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

CompactPCI-sarjaliitännän nopeus kasvoi kaksinkertaiseksi

PICMG-järjestö on julkaissut CompactPCI Serial -standardin kolmannen version, joka tuplaa liitännän nopeuden ja kaistanleveyden. Näin väylä tuo entistä parempaa suorituskykyä vaativiin teollisiin sovelluksiin.

Elisan 5G kiihtyy 2 gigabittiin, mutta se on vielä vain harvojen herkkua

Elisa laajensi eilen 5.5G-liittymien saatavuutta koko maassa, mutta supernopeiden yhteyksien todellinen hyöty jää toistaiseksi rajatulle joukolle. Syynä ovat rajoittunut alueellinen kattavuus ja harvat yhteensopivat päätelaitteet.

NIS2 on nyt täällä

Uusi NIS2-direktiivi tuo mukanaan tiukentuneet velvoitteet erityisesti kyberturvallisuuden raportointiin. - Isoimmat toimijat ovat varmasti hyvin varautuneet, mutta pienemmillä riittää tekemistä, arvioi Into Securityn toimitusjohtaja Niki Klaus, kun direktiivi astui virallisesti voimaan Suomessa.

DigiKeyn alkuvuosi: lähes satatuhatta uutta tuotetta

Elektroniikan komponenttien jakelija DigiKey on käynnistänyt vuoden 2025 vauhdikkaasti lisäämällä valikoimaansa 104 uutta toimittajaa ja peräti 98 320 uutta tuotetta vuoden ensimmäisellä neljänneksellä.

Nokialle tärkeä jatko T-Mobilen 5G-toimittajana

Nokia ja T-Mobile US ovat solmineet uuden monivuotisen strategisen kumppanuuden jatkosopimuksen, jolla vahvistetaan T-Mobilen 5G-verkon kattavuutta ja kapasiteettia koko Yhdysvalloissa. Sopimus on Nokialle merkittävä päänavaus jatkossa 5G-toimittajana maailman suurimpiin kuuluvan operaattorin rinnalla.

Nyt se tapahtui – kiinteistä verkoista tuli Nokian suurin ryhmä

Nokian uusi toimitusjohtaja Justin Hotard on ollut yhtiön ruorissa vasta muutaman viikon ajan ja nyt hän esitteli ensimmäisen osavuosikatsauksensa. Ehkä osuvasti ensimmäistä kertaa Nokian kiinteiden verkkojen liiketoiminta eli verkkoinfrastruktuuri ohitti liikevaihdossa mobiiliverkot. Tämä heijastaa Nokian muuttuvaa fokusta.

Nyt voit kehittää tarkasti paikantavia Bluetooth-laitteita

Bluetooth-teknologia on ottanut merkittävän askeleen eteenpäin uuden version myötä, ja nyt myös kehittäjillä on entistä paremmat työkalut hyödyntää sen mahdollisuuksia. Bluetooth Special Interest Group (SIG) on julkaissut Bluetooth Core Specification -version 6.0, joka tuo mukanaan useita uusia ominaisuuksia – niistä kenties kiinnostavin on kanavan kuulostelu (Channel Sounding).

Ilmainen seminaari kalibroinnin perusteista

Rohde & Schwarz järjestää maksuttoman puolen päivän seminaarin, joka pureutuu mittaus- ja testauslaitteiden kalibroinnin perusteisiin. Tapahtuma on suunnattu kaikille, jotka työskentelevät kalibroinnin parissa tai haluavat syventää osaamistaan aiheesta – riippumatta käytössä olevasta laitevalmistajasta.

Sähköautojen latauslaitteiden myynti piristyi

Sähköauton latauslaitteiden myynti kasvoi alkuvuonna 9,2 prosenttia verrattuna edellisvuoden vastaavaan aikaan, kertoo Sähköteknisen Kaupan Liitto (STK). Tammi–maaliskuussa myytiin yhteensä 6156 kiinteistöihin asennettavaa latauslaitetta.

DNA pärjäsi parhaiten Ooklan 5G-vertailussa

DNA on noussut selkeäksi voittajaksi Ooklan tuoreessa 5G-verkkojen vertailussa Suomessa. Speedtest Intelligence -datan perusteella DNA oli vuoden 2024 jälkimmäisellä puoliskolla nopein mobiilioperaattori Suomessa – sekä kokonaisuudessaan että erityisesti 5G-teknologiassa.

5G-yksityisverkko voi nyt ulottua usean operaattorin verkkoon

Vodafone, A1 Group ja Ericsson ovat tehneet historiaa muodostamalla maailman ensimmäisen 5G Standalone (SA) -roaming-yhteyden kahden eri operaattoriryhmän välillä. Uraauurtava tekninen saavutus mahdollistaa nyt myös yksityisten 5G-verkkojen laajentamisen usean operaattorin ja maan yli.

Renesas helpottaa siirtymistä 32-bittisiin

Renesas on julkaissut uuden RA0E2-mikro-ohjainsarjan, joka tekee siirtymästä 8- ja 16-bittisistä ohjaimista tehokkaampiin 32-bittisiin ratkaisuihin entistä sujuvampaa – ilman kustannusten tai suunnittelutyön merkittävää kasvua.

