic discharge

PL

niepewność pomiaru; wyładowanie elektrostatyczne; parametry rozproszeniowe; współczynniki wrażliwości

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 79, nr 10
• Strony: 702--706
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7, rys., wykr.

Twórcy

autor

Sroka J.

• SCHAFFNER EMC AG, Research and Technology, Nordstrasse 11, 4542 Luterbach, Switzerland

Bibliografia

• [1] ANSI C63 16-6. American National Standard for Electrostatic Discharge Test. Methodologies and Criteria for Electronic Equipment,. Draft 6 August 2000.
• [2] IEC 77B/307/CD Testing and Measuring techniques, Electrostatic Discharge Immunity Test, January 2001.
• [3] Sroka J.: Calibration uncertainty of ESD simulator estimated with frequency dependent transfer impedance of the target, to be presented at the 16th Wroclaw EMC Symposium, June 2002.
• [4] Sroka J.: Contribution of the target in the measurement uncertainty by calibration of the ESD simulators, 14th Int. Zürich Symposium on EMC, pp. 189-192, February 2001.
• [5] Sroka J.: Insertion loss as transfer coefficient for the calibration of ESD simulators. Is it sufficient to cope with? 2001 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Montreal, August 2001.
• [6] Kang T., W., Chung Y., C., Won S., H. Kim H., T.: “On the uncertainty in the current waveform measurement of an ESD generator” IEEE Trans on EMC Vol. 42, No. 4, pp. 405–413, November 2000.
• [7] European co-operation for Accreditation: “Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration” EA-4/02, December 1999