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D 19067 · März 2012 · Einzelpreis 19,00 € · www.elektronik-industrie.de 

03/2012 

Das Entwickler-Magazin von all-electronics 

Österreich-Special 

Die Elektronikindustrie im Fokus: 

Österreichs Firmen präsentieren 

sich und ihre Produkte Seite 16 

Stromversorgungen 

Ursache und Minderung 

des Grundrauschen von 

DC/DC-Schaltwandlern Seite 28 

Analog-/Mixed-Signal-ICs 

Energieeffi zienz und störfeste 

Signalverarbeitung für hochgenaue 

intelligente Sensoren Seite 68 

Selber machen 

lohnt nicht mehr 

Punktsieg für modulare 

DC/DC-Wandler Seite 24 

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www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 03 / 2012 3 

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werden täglich hinzugefügt. © 2012 Digi-Key Corporation, 701 Brooks Ave. South, Thief River Falls, MN 56701, USA

Editorial 

Frisches Obst 

Die 10. Embedded World ist beendet. Für mich persönlich war es die 

18. Embedded, wenn man die Vorgängerveranstaltungen mitzählt. 

Am Beginn stand eine kleine Fachmesse mit Embedded-Spezialisten, 

in einer Halle und recht übersichtlich. Heute ist die Veranstaltung 

thematisch ausgeweitet und eine ausgewachsene Messe geworden, mit rekordverdächtigen 

Standgrößen und Besucherzahlen von über 20.000 und mit einem 

recht hohen Anteil an Elektronikentwicklern, Tendenz, wie so oft in dieser 

Zeit, steigend. Wenn der Trend 

sich fortsetzt, muss man sich um die 

Zukunft der Branche keine Angst machen. 

Zumal der Messetermin in diesem 

Jahr eingezwängt zwischen Mobile 

World Congress und Cebit lag. 

Am seltener vorkommenden 29. Februar, 

dem zweiten Tag der Embedded, 

gab‘s frisches Obst: ich meine 

nicht die bunt bemalten Äpfel, auch 

keine Brombeeren, sondern Himbeeren 

(engl. Raspberry). Das als Raspberry-Pi 

bezeichnete, sehr kosten- 

Dipl.-Ing. Hans Jaschinski, 

Chefredakteur elektronik industrie günstige CPU-Modul war weltweit der 

Renner und hat die Distributoren Premier 

Farnell und RS Components an ihre Belastungsgrenzen getrieben. 

Der eigentlich für Ausbildungszwecke gedachte multimediafähige Minirechner 

enthält den Broadcom-SoC BCM2835, in dem wiederum ein 700 MHz 

ARM-Prozessor 1176 und eine Videocore-IV-GPU integriert sind. Es läuft ein 

Linux-Betriebssystem drauf. Das Produkt hat zwar weltweit unterschiedliche 

Preise ab 25 $, abhängig von Ausstattung, Steuer und Versandkosten, bleibt 

aber als Richtwert unter 40 Euro. Da wird wahrscheinlich auch der ein oder 

andere ambitionierte Elektronikentwickler für seinen Hobby-Bereich zugeschlagen 

haben. Jedenfalls war der Raspberry-Pi auf der Messe ständig von 

Interessierten aller Altersgruppen umlagert. Drücken wir also dem von der 

Universität Cambridge/UK initiierten Projekt die Daumen. Nähere Informationen 

zu dem Projekt stehen auf der Homepage www.raspberrypi.org. CPU- 

Module für den Profibereich finden Sie übrigens ab Seite 12. 

Für die Elektronikentwickler, die nicht in Nürnberg waren, haben meine 

Kollegen und ich ab der Seite 6 bis zur Seite 14 die auf der Messe neu vorgestellten 

Produkte zusammengetragen. 

Hans Jaschinski, hans.jaschinski@huethig.de 

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 03 / 2012 3

Inhalt 

März 2012 

Coverstory 

24 

Selber machen lohnt nicht mehr 

Spezialkenntnisse im Umgang mit Ferritkernen und 

EMV-Filtern, wie fürs Design von DC/DC-Wandlern erforderlich, 

sind eher Mangelware. Kein Wunder also, 

wenn Entwickler verstärkt auf fertig zertifizierte Wandler-Module 

setzen. 

