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

Anthropicin uudet mallit tuovat tehokkaamman koodaamisen AWS:lle

Anthropic on julkaissut uudet Claude 4 -sukupolven mallit ja ne ovat nyt saatavilla Amazon Bedrockissa. Claude Opus 4 ja Claude Sonnet 4 -mallien painopiste on erityisesti ohjelmoinnissa, pitkäjänteisessä päättelyssä ja tekoälyagenttien tukemisessa – ja niiden suorituskyky koodauksen tehtävissä on tällä hetkellä markkinoiden kärkeä.

Samsungin Edge näyttää tietä tulevaan

Samsungin uusi Galaxy S25 Edge rikkoo muotoilun rajoja, mutta ohuus tuo mukanaan myös merkittäviä kompromisseja. S-sarjan ohuin laite on vain 5,8 mm paksu ja painaa vain 163 grammaa, kaikkea ei voi saada samaan pakettiin.

Tamperelainen VLSI Solution yhdisti Linuxin ja RISC-V:n audioprosessorissa

Tampereella toimiva VLSI Solution on julkistanut uuden piirisarjan, joka yhdistää Linux-käyttöjärjestelmän, avoimen RISC-V-suorittimen ja reaaliaikaisen DSP-prosessorin samaan siruun. Uusi VSRVES01-piiri on suunniteltu erityisesti verkkoäänisovelluksiin ja IoT-laitteisiin, joissa tarvitaan sekä tehokasta signaalinkäsittelyä että joustavaa ohjelmistoalustaa.

Nokia kiihdyttää kotien Wi-Fi-verkot 9,4 gigabittiin

Nokia tuo markkinoille kaksi uutta Wi-Fi 7 -reititintä, jotka lupaavat ennennäkemätöntä nopeutta ja kattavuutta kotiverkkoihin. Malliston lippulaiva, Beacon 9, yltää jopa 9,4 gigabitin sekuntinopeuksiin.

Infineon vie galliumnitridin avaruuteen

Infineon Technologies on julkaissut uuden sukupolven säteilyä kestävät GaN- eli galliumnitridi-transistorit, jotka on valmistettu yhtiön omalla tehtaalla CoolGan-teknologiaan pohjautuen. Uutuustuotteet on suunniteltu kestämään avaruuden vaativia olosuhteita, ja yksi niistä on ensimmäinen täysin sisäisesti valmistettu GaN-laite, joka on saavuttanut Yhdysvaltain puolustuslogistiikkaviraston (DLA) myöntämän JANS.

Modeemeissa on eroja

Apple on ottanut ison askeleen irtautuessaan Qualcommin modeemeista ja julkaissut ensimmäisen oman 5G-modeeminsa, C1:n, iPhone 16e -mallin yhteydessä. Vaikka siirtymä tuo Applen laite- ja ohjelmistosuunnittelun entistä tiiviimmin yhteen, tuoreiden testien valossa Qualcommin modeemit tarjoavat edelleen parempaa suorituskykyä erityisesti nopeuden osalta.

Yokogawa istutti datankeruunsa PC:n kylkeen

Mittaus- ja testausyritys Yokogawa Test & Measurement on julkaissut uuden SL2000 High-Speed Data Acquisition Unit -laitteen, joka tuo perinteisen ScopeCorderin tehon suoraan PC:n ohjaukseen. Käytännössä kyse on siitä, että aiemman DL950:n ydin on siirretty PC-pohjaiseen järjestelmään, ilman omaa näyttöä, mutta varustettuna tehokkaalla datansiirrolla ja kehittyneillä ohjelmistoilla.

Oikein tehtynä jokainen NFC-liitos on erittäin turvallinen

NFC-teknologia (Near Field Communication) on jo pitkään mahdollistanut langattoman, nopean ja helppokäyttöisen yhteyden esimerkiksi maksutilanteissa, älylaitteiden yhdistämisessä ja tuotteiden tunnistamisessa. Viime vuosina turvallisuusnäkökulma on noussut keskiöön, ja oikein toteutettuna NFC-yhteydestä voi tulla paitsi vaivaton myös erittäin turvallinen.

Läpimurto akkuteknologiassa – litiumionien liike paranee 30 prosenttia

Tutkijat Münchenin teknillisestä yliopistosta (TUM) ovat kehittäneet uuden materiaalin, joka mahdollistaa litiumionien liikkeen yli 30 prosenttia aiempaa nopeammin. Kyseessä on maailmanennätys ionien johtavuudessa ja samalla merkittävä askel kohti tehokkaampia ja turvallisempia kiinteäakkuja.

OnePlus ottaa tietoisen riskin: tilakytkin vaihtuu monitoiminappiin

OnePlus on päättänyt luopua yhdestä tunnistettavimmista ominaisuuksistaan eli fyysisestä Alert Slider -tilakytkimestä ja korvata sen uudella ohjelmoitavalla Plus Key -painikkeella. Muutos on osa yhtiön uutta tekoälystrategiaa, jonka keskiössä on ”käyttäjäkohtaisesti mukautuva älykkyys”.

Nokia tappaa kuparin kuluttajien yhteyksistä

Nokian eilen julkistaman uuden 25G PON -linjakortin voi sanoa merkitsevän kuparikaapelointiin perustuvien kuluttajalaajakaistojen lopun alkua. Yhtiön mukaan uutuus tuo todelliset 10 gigabitin yhteydet koteihin kustannustehokkaasti. Tämä tekee kupariyhteyksistä teknisesti ja taloudellisesti vanhentuneita.

