logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

Modernit puolijohteet mahdollistavat aikaisemmin saavuttamattomissa olleet hyötysuhteet ja tehotiheydet. Samanaikaisesti ne asettavat tehoelektroniikan kehittämisessä käytettäville testaus- ja mittauslaitteille suurempia vaatimuksia. Kelluvilla mittauskanavilla varustetut oskilloskoopit ovat ihanteellisia mittauslaitteita, jotka tarjoavat laajan kirjon laboratoriotason oskilloskoopin analysointimahdollisuuksia.

Artikkelin on kirjoittanut Markus Herdin, joka toimi Rohde & Schwarzin oskilloskooppien tuotepäällikkönä Münchenissä.

Erittäin nopeat nousuajat ja pienet häviöt ovat SiC- ja GaN-puolijohteisiin perustuvan tehotransistorin kaksi pääasiallista etua, jotka näkyvät erityisesti korkeampana tehokkuutena ja tehotiheytenä. Samanaikaisesti tällaiset modernit puolijohteet mahdollistavat korkean kentän voimakkuuden, millä on merkitystä erityisesti suunniteltaessa suuritehoisia muuntimia. Tämä koskee erityisesti sähkökäyttöjä ja tehomuuntimia. Puolijohteille määriteltyjä jänniterajoja on kuitenkin noudatettava tarkoin rikkoutumisriskin vuoksi.

Suunnittelijat kohtaavat seuraavia haasteita:

  • 10 nanosekuntia merkittävästi nopeammat kytkentäajat edellyttävät käytännössä yli 200 megahertsin mittauskaistanleveyttä. Tämä on enemmän kuin mihin tämänpäiväiset suurjänniteprobet kykenevät.
  • Kytkinmuuntimien optimoimiseksi on välttämätöntä, että useampia eri potentiaalissa olevia signaaleja voidaan näyttää ja analysoida samanaikaisesti.
  • Differentiaalisten signaalien mittaus erittäin suurella yhteismuotoisella komponentilla vaatii korkean yhteismuotoisen vaimennuksen. 

Erikoismittapäät ovat turhan kalliita

Suuri kaistanleveys ja korkea yhteismuotoinen vaimennus voidaan aikaansaada esimerkiksi käyttämällä optisesti eristettyjä probeja. Kuitenkin tällaiset erikoismittapäät maksavat tyypillisesti enemmän kuin varsinainen oskilloskooppi ja kustannukset kasvavat, mikäli vaaditaan monikanavaisia mittauksia. Lisäksi näiden mittapäiden sisääntulojännitealue on rajallinen, joten vain tiettyjen mittausten tekeminen on mahdollista. Monille tehoelektroniikan kehittäjille tämä ei ole varteenotettava vaihtoehto.

Kustannustehokkaat vaihtoehdot

Kehittyneet oskilloskoopit, joissa on kelluvat mittauskanavat, tarjoavat edullisen, mutta kuitenkin tehokkaan vaihtoehdon. Kannettava R&S Scope Rider –oskilloskooppi on hyvä esimerkki tällaisesta laitteesta. Siinä on neljä kelluvaa mittauskanavaa, joita voidaan käyttää erilaisten mittausten suorittamiseen maks. 1000 V (RMS) potentiaalierolla – eikä siihen tarvita kalliita differentiaaliprobeja. Koska kaistanleveys on 500 megahertsiä, se soveltuu kehittyneiden Sic- ja GaN-puolijohteiden mittauksiin. Se soveltuu myös kenttäkäyttöön, sillä siinä on akku. Toisin kuin muissa kelluvilla mittauskanavilla varustetuissa oskilloskoopeissa, R&S Scope Riderissa on laboratoriotason oskilloskoopin analysointiominaisuudet. Siinä on erittäin suuri näytteenottotaajuus, jopa 50 000 aaltomuotoa sekunnissa, joustavat triggaustoiminnot ja runsaasti automaattisia mittaustoimintoja. 


Kuva 1: Kuvassa mitataan resonanssimuunninta. Oskilloskoopin kanavalla 1 gate-mittaus, kanavalla 2 source-mittaus ja kanavalla 3 nähdään ulostulojännite (lähde: Rohde & Schwarz).

Kuva 2: GaN-pohjaisen tehokerroinkorjaimen (PFC) lähtöasteen kytkentähetken mittaus (lähde: Rohde & Schwarz).