32 

Solar-Ladekonzepte für mobilen Einsatz 

Boost-Wandler mit integriertem Maximum Power Point Tracking. 

Schaltungen außerhalb des eigentlichen Panels müssen so effizient 

wie möglich sein. um einen möglichst großen Energieertrag 

zu erzielen. Das MPPT ist eines dieser Verfahren. 

60 

Data Operating 

Circuit 

Neue Wege bei der Verwendung 

von Peripherieelementen. 

Die Mikrocontroller-Familie 

RX200 enthält 

erstmals einen Data 

Operating Circuit. 

Märkte + Technogien 

06 Embedded, 

eine Zusammenfassung 

Die Embedded ist mit über 20.000 

Besuchern erwachsen geworden 

08 Produkte zur Embedded 


16 Österreichs Elektronikindustrie 

Optoelektronik ist einer der Highlights 

des Jahres 

20 Spannungswandler 

Made in Austria 

Recom-CEO Karsten Bier über 

Power-Innovationen aus Gmunden 

21 Firmenportraits 

Leserservice infoDIREKT: 

Zusätzliche Informationen zu einem Thema erhalten 

Sie über die infoDIREKT-Kennziffer. So funktioniert’s: 

• www.elektronik-industrie.de aufrufen 

• Im Suchfeld Kennziffer eingeben, suchen 

Coverstory 

24 Selber machen lohnt nicht mehr 

Punktsieg für modulare DC/DC-Wandler 


28 Dem Rauschen auf der Spur 

Ursache und Minderung des Grundrauschens 

bei DC/DC-Schaltwandlern 

32 Solar-Ladekonzepte für den 

mobilen Einsatz 

Boost-Wandler mit integriertem 

Maximum Power Point Tracking 

36 Maximale Power auf 

minimalem Raum 

DC-Stromversorgungen mit 

10 kW Leistung in 2 HE 

38 Smart Meter für das Smart Home 

Internet-fähige Embedded-Designs 

rationalisieren 

41 Highlight 

Enpirion 

42 Neue Produkte 

Embedded-Systeme 

44 WLAN, die alternative Verkabelung 

Funktionelle Eigenschaften: WLAN 

Module und deren Inbetriebnahme 

47 Highlights 

Hacker-Datentechnik, 

Green Hills Software 

48 ULP-COM: ARM für mobile Apps 

Standard ARM-Boards und -Module für 

die Entwicklung mobiler Appliances 

50 Entwicklungstools für den S12Z 

24 Bit Adressbus und vollwertige 8-, 

16- und 32-Bit-Register 

52 Digitale Displaydatenübertragung 

COM-Express-Revision 2.0 und die 

Veränderungen 

56 Vereinfachung des IC-Prototypings 

Prototypenentwickler sollten einer 

wohldefinierten Methodik folgen 

60 Data Operating Circuit im 

Controller 

Neue Wege bei der Verwendung von 

Peripherieelementen mittels DOC 


64 18 Bit Absolut Encoder-IC 

Für Hohlwellen- und Lineargeber 

68 Nutzsignalauflösung: 

16 effektive Bit 

Energieeffizienz und störfeste 

Sensor-Signalverarbeitung 

71 Highlight 

Linear Technology 

4 elektronik industrie 03/2012 

www.elektronik-industrie.de

Inhalt 

März 2012 

› AKTIVE BAUELEMENTE 

› PASSIVE BAUELEMENTE 

› ELEKTROTECHNIK 

› MESSTECHNIK 

› AUTOMATION 

› LÖTTECHNIK 

› INDUSTRIELLE IT 

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Mobilfunk kann abweichen 

80 

High Tech Toy 

In hoch-genauen Anwendungen werden Präzisionsverstärker 

eingesetzt. Mit dem Hero haben wir einen typischen Vertreter 

Sie aufgeschraubt und zeigen wie er funktioniert. 

AUSSUCHEN. 

ANKLICKEN. 

AUSPACKEN. 

72 Mixed-Signal-Stromversorgungscontroller 

Programmierbare Stromversorgungen auf Chip-Ebene 

75 Neue Produkte 

Rubriken 

03 Editorial 

Frisches Obst 

78 Literatur 

79 Gewinnspiel 

80 High Tech Toy 

Leistungsvertärker Hero 

82 Impressum 

82 Verzeichnisse 

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Märkte + Technologien 

Embedded World 

Bild: Nürnberg Messe/Frank Boxler 

Bild 2: Die Repräsentanten der SGET-Gründungsmitglieder 

(v.l.n.r.): Wolfgang Eisenbarth (MSC), Christian Eder 

(congatec), Markus Mahl (Data Modul), Gianluca Venere 

(Seco), Josef Behammer (Kontron) und Carsten Rebmann 

(Advantech). 

