Embedded-Entwicklung Messtechnik für Energieeffizienz, EMV und digitale Signalintegrität

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Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

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dataTec AG

Eingebettete Systeme steuern zentrale Funktionen in Elektronikdesigns. Das reicht von der Leistungselektronik bis hin zur drahtlosen Kommunikation. Mit geeigneter Messtechnik können Effizienz, EMV-Verträglichkeit und Signalintegrität sichergestellt werden.

Eingebettete Systeme bilden das Rückgrat der modernen Elektronikentwicklung. Sie steuern Leistungsendstufen, Hauptprozessoren, Sensoren und Benutzerschnittstellen. Mit zunehmender Komplexität steigen die Anforderungen an Energieeffizienz, elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und digitale Signalintegrität. Leistungsfähige Messtechnik spielt eine zentrale Rolle bei der Validierung, Optimierung und Fehleranalyse elektronischer Systeme. Nachfolgend ein Überblick über aktuelle Messtechniklösungen von Rohde & Schwarz.

Leistungsanalyse mit dem Oszilloskop

Die Oszilloskop-Serien MXO 4, MXO 5 und MXO 5C bieten schnelle Signalerfassung und Analysefunktionen für Embedded-Entwickler. Die Kombination mit aktiven und passiven Tastköpfen erlaubt eine präzise Charakterisierung von Wide-Bandgap-Leistungshalbleitern wie SiC und GaN. Diese Halbleiter ermöglichen hohe Schaltfrequenzen und Wirkungsgrade, erfordern aber detaillierte Messungen zur Optimierung des Schaltverhaltens und zur Minimierung von Verlusten. Mit den Oszilloskopen ist es außerdem möglich, schnelles Schaltverhalten zu erfassen, das mehr als zehnmal schneller als bei Silizium-Halbleitern ist.

Das Oszilloskop MXO 5 zusammen mit den Tastköpfen R&S RT-ZISO erleichtert die Validierung von mehrphasigen Abwärtswandlern, die in Hochleistungs-Computern und Servern eingesetzt werden. Dabei kommt dem Entwickler die hohe Bandbreite und Abtastrate zugute, die für detaillierte Signalanalysen notwendig sind. Zudem lassen sich bis zu vier Spektren gleichzeitig mit 45.000 FFT/s messen. Messsignale lassen sich über die acht analogen Eingänge des Oszilloskops verarbeiten.

Zur Optimierung von Batterielaufzeiten bietet die R&S NGU Source Measure Unit eine präzise Simulation von Batteriecharakteristiken. Entwickler können damit Echtzeit-Analysen zur Leistungsaufnahme durchführen, etwa den Einfluss von GPS-Aktivität auf mobile Geräte. Die NGU unterstützt verschiedene Batterietypen wie Li-Ion, NiMH und Blei-Säure.

EMV-Fehlersuche und Vor-Zertifizierung

Zur Einhaltung von EMV-Vorgaben sind frühzeitige Messungen entscheidend. Das Oszilloskop R&S RTO 6 identifiziert und behebt elektromagnetischer Interferenzen (EMI). So bietet das Oszilloskop eine hohe Eingangsempfindlichkeit und Messdynamik, um unerwünschter Emissionen präzise zu erfassen. Hilfreich sind auch die Maskentests, mit denen sich sporadische Emissionen erkennen lassen.

Der R&S EPL1000 Funkstörmessempfänger ermöglicht Precompliance- und Konformitätsmessungen von 5 kHz bis 30 MHz. Mit seiner vollständigen CISPR-16-1-1-Konformität eignet er sich für Entwickler, die elektromagnetische Verträglichkeit bereits in der Designphase sicherstellen möchten.

Digitale Hochgeschwindigkeits-Schnittstellen

Mit steigenden Datenraten wachsen die Anforderungen an Leiterplatten- und Verbindungsdesigns. Das Oszilloskop R&S RTP164B wartet mit leistungsfähigen Debugging-Tools für Speichersysteme wie DDR5 und Automotive-Ethernet (MGBase-T1) auf. Es bietet eine Bandbreite von 16 GHz auf zwei Kanälen oder 8 GHz auf vier Kanälen, um Signale präzise zu erfassen. Sein Echtzeit-Deembedding ist in der Lage, Signalbeeinträchtigungen zu kompensieren.

Der neu vorgestellte Vektornetzwerkanalysator R&S ZNB3000 verbessert Dank Deembedding-Methoden Charakterisierung und Optimierung von Hochgeschwindigkeits-Signalpfaden. Der Analysator bietet schnelle Synthesizer-Einschwingzeiten für kurze Messzeiten sowie große ZF-Bandbreiten bei kurzen Abtastzeiten. Sein Frequenzbereich liegt von 9 kHz bis 43,5 GHz und er bietet eine Dynamik von 140 dB.

Wireless-Verbindungen testen

Bluetooth Low Energy (LE) und Wi-Fi 7/8 sind zentrale Standards für moderne Embedded-Systeme. Die CMW-Plattform von Rohde & Schwarz ermöglicht detaillierte Tests von Bluetooth-Funktionalitäten wie Channel Sounding zur hochgenauen Positionsbestimmung. Der R&S CMP180 Radio Communication Tester adressiert NR FR1-, UWB- und Wi-Fi 8-Messungen für Forschung, Entwicklung und Produktion. (heh)

Interview Philipp Hoppe, Rohde & Schwarz

„In der Leistungsmessung sind mehr als vier analoge Kanäle notwendig“

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