Oikeat liitännät tärkeitä

Tehoelektroniikan mittaaminen laadukkaasti edellyttää oikeanlaista mittalaitetta, probea ja proben ja mitattavan laitteen välistä liitosta. Passiiviprobet ovat omiaan kelluvilla mittauskanavilla varustetulla oskilloskoopilla tehtävissä mittauksissa. Tällöin signaalin ja maadoituksen välisten liitäntöjen tulee olla mahdollisimman lyhyitä, jotta soiminen olisi mahdollisimman vähäistä ja saataisiin aikaan korkein mahdollinen yhteismuotoinen vaimennus. Yleensä paras tulos saadaan aikaan käytettäessä mittapään kärjessä olevaa maadoitusliitäntää. Vaarallisia jännitteitä mitattaessa on kuitenkin turvallisuussyistä oltava esivalmistellut kontaktipisteet. Tavallisesti pienet johdinsilmukat on juotettu kontaktipisteisiin, jotta passiivimittapäät voidaan yhdistää niihin. Tietyissä tilanteissa BNC-liittimen asennus on vaihtoehtoisesti mahdollista. BNC-adaptereja voidaan tällöin käyttää proben kanssa, jolloin aikaansaadaan lähes ihanteellinen liitos.

Kuva 3: Esivalmistellut johdinsilmukat mitattaessa vaarallisia jännitteitä passiiviprobeilla ja kelluvilla mittauskanavilla varustetulla oskilloskoopilla (lähde: Rohde & Schwarz).

Piiriin kytkettävien differentiaalimittapäiden sijaintia ei yleensä ole rajoitettu. Kuitenkin kelluvilla mittauskanavilla mitattaessa signaalijohtimen ja maadoituksen liitäntäpaikalla on merkitystä. Kelluvien mittauskanavien signaali- ja maaliityntöjen erilainen kapasitanssi maapotentiaalia vasten vääristää mittaustulosta. Tyydyttävien mittaustulosten aikaansaamiseksi signaalipolku tulisi yhdistää sopivaan mittauspisteeseen.

Kuva 4: Kelluvilla mittauskanavilla mitattaessa signaalijohdin tulisi aina olla yhdistettynä sopivaan mittauspisteeseen (lähde: Rohde & Schwarz).

Kriittiset parametrit

Sähkökäyttöjen taajuusmuuttajat toimivat kytkentätaajuuksilla 10-100 kilohertsin alueella. Jotta tämänkaltaisille taajuusmuuttajille voisi tehdä luotettavia mittauksia, kriittinen parametri on mittajärjestelmän maksimijännite. Taajuuden noustessa suurin sallittu jännite alenee mittauskytkennässä. Jos sallittu jännite ylittyy, käyttäjä voi joutua vaaraan. R&S Scope Riderilla voi tehdä mittauksia täydellä signaaliamplitudilla 100 kilohertsiin asti, mikä tekee laitteesta erittäin sopivan käytettäväksi tässä sovelluksessa.

Kuva 5: Maksimijännitteen alennus oskilloskoopin mittauskanavan ja maapotentiaalin välillä R&S Scope Riderissa. Kytkentätaajuus 100 kilohertsiin asti voidaan mitata turvallisesti suurinta sallittua syöttöjännitettä käyttäen (lähde: Rohde & Schwarz).

Jos mitattava laite (DUT) on kytketty yleiseen sähköverkkoon, mittauskategoria on myös otettava huomioon. Mitattavan laitteen kytkentäpaikasta sähköasennuksessa riippuen mittausjärjestelmän tulee kestää eritasoisia ylijännitteitä sisääntulokanavassa ilman, että käyttäjä vaarantuu läpilyöntien tai oikosulkujen takia. Mitä lähempänä sähköasennuksen pääsyöttö on, sitä korkeampia ylijännitteitä voi esiintyä, mikä puolestaan kasvattaa vaadittavaa suojausluokkaa. Oskilloskooppi, jonka suojausluokka on 4 (CAT IV -luokka) tarjoaa riittävän suojan. R&S Scope Riderin ylikuormitussuoja on 8000 V ja siten se soveltuu 600 V (RMS) CAT IV –luokan ympäristöön tai 1000 V (RMS) CAT III –luokan ympäristöön.

Kuva 6: Suojausluokat EN 60664-1 –standardin mukaisesti  (lähde: Rohde & Schwarz).

Lisätoiminnot helpottavat päivittäisiä mittauksia

Nykyaikaisissa oskilloskoopeissa on koko joukko päivittäisiä mittauksia merkittävästi helpottavia toimintoja. Tehoelektroniikan käyttökohteissa tämä tarkoittaa automaattisia mittaustoimintoja näennäistehon, pätötehon ja loistehon laskemiseen, joustavia triggausominaisuuksia erilaisille signaaleille, dataloggeri tai historiatoiminto tiettyjen mittaustulosten tai signaalien pitkäaikaista seurantaa varten.