Rekoistakin pitää tulla hiilivapaita

Maantiekuljetukset ovat elintärkeitä talouselämälle. Kuorma-autoilla kuljetetaan ruokaa, tarvikkeita, materiaaleja ja monia muita tavaroita mihin tahansa paikkaan. Vaikka keskiraskaiden ja raskaiden kuorma-autojen osuus maailman ajoneuvoista on vain neljä prosenttia, niiden osuus tieliikenteen hiilidioksidipäästöistä on 40 prosenttia, tehden niistä kasvihuonekaasupäästöjen päälähteen, joka on otettava huomioon pyrittäessä kohti hiilivapautta.

Nyt se tapahtui – Nvidia nousi suurimmaksi puolijohdetaloksi

Nvidia on noussut maailman suurimmaksi puolijohdeyritykseksi, ohittaen sekä Samsungin että pitkään kärkeä hallinneen Intelin. Gartnerin tuoreiden lukujen mukaan Nvidian liikevaihto kasvoi peräti 120 % vuodessa ja nousi 76,7 miljardiin dollariin. Markkinaosuus kohosi 11,7 prosenttiin.

Uusi muisti nopeuttaa sekä grafiikkakortteja että tekoälylaskentaa

Muistiteknologian kehitys ottaa jälleen harppauksen eteenpäin, sillä JEDEC on julkaissut uuden sukupolven High Bandwidth Memory -standardin. HBM4-muisti lupaa mullistaa suorituskyvyn erityisesti tekoälylaskennan ja huipputason grafiikkasuorittimien osalta.

Näin HDMI:n tappaja GPMI toimii

Kiinalaisten teknologiayritysten kehittämä GPMI-standardi on paitsi nopeampi kuin HDMI, se myös yksinkertaistaa laitearkkitehtuuria radikaalisti. Tässä artikkelissa pureudumme tarkemmin siihen, miten GPMI toimii ja mitä sen käyttöönotto tarkoittaa kuluttajalle.

Sulautettu tiedostojärjestelmä tukee nyt laajoja tietokantoja

Sulautettujen järjestelmien ohjelmistoratkaisuista tunnettu SEGGER on päivittänyt suositun emFile-tiedostojärjestelmänsä tukemaan suuria tietokantoja integroimalla siihen suositun SQLite-tietokantamoottorin. Uudistus hyödyntää SEGGERin BigFAT-laajennusta, jonka avulla yli 4 gigatavun tiedostojen käsittely onnistuu FAT-tiedostojärjestelmillä.

Uusi standardi poistaa avaimet ovista

NXP esittelee ratkaisun, joka vie älylukot ja digitaaliset avaimet uudelle tasolle – fyysisiä avaimia ei enää tarvita. Ratkaisun keskiössä on tuore Aliro-standardi, jota kehitetään Connectivity Standards Alliancen alaisuudessa. Sen tavoitteena on mahdollistaa yhteensopiva, turvallinen ja helppokäyttöinen digitaalinen pääsy niin koteihin kuin ajoneuvoihin – riippumatta siitä, minkä valmistajan laitteita käytetään.

Kännykkämarkkina kasvoi hieman alkuvuonna

Vuoden 2025 ensimmäisellä neljänneksellä maailmanlaajuiset älypuhelintoimitukset kasvoivat 1,5 prosenttia verrattuna edellisvuoteen. Kansainvälisen markkinatutkimusyhtiö IDC:n mukaan toimituksia kertyi yhteensä 304,9 miljoonaa kappaletta. Markkina kehittyi pitkälti ennakoiden mukaisesti, vaikka taustalla oli merkittäviä geopoliittisia jännitteitä, erityisesti Yhdysvaltojen ja Kiinan välinen kauppasota sekä siihen liittyvät tullikiistat.

Kovaa käyttöä kestävät koneet voi ostaa palveluna

Kenttätyö vaatii kovia koneita – ja nyt ne saa palveluna. Panasonicin uusi Toughbook Mobile-IT As-A-Service (MaaS) -ratkaisu mullistaa tavan, jolla liikkuvaa työtä tukevat laitteet ja IT-palvelut hankitaan ja hallitaan. Ei enää isoja kertahankintoja, pitkiä IT-projekteja tai laitteiden elinkaaren miettimistä – nyt saat kaiken tarvittavan helposti ja kuukausimaksulla.

Rekoistakin pitää tulla hiilivapaita

Maantiekuljetukset ovat elintärkeitä talouselämälle. Kuorma-autoilla kuljetetaan ruokaa, tarvikkeita, materiaaleja ja monia muita tavaroita mihin tahansa paikkaan. Vaikka keskiraskaiden ja raskaiden kuorma-autojen osuus maailman ajoneuvoista on vain neljä prosenttia, niiden osuus tieliikenteen hiilidioksidipäästöistä on 40 prosenttia, tehden niistä kasvihuonekaasupäästöjen päälähteen, joka on otettava huomioon pyrittäessä kohti hiilivapautta.

Lue lisää...

Kovaa käyttöä kestävät koneet voi ostaa palveluna

Kenttätyö vaatii kovia koneita – ja nyt ne saa palveluna. Panasonicin uusi Toughbook Mobile-IT As-A-Service (MaaS) -ratkaisu mullistaa tavan, jolla liikkuvaa työtä tukevat laitteet ja IT-palvelut hankitaan ja hallitaan. Ei enää isoja kertahankintoja, pitkiä IT-projekteja tai laitteiden elinkaaren miettimistä – nyt saat kaiken tarvittavan helposti ja kuukausimaksulla.

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