Bild: SGET 

Bild 1: Die Embedded World fand diesmal erstmals in Nürnberg in anderen 

Hallen statt. Zeitgleich wurde die Freizeit-Messe durchgeführt und die Ordner 

gaben sich redlich Mühe jedem den richtigen Weg zu weisen. 

Embedded, eine Zusammenfassung 

Die Embedded ist mit über 20.000 Besuchern erwachsen geworden 

Die embedded world 2012 ist mit einem Besucherrekord zu Ende gegangen: 22.262 Fachbesucher aus aller Welt 

bedeuten ein Plus von 17 Prozent gegenüber dem Vorjahr, darin enthalten rund 1000 Hochschüler aus Deutschland 

und Österreich. Die nächste Embedded findet in Nürnberg vom 26. bis 28. Februar 2013 statt. 

 

Autor: Hans Jaschinski 

Der Umzug der embedded world und die Erweiterung in 

andere, jetzt fünf Hallen auf dem Nürnberger Messegelände 

brachte mir vor allem eines: längere Wege und das 

Gefühl nicht mehr alles gesehen zu haben. Mikroelektronik 

an Makroständen. Das war vor 18 Jahren, als ich die erste Embedded 

besuchte, noch anders. Und angesichts des Besucherandrangs 

in einigen Bereichen konnte vom Ingenieurs-Mangel sicher 

keine Rede mehr sein. 

Am ersten Tag der Embedded hat sich die Standardization Group 

for Embedded Technologies (kurz SGET) formiert. Zu den Gründungsmitgliedern 

gehören unter anderem die zum Kernbereich 

des Themas Embedded gehörenden Hersteller Advantech, congatec, 

Data Modul, Kontron, MSC und Seco. Die in Gründung befindliche 

SGET wird sich in der Entwicklung und Pflege weltweit 

gültiger Embedded-Computing-Spezifikationen engagieren, um 

die marktgerechte Standardisierungen der Embedded-Technologien 

voranzutreiben. Erste Arbeitsgruppen wird die SGET, die nach 

deutschem Recht als eingetragener Verein gegründet wird, rund 

um die Computer-on-Modules Spezifikationen Qseven und eine 

dedizierte ARM Modul Spezifikation bilden. Weitere Gruppen sind 

zur Entwicklung von Spezifikationen jederzeit willkommen. 

Weiteres Interessantes aus dem Embedded-Thema: Arrow Electronics 

bündelt sein Angebot für Embedded-Lösungen mit dem 

Portfolio seines europäischen OEM Computing Solutions Teams. 

Damit offeriert das Unternehmen ein breiteres Produkt- und Lösungsspektrum 

mit einer deutlicheren Fokussierung auf die Anforderungen 

seiner Kunden. 

Der Distributor Future Electronics hat den neuen Geschäftsbereich 

Future RF and Wireless Solutions vorgestellt. Die spezialisierte 

Division unterstützt OEMs bei der schnellen und erfolgreichen 

Markteinführung neuer Funk-Endprodukte. Der weltweite 

Geschäftsbereich hat seine breitgefächerte Hersteller-Linecard um 

vier neue Franchise-Partnerschaften erweitert: Sierra Wireless 

(embedded Module für Mobiltelefone), RFM (Kurzdistanz Hf- 

Komponenten, ICs und Module), Qualcomm Atheros (Wi-Fi) und 

EnOcean (RF-Module für Energy Harvesting). 

Die Firma EnOcean ging zum Beispiel mit dem neue Starter-Kit 

ESK 300 auf die Embedded, mit dem es möglich ist, einen schnellen, 

einfachen und günstigen Einstieg in die batterielose Funktechnologie 

zu vollziehen. Das Komplettpaket enthält verschiedene 

Energiewandler und Funkmodule, mit denen sich energieautarke 

Funksensoren über wenige Handgriffe verwirklichen lassen. 