 

Kuva 7: Automaattiset mittaustoiminnot laskevat näennäistehon, pätötehon ja loistehon sekä tehokertoimen mitatusta jännitteestä (kanava 1) ja virrasta (kanava 2) (lähde: Rohde & Schwarz).

Kätevä analysointitoiminto on myös harmonisten analysointi. Harmoniset ovat muunninten ei-toivottuja sivutuotteita, joiden täytyy pysyä tietyissä raja-arvoissa, jotta ne eivät heikentäisi verkon laatua. Muita tärkeitä parametreja ovat erilaisten harmonisten vaiheet sekä THD-särö.

Nämä parametrit voidaan mitata R&S Scope Riderin harmonisten analysointitoiminnolla. Mittaaminen ja vertaaminen kaikilla neljällä kanavalla yhtäaikaisesti ennalta määritettyjä raja-arvoja vasten onnistuu automaattisesti.

Kuva 8: Kolmivaiheisen 100 V signaalin harmonisten analysointi. Siniset viivat osoittavat virran EN50160-mukaisen raja-arvon. Mittaukseen on valittu 13. harmoninen, kolmen kanavan tasot ovat alueilla -56,5 dB, -54,0 dB ja -51,0 dB (lähde: Rohde & Schwarz).

R&S Scope Rideria (R&S RTH) voidaan käyttää tarvittaessa myös etänä turvallisesti WLAN-yhteyden kautta, mistä on hyötyä erityisesti mitattaessa kriittisissä olosuhteissa.

Yhteenveto

Suunnittelijoiden mielestä kelluvilla mittauskanavilla varustetut oskilloskoopit tarjoavat tehokkaan ja edullisen vaihtoehdon tehoelektroniikan moduulien turvalliseen mittaamiseen. Modernin etuaste- teknologian, maksimissaan 500 megahertsin kaistanleveyden ja tehokkaan signaalinkäsittelyn ansiosta nämä oskilloskoopit soveltuvat nyt myös GaN- ja SiC-pohjaisten puolijohdepiirien mittaamiseen. R&S Scope Rider on vakuuttava luokkansa edustaja, joka on omiaan myös oskilloskoopin perinteisessä käytössä juuri sen kattavien analysointikyvykkyyksien vuoksi.

Kuva 9: R&S Scope Riderin etäkäyttö WLAN-yhteyden kautta mitattaessa kriittisissä olosuhteissa (lähde: Rohde & Schwarz).

 

Artikkelin käännös: Rohde & Schwarz Finland Oy

MORE NEWS

Jättirahoitus GenAI-softakehitykseen

Business Finland on myöntänyt Jyväskylän yliopistolle merkittävän, 840 000 euron rahoituksen tutkimushankkeelle, jonka tavoitteena on tutkia generatiivisen tekoälyn (GenAI) hyödyntämistä ohjelmistokehityksen eri vaiheissa. Hanke kantaa nimeä Generative AI for the Software Development Life Cycle, ja sen kokonaisbudjetti Jyväskylän yliopiston osalta on 1,2 miljoonaa euroa, josta 30 prosenttia katetaan yliopiston omarahoituksella.

Raidejokerin lähestymisestä varoitetaan sanallisesti

Helsingin kaupungin innovaatioyhtiö Forum Virium Helsinki on käynnistänyt vuoden mittaisen pilottikokeilun, jossa testataan uudenlaista varoitusjärjestelmää Viikin pikaraitiotien ylityspaikalla. Järjestelmä varoittaa jalankulkijoita ja pyöräilijöitä sekä äänimerkein että sanallisesti lähestyvästä raidejokerin junasta.

Ensimmäistä kertaa grafiikka- ja AI-laskenta samalla RISC-V-prosessorilla

Imagination Technologies on esitellyt uuden E-Series-arkkitehtuurin, joka yhdistää grafiikka- ja tekoälylaskennan ensimmäistä kertaa samaan RISC-V-prosessoriin pohjautuvaan IP-lohkoon. Uutuus avaa tietä tehokkaammille, joustavammille ja energiaa säästäville reunalaitteille – älypuhelimista robottiautoihin.

Aurinkokennokalvo voi tehdä rakennuksista sähköntuottajia

Rakennusten ikkunat ja julkisivut voivat tulevaisuudessa toimia sähköntuottajina, kiitos Luulajan teknillisen yliopiston tutkimukselle. Uudenlainen ohut aurinkokennokalvo yhdistää sähköntuotannon, ympäristöystävällisyyden ja läpinäkyvyyden – ilman kompromisseja rakennusten estetiikassa tai luonnonvalon hyödyntämisessä.

