為完成測(cè)試設(shè)置，需要電纜、衰減器和示波器。使用優(yōu)質(zhì)低損耗電纜連接靶、衰減器和示波器。電纜總長(zhǎng)要保持在1米以內(nèi)，這樣才能滿足IEC和ANSI標(biāo)準(zhǔn)。ANSI C63.16要求雙屏蔽電纜，防止信號(hào)泄漏影響測(cè)量。它還推薦RG-400/U電纜，而RG-214/U盡管是兩倍直徑，但損耗只有一半，似乎效果更好。還可以使用任何GHz帶寬的同軸電纜。

IEC 61000-4-2還規(guī)定把示波器放在法拉第籠中，屏蔽示波器受到ESD引發(fā)的放射輻射。在標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中(20世紀(jì)90年代初)，許多工程師使用模擬熒光存儲(chǔ)示波器進(jìn)行這些測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)之所以規(guī)定使用屏蔽層，是為了防止模擬示波器上顯示的波形失真。屏蔽層也最大限度地減少了放電放射場(chǎng)引起的假觸發(fā)數(shù)量。

目前，大多數(shù)高速數(shù)字示波器，包括泰克4/5/6系MSOs，都擁有屏蔽精良的輸入電路，因此實(shí)踐中通常不要求法拉第籠。只需把ESD靶安裝在1.2平方米鋁片上，通常就能防止數(shù)字示波器中不想要的觸發(fā)。

圖4. ESD靶和示波器之間的衰減器保護(hù)儀器的輸入放大器

測(cè)試設(shè)置方框圖如圖4所示。需要使用衰減器，保護(hù)示波器的輸入前置放大器，因?yàn)镋SD靶可能會(huì)產(chǎn)生>50 V的電壓。20 dB衰減器很方便，因?yàn)樗硎?0×衰減，把測(cè)得電壓乘10，就可以得到經(jīng)過(guò)并聯(lián)的實(shí)際電壓，然后計(jì)算出得到的電流。衰減器必須能夠處理最高50 V尖峰，衰減器的帶寬必須準(zhǔn)確地通過(guò)最高4 GHz頻率。

選擇示波器

在選擇示波器時(shí)，要特別注意儀器的帶寬、上升時(shí)間和噪聲。為了準(zhǔn)確地測(cè)量信號(hào)，且沒(méi)有采樣誤差，示波器必須有充足的帶寬。對(duì)高斯響應(yīng)示波器，采樣率可能要達(dá)到示波器帶寬的6倍，當(dāng)然更典型的情況是帶寬的4倍。

在使用數(shù)字示波器時(shí)，還必須注意采樣率。數(shù)字示波器在可用帶寬上的響應(yīng)比較平坦，在超過(guò)3 dB頻率時(shí)滾降率很陡。因此，采樣率要達(dá)到示波器帶寬的2.5倍，以避免假信號(hào)誤差。

示波器要想準(zhǔn)確地顯示ESD脈沖的上升時(shí)間，必須有充足的帶寬和上升時(shí)間。確定示波器指標(biāo)是否足夠的規(guī)則，會(huì)因模擬示波器和數(shù)字示波器而不同。

對(duì)模擬示波器

公認(rèn)的上升時(shí)間和帶寬規(guī)則是：

· 帶寬 = 0.35/(上升時(shí)間)，或上升時(shí)間 = 0.35/帶寬

· 示波器的上升時(shí)間必須小于輸入信號(hào)上升時(shí)間的三分之一，以便使上升時(shí)間測(cè)量誤差小于等于5%

對(duì)數(shù)字示波器

計(jì)算方法如下：

· 帶寬 ≈0.43/(上升時(shí)間)

· 示波器的上升時(shí)間只要達(dá)到信號(hào)上升時(shí)間的大約0.7倍，就能以百分之幾的精度測(cè)量上升時(shí)間

大多數(shù)數(shù)字示波器的頻響比較平坦，與模擬示波器相比，在-3 dB點(diǎn)以下的頻率上生成的衰減較少。因此，數(shù)字示波器的測(cè)量精度要更高。其次，數(shù)字示波器的滾降率較陡，有助于降低假信號(hào)誤差。

一般來(lái)說(shuō)，人體ESD脈沖的上升時(shí)間要小于200 ps。為準(zhǔn)確顯示這種脈沖，要求的帶寬約為0.43/(200 ps)，或者2.15 GHz。某些ESD仿真器可能會(huì)生成50 ps的上升時(shí)間，因此要求8.6 GHz的示波器帶寬。

表1. 系統(tǒng)精度變化會(huì)引起的測(cè)量誤差百分比

靶-衰減器-電纜鏈條會(huì)產(chǎn)生一定的信號(hào)幅度損耗。不同測(cè)試設(shè)置之間的損耗變化，DC ~ 1 GHz時(shí)必須在±0.3 dB，1 GHz ~ 4 GHz時(shí)必須在±0.8 dB。表1顯示了<1 dB的系統(tǒng)精度變化會(huì)大大影響測(cè)量精度。