National Instruments hat die Electronic Design Specialty für 

Mitglieder des NI Alliance Partner Network vorgestellt, die über 

besonderes Know-how im Bereich der benutzerdefinierten Elektronik 

verfügen. Gründungsmitglieder sind: S.E.A. Datentechnik 

GmbH (Troisdorf/Deutschland), Tecnova (Chicago/USA), Cyth 

Systems (San Diego/USA), Wire Flow (Göteborg/Schweden) und 

Boston Engineering (Boston/USA). 

Auf den folgenden Seiten haben meine Kollegen und ich weitere 

Highlights der Messe herausgepickt und für Sie zusammen gestellt. 

n 

infoDIREKT www.all-electronics.de 

534ei0312 



Reine DC 

Die komplette Produktfamilie von Referenzspannungsquellen 

mit dem kleinsten Rauschen 

Um Präzisions-Referenzspannungsquellen wird viel Lärm gemacht. Wir von Linear Technology gehen die Sache mit Ruhe an – und 

stellen die Präzisions-Referenzspannungsquelle LTC ® 6655 mit einem Niederfrequenz-Rauschen von weniger als 0,25ppm vor. 

Und als ob das noch nicht genug wäre, zeigt der LTC6655 zudem eine Drift von weniger als 2ppm/°C und eine Anfangsgenauigkeit 

innerhalb von ±0,025%. Eine solch felsenfeste reine DC-Performance garantiert, dass der LTC6655 der neue Standard für Hochleistungs- 

Test- und Messgeräte sein wird. 

Eigenschaften 

• Geringes Rauschen: 0,25ppm S-S 

(0,1Hz bis 10Hz) 

• ±0,025% Genauigkeit, 2ppm/°C Drift 

• Vollständig spezifiziert von -40°C bis 

125°C und 100% getestet bei -40°C, 

25°C und 125°C 

• Nimmt Strom auf und liefert Strom: 

±5mA 

• V S : 500mV Dropout bis 13,2V 

• Lastregelung: 3ppm/mA 

• Shutdown auf Low Power:


Embedded: Bauelemente 

8-Bit-Mikrocontroller von Microchip 

Peripherie mit verbesserten Eigenschaften 

Microchip hat in der neuen Familie 

von 8-Bit-MCUs die digitale 

und analoge Peripherie deutlich 

verbessert. Der PIC12F(HV)752 

besitzt einen integrierten COG 

(komplementärer Ausgangsgenerator), 

der nicht-überlappende 

Mikroschritt-Schrittmotortreiber-IC für hohe Ströme 

Immer Schritt halten 

Toshiba Electronics Europe erweitert 

sein Angebot an Schrittmotortreibern 

um einen Baustein mit 

wählbarer Auflösung, der Spitzenströme 

bis 5 A bereitstellt. Der 

TB6600HQ ist ein Single-Chip-, 

PWM-Chopper-, Bipolar-Mikro- 

Bild: Microchip 

Bild: Toshiba 

komplementäre Signale für Komparatoren 

und PWM liefert, während 

Totzonenregelung, automatische 

Abschaltung, Auto-Reset, 

Phasenregelung und Austaststeuerung 

ablaufen. Daneben besitzen 

die Mikrocontroller 1,75 

KByte Programmspeicher, 64 Byte 

RAM, einen 10-Bit-ADC und einen 

5-Bit-DAC, Capture-Compare- 

PWM-Module, Komparatoren mit 

einer Ansprechzeit von bis zu 40 

ns und zwei I/Os mit bis zu 50 mA 

für direkte FET-Ansteuerung. 

infoDIREKT 

schritt-Schrittmotortreiber mit 

Rechts-/Linkslaufsteuerung und 

einer wählbaren Auflösung mit 

1/1, 1/2, 1/4, 1/8 und 1/16 Schritten. 