Kenelle Samsungin veitsenterävä uutuus on tarkoitettu?

Samsungin odotettu Galaxy S25 Edge on virallisesti julkaistu, ja 5,8 millimetrin paksuisena se ottaa haltuunsa tittelin "maailman ohuimpana täysiverisenä älypuhelimena". Kyse on hienosta insinööritaidon näytöstä: titaanirunko, keraaminen lasi ja huipputason kamera- sekä tekoälyominaisuudet on mahdutettu hämmästyttävän solakkaan koteloon.

Selain on yritysten tietoturvan sokea piste

Yritykset nojaavat yhä enemmän verkkoselaimiin päivittäisessä työssään, mutta samalla altistuvat vakaville tietoturvauhille. NordLayerin kyberturva-asiantuntijan mukaan perinteiset selaimet muodostavat tietoturvan sokean pisteen, jota on vaikea valvoa ja suojata – erityisesti pienemmissä organisaatioissa, sanoo NordLayerin asiantuntija Edvinas Buinovskis.

FakeUpdates vaikutti 6 prosentissa organisaatioita

Tietoturvayritys Check Point Software Technologies on julkaissut huhtikuun 2025 haittaohjelmakatsauksensa. Raportin mukaan FakeUpdates jatkoi maailman yleisimpänä haittaohjelmana, vaikuttaen 6 prosenttiin organisaatioista maailmanlaajuisesti. Suomessa sen esiintyvyys oli 4,02 prosenttia.

Yksi ainoa molekyyli parantaa kennon suorituskykyä 0,6 prosenttia – ja sillä on merkitystä

Uusi kansainvälinen tutkimus osoittaa, että synteettinen molekyyli nimeltä CPMAC voi merkittävästi parantaa perovskiittipohjaisten aurinkokennojen tehokkuutta ja käyttöikää. Vaikka hyötysuhde parani vain 0,6 prosenttia, sillä on todellista merkitystä: suuressa mittakaavassa, kuten yhden gigawatin aurinkovoimalassa, se voi tuottaa tarpeeksi lisäenergiaa jopa 5000 kotitaloudelle.

Intel katkaisee linkin grafiikan ja CPU:n väliltä

Intel on virallisesti lopettanut Deep Link -teknologiansa kehityksen ja tuen, lopettaen näin kunnianhimoisen yrityksen yhdistää prosessorin ja näytönohjaimen voimat tiiviimmäksi kokonaisuudeksi.

Autojen tutkapiiri kutistui, teho kasvoi kaksinkertaiseksi

NXP Semiconductors on julkaissut uuden sukupolven tutkapiirin, joka mullistaa autonomisten ajoneuvojen tutkajärjestelmät. Uusi S32R47-imaging-tutkaprosessori tarjoaa jopa kaksinkertaisen suorituskyvyn edeltäjäänsä verrattuna ja mahtuu silti 38 prosenttia pienempään fyysiseen tilaan.

Vuoden lopulla jo 240 watin USB-lataus suoraan pistokkeesta

Pistorasiaan integroitava USB-lataus on siirtymässä täysin uudelle aikakaudelle. Brittiläinen tehoelektroniikkayritys Pulsiv on kehittänyt ensimmäisen valmiin ratkaisun, joka mahdollistaa jopa 240 watin USB-C-latauksen suoraan tavallisesta seinäpistokkeesta. Kyseessä on merkittävä tekninen läpimurto, joka voi muuttaa tapaa, jolla kannettavat tietokoneet, älypuhelimet ja jopa pienet kodinkoneet tai sähkötyökalut ladataan kotona ja työpaikoilla.

Omdia: Puolijohteet uuteen ennätykseen

Vuosi 2024 oli puolijohdeteollisuudelle historiallinen, sillä alan liikevaihto nousi Omdian mukaan 25 prosenttia edellisvuodesta ja ylsi ennätykselliseen 683 miljardiin dollariin. Kasvun moottorina toimi erityisesti tekoälyyn liittyvä kysyntä, joka nosti muistipiirien myynnin huikeaan 74 prosentin kasvuun.

Uusi standardi parantaa Bluetoothin tietoturvaa

Bluetooth-teknologia on saanut merkittävän päivityksen, joka parantaa käyttäjien yksityisyyttä ja laitteiden virrankulutusta. Bluetooth Special Interest Group (SIG) on julkaissut uuden Bluetooth Core Specification 6.1 -version, jossa keskeisenä uutuutena on satunnaistettu laiteosoitteiden päivitys – askel kohti vaikeammin jäljitettävää langatonta viestintää.