Xiphera palkittiin laitepohjaisesta salauksestaan

Suomalainen Xiphera on voittanut arvostetun ECSO STARtup Award 2025 -palkinnon Euroopan kyberturvallisuusjärjestön järjestämässä kilpailussa Haagissa. Palkinto myönnettiin yrityksen huippuluokan laitteistopohjaisista kryptografiaratkaisuista, jotka tarjoavat korkean turvallisuustason kriittisille toimialoille, kuten energia-, puolustus- ja tietoliikennesektorille.

Jokainen pörssiasiakas on 65,1 metrin kuituyhteyden päässä

Pörssikauppa Pohjoismaissa toimii yhä tarkasti säädellyissä olosuhteissa, vaikka teknologia loikkaa pilveen. Nasdaqin ja AWS:n huhtikuussa julkistama yhteistyö vie markkinainfrastruktuurin uudelle aikakaudelle, mutta yksi asia pysyy: jokaisella kaupankäyntiosapuolella on edelleen yhtä pitkä matka pörssijärjestelmään – kirjaimellisesti.

Siirtyminen 22 nanometriin on Silicon Labsille iso askel

Silicon Labs on julkistanut uuden sukupolven järjestelmäpiirit (SoC), jotka merkitsevät merkittävää teknologista harppausta yhtiön historiassa. Uudet Series 3 -piirit, SiXG301 ja SiXG302, valmistetaan edistyksellisellä 22 nanometrin valmistustekniikalla, mikä parantaa huomattavasti suorituskykyä, energiatehokkuutta ja integroitavuutta aiempiin sukupolviin verrattuna.

Arm-pohjainen prosessori pidentää selvästi läppärin käyttöikää

Uuden sukupolven kannettavat tietokoneet hyötyvät nyt merkittävästi Arm-pohjaisten prosessoreiden energiatehokkuudesta. HP:n uusimmat OmniBook 5 -sarjan mallit osoittavat, että kannettavan akunkesto voi yltää jopa 34 tuntiin. Tämä tarkoittaa useita päiviä tavallisessa käytössä ilman lataustarvetta.

Tekoäly tekee kyberhyökkäyksistä automatisoituja

Kyberhyökkäysten tahti kiihtyy globaalisti tekoälyn ja automaation myötä. Fortinetin kyberturvatutkimusyksikkö FortiGuard Labsin tuoreen Global Threat Landscape 2025 -raportin mukaan rikolliset hyödyntävät yhä enemmän automatisoituja työkaluja haavoittuvuuksien etsimiseen ja hyödyntämiseen, mikä lyhentää merkittävästi aikaa ensimmäisestä skannauksesta varsinaiseen hyökkäykseen.

Rustin rooli Linuxissa kasvaa

Uusimman Linux-ytimen version 6.15 myötä Rust-ohjelmointikielen tuki ottaa seuraavan askeleen ytimeen integroinnissa. Vaikka Rustin osuus on edelleen pieni, sen laajentaminen esimerkiksi ajastinjärjestelmään (hrtimer) ja ARMv7-arkkitehtuurin tuonti mukaan kertoo, että Rustille on löytymässä todellista käyttöä maailman tärkeimmässä avoimen lähdekoodin ohjelmistoprojektissa.

Mobiilinetti on kaupungeissa selvästi parempi

Liikenne- ja viestintävirasto Traficomin mukaan mobiiliverkon laatu vaihtelee Suomessa huomattavasti alueittain. Bittimittari.fi-palvelun mittausten perusteella suurimmat erot näkyvät yhteysnopeuksissa kaupunkien ja maaseudun välillä.

Telian datakeskus lämmittää 14 000 kerrostalokaksiota

Telian Helsinki Data Center pystyy nyt lämmittämään jopa 14 000 kerrostalokaksiota. Tämä on mahdollista, kun datakeskuksen hukkalämmön talteenoton kapasiteetti nostettiin keväällä 2025 peräti 90 prosenttiin aiemmasta 60 prosentista.

Tekoäly pysäyttää junan vaaratilanteissa

VTT ja teknologiayhtiö ToolTech ovat kehittäneet tekoälypohjaisen sensorijärjestelmän, joka parantaa turvallisuutta ja tuottavuutta haastavissa ympäristöissä – aina sumuisista rautateistä pölyisiin kaivoksiin. Uusi järjestelmä kykenee havaitsemaan esteet, kuten ihmiset ja eläimet, jopa 200 metrin etäisyydeltä ja ilmoittamaan niistä ajoneuvon kuljettajalle reaaliajassa.

3D-tulostus on tie kestävään elektroniikkavalmistukseen

ETN - Technical articlePerinteinen elektroniikan valmistus perustuu prosesseihin, jotka johtavat usein materiaalihävikkiin, korkeisiin työkalukustannuksiin ja merkittäviin varastointikuluihin. Viime vuosina lisäävä valmistus (additive), erityisesti 3D-tulostus, on kuitenkin alkanut nousta varteenotettavaksi vaihtoehdoksi elektroniikan valmistuksessa, sillä se tarjoaa lisää suunnittelun joustavuutta sekä mahdollisia ympäristö- ja taloudellisia etuja.

Lue lisää...

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
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