Features sind: gleichmäßiger 

sinus förmiger Ausgang und wählbare 

Phasenansteuerung (2-phasiger, 

1-2-phasiger, W1-2-phasiger, 

2W1-2-phasiger und 4W1-2- 

phasiger Erregungsmodus). Da 

der TB6600HQ die gesamte PWM- 

Erzeugung und Codierschaltungen 

auf einem Chip enthält, genügt 

ein einziges Taktsignal. 

infoDIREKT 

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8051-basierte Industriestandard-Mikrocontroller 

Zilog ist wieder aktiv 

Zilog ist vielen Entwicklern noch 

von den Z80- und Z8-Prozessoren 

bekannt. Die Firma aus dem Silicon 

Valley gehört inzwischen zur 

IXYS Corporation und hat unter 

dem Namen Z8051 einen flexiblen 

und kosteneffektiven Mikrocontroller 

vorgestellt, der auf der 

8051-Architektur basiert. Damit 

Cortex-M0-Mikrocontrollerfamilie von ST Microelectronics 

Raus aus der 8-Bit-Welt 

ST zielt mit der Bausteinfamilie 

STM32 F0 mit Cortex-M0 auf kostensensible 

Applikationen, die 

derzeit mit 8- und 16-Bit-Bausteinen 

bestückt sind. Features: Ein 

12-Bit-ADC mit 1 MSPS, ein 

12-Bit-DAC sowie zwei programmierbaren, 

eng an den DAC angekoppelte 

analoge Komparatoren, 

Mixed-Signal-Mikrocontroller 

Bürstenlose Motoren steuern 

Freescale kündigt mit dem S12Z- 

VM Magni-V eine 16-Bit-Mixed- 

Signal-MCU-Familie an, die für 

die Ansteuerung von bürstenlosen 

Gleichstrommotoren (BLDC) ausgelegt 

ist. Die Bausteine kombinieren 

die MCU, eine Ansteuereinheit 

mit MOSFET-Gate, einen 

Spannungsregler und eine physi- 

passt er gut in die IXYS-Welt: Kunden 

können langfristig auf einen 

Chip setzen, der ihre vorhandenen 

8051er Programme ausführt. Die 

Z8051-Produkte und dazugehörende 

Entwicklungskits sind bereits 

verfügbar. 

infoDIREKT 

302ei0312 

16- und 32-Bit-PWM-Timer, unter 

anderem mit 17 Capture/Compare-Ein- 

und Ausgängen. Der Chip 

kennt vier Stromsparmodi, darunter 

„Stop“ mit 5,3 µA und Standby 

mit 2,8 µA bei aktiver RTC. Zudem 

SPI, I²C-Port, 6 MBit/s USART. 

infoDIREKT 

303ei0312 

kalische LIN-Schnittstelle (Local 

Interconnect Network) auf einem 

einzigen Chip. Bisher benötigte 

man für die Realisierung dieser 

vier Funktionen typischerweise 

zwei bis vier Chips. Der S12Z- 

Kern taktet mit bis zu 100 MHz. 

infoDIREKT 

305ei0312 

Cortex-M3-MCU mit Touch-Funktion 

Sanfte Berührung 

Fujitsu Semiconductor Europe hat 

seine FM3-Produktfamilie mit einer 

Touch-Bibliothek aufgewertet: 

FM3touch erlaubt eine einfache 

Integration kapazitiver Touch- 

Oberflächen, etwa Schaltflächen, 

Schieberegler, Einstellrädchen 

und Touchpads. Die in Europa 

entwickelte Technologie vereint 

hohe Empfindlichkeit mit niedriger 

Systembelastung und nutzt 

umfassend die Vorteile eines 

12-Bit-ADC-Wandlers: Dieser ist 

in allen FM3-Bausteinen vorhanden 

und gewährleistet eine 

schnelle Datenerfassung, hohe 

Empfindlichkeit und niedrige Systembelastung. 

Da alle FM3-Chips 

zwei oder sogar drei voneinander 

unabhängige ADC-Wandler besitzen, 

ist eine maximale Flexibilität 

und Ressourcenverfügbarkeit 

entsprechend aller Anwendungsanforderungen 

gewährleistet. Die 

konfigurierbare Drift-Kalibrierung 

sorgt für einen stabilen Betrieb. 

Die flexible Sensorgruppierung 

unterstützt zahlreiche Layout-Optionen 

für Schieberegler, Schaltflächen, 

Einstellrädchen und 

Touchpads. Neben dem einfachen 

Ein-/Aus-Status kann die Signal- 

stärke jedes Touch-Sensors ausgelesen 

werden, und bei Ereignissen 

wie der Betätigung einer 

Schaltfläche beziehungsweise 

deren Freigabe und Positionsänderungen 

eines Schiebereglers 

können besondere Interrupts ausgelöst 

werden. FM3touch arbeitet 

mit einem zum Patent angemeldeten 

kapazitiven Sensoralgorithmus, 

der eine Empfindlichkeit von 

nur wenigen Femto-Farad erreicht. 