Tesla kiertää työsaartoa Ruotsissa suomalaisyrityksen kautta

Tesla on ajautunut erikoiseen selkkaukseen Ruotsin ay-liikkeen kanssa, ja yhtiö on nyt ryhtynyt kiertämään työtaistelutoimia suomalaislähtöisen yrityksen avulla. Kyseessä on ahvenanmaalainen ACS-konserni (Automation & Charger Solar), joka on aloittanut Teslan superlatureiden asennukset Ruotsissa kesken laajaa ay-liikkeen tukemaa saartoa.

Tehoelektroniikan PCIM oli suurempi kuin koskaan aikaisemmin

Nürnbergissä tällä viikolla järjestetty PCIM Expo & Conference 2025 ylitti odotukset niin laajuudeltaan kuin sisällöltään. Tapahtuma kasvoi tänä vuonna kuuteen näyttelyhalliin ja kattoi yhteensä 41 500 neliömetriä – enemmän kuin koskaan aiemmin. Näyttely houkutteli paikalle 685 näytteilleasettajaa ja noin 16 500 kävijää eri puolilta maailmaa.

Tuki uudelle USB4:lle laajenee

Testaus- ja simulaatiojärjestelmistään tunnettu Keysight Technologies on julkaissut päivitetyn version System Designer for USB -työkalustaan. Uusin versio tukee nyt USB4 v2-standardia, mikä mahdollistaa uusimpien USB-teknologioiden hyödyntämisen jo suunnitteluvaiheessa.

Python jyrää: Suosio ennätyslukemissa

Python ei ole vain suosituin ohjelmointikieli maailmassa – se on nyt suositumpi kuin yksikään kieli yli 20 vuoteen. Samalla kieli kehittyy entisestään, sillä toukokuussa julkaistu Python 3.14 -beta tuo mukanaan nipun merkittäviä uudistuksia, jotka tekevät kielen käytöstä entistäkin miellyttävämpää ja tehokkaampaa.

RedCap vie IoT:n todelliseen 5G-aikaan

5G RedCap -teknologia on suunniteltu kuromaan umpeen kuilua energiatehokkaiden ja erittäin nopeiden verkkojen välillä, avaten tien uuden sukupolven IoT-laitteille. Tutustu, miten tämä teknologia mullistaa 5G-ekosysteemin ja vie IoT-sovellukset täysin uudelle tasolle.

Infineon sai vihreää valoa Dresdenin uudelle tehtaalle

Infineon Technologies on saanut Saksan liittovaltion talousministeriöltä lopullisen rahoituspäätöksen uuden, huipputeknologiaan keskittyvän puolijohdetehtaan rakentamiseksi Dresdeniin. Yritys investoi Smart Power Fab -nimiseen tuotantolaitokseen yli viisi miljardia euroa omia varojaan. Hanke tuo arviolta 1000 uutta työpaikkaa alueelle.

Nokian uusi kuituratkaisu korvaa kuparikaapelit

Nokia on julkistanut uuden Aurelis Optical LAN -ratkaisunsa, joka tarjoaa yrityksille kehittyneen ja pitkäikäisen vaihtoehdon perinteisille kuparipohjaisille lähiverkoille. Uusi kuitutekniikka vähentää merkittävästi kaapelointia ja energiankulutusta, tarjoten samalla huippunopeaa ja luotettavaa verkkoyhteyttä tulevaisuuden tarpeisiin.

RedCap vie IoT:n todelliseen 5G-aikaan

5G RedCap -teknologia on suunniteltu kuromaan umpeen kuilua energiatehokkaiden ja erittäin nopeiden verkkojen välillä, avaten tien uuden sukupolven IoT-laitteille. Tutustu, miten tämä teknologia mullistaa 5G-ekosysteemin ja vie IoT-sovellukset täysin uudelle tasolle.

Lue lisää...

Selain on yritysten tietoturvan sokea piste

Yritykset nojaavat yhä enemmän verkkoselaimiin päivittäisessä työssään, mutta samalla altistuvat vakaville tietoturvauhille. NordLayerin kyberturva-asiantuntijan mukaan perinteiset selaimet muodostavat tietoturvan sokean pisteen, jota on vaikea valvoa ja suojata – erityisesti pienemmissä organisaatioissa, sanoo NordLayerin asiantuntija Edvinas Buinovskis.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: 6G
Oulussa 13.5.2025 (rekisteröidy)
Espoossa 14.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article