Mit einem grafischen PC- 

Tool kann der Entwickler Touchscreen-Daten 

überwachen und 

die Parameter konfigurieren. 

infoDIREKT 

306ei0312 

Bild: Fujitsu 




Embedded: Bauelemente 

Ab jetzt mit ARM 

Silicon Labs bringt 32-Bit-Mixed-Signal-MCU 

32 neue Prozessoren in 32-Bit-Architektur: 

Silicon Labs setzt bei SiM3U1xx (mit USB) 

und SiM3C1xx (ohne USB) erstmals auf 

ARM Cortex-M3-Cores. Um sich von anderen 

Anbietern zu differenzieren, bietet 

die Precision32-Familie umfangreiche Peripherie: 

Präzisions-Oszillatoren mit einer 

Phase-Locked Loop (PLL) erübrigen einen 

teuren und empfindlichen externen 

8-MHz-Quarz. Die PLL kann sogar einen 

externen Takt vorgeben, während der Core 

unabhängig mit jeder Frequenz 

zwischen 1 und 80 MHz arbeitet. 

Ein 5-V-Spannungsregler ermöglicht 

die Versorgung der MCU direkt 

über USB oder über eine 5-V- 

Spannungsquelle. Sechs High- 

Drive-I/Os (mit je bis zu 300 mA) 

können High-Power-LEDs, kleine 

Motoren, Summer und Leistungs- 

MOSFETs direkt ansteuern oder 

als Boost-Wandler-Controller dienen. 

Bis zu 16 kapazitive Touch- 

Kanäle erübrigen separate Touch- 

Sensor-ICs für Taster, Slider oder 

Wheels. Die Familie bietet eine 

komplette USB-2.0-PHY und ein 

Analog-Frontend, das direkt an 

den USB-Anschluss geführt ist. 

Mit der Dual-Crossbar-Technologie 

und einer Drag-and-Drop- 

GUI können Entwickler ihre Analog- 

und Digital-Peripherie sowie 

V hinab) spezifiziert und getestet. Dank 

Low-Power-Design ergibt sich laut Hersteller 

im Vergleich zu anderen 32-Bit-Lösungen 

eine um 33 % geringere Stromaufnahme 

im Aktivmodus (22 mA bei 80 MHz 

oder 275 µA/MHz) und ein 100-fach geringerer 

Strom im Sleep-Modus (0,35 µA mit 

aktiver RTC und 4 KByte RAM-Datenerhalt). 

Die MCUs sind ab sofort in hoher Stückzahl 

erhältlich mit 32 bis 256 KByte Flash 

FERAM – DiE MEMoRy-Lösung 

Schnell Energiesparend Langlebig 

FeRAM (Ferroelectric RAM) ist eine Speichertechnologie mit geringer Leistungsaufnahme, kurzen 

Zugriffszeiten (Schreiben und Lesen) sowie 10 Jahren Datenerhalt, die sich für ein breites Anwendungsspektrum 

eignet. 

in fünf Gehäuse-Varianten 

vom 6 mm x 6 

mm QFN-40 

bis zum LGA- 

92. Die Preise 

beginnt bei 10.000er Stückzahlen bei 2,20 

US-$ für SiM3C1xx und 2,68 US-$ für die 

SiM3U1xx-USB-MCUs. (lei) 

n 

infoDIREKT 

Nichtflüchtiger Speicher 

Kurze Schreib-/Lese-Zeiten 

Geringer Stromverbrauch 

Die Crossbar-Architektur 

verbindet interne 

Peripherie-Blöcke mit fast 

frei wählbaren Pins. 

307ei0312 

Accounting- 

Informationen 

Drucker, Kopierer, 

Messgeräte 

Status- 

Informationen 

Navigations- und 

Audio-Equipment 

Bilder: Silicon Laboratories 

Mit der Precision32-Familie setzt Silicon 

Labs auf Cortex M3. 

die dazugehörige Pinbelegung beinahe 

beliebig zuordnen. Das Routing 

auf der Platine soll dadurch 

deutlich einfacher werden. Die 

Analog-Peripherie wurde für einen 

Betrieb über einen Temperaturund 

Spannungsbereich (bis auf 1,8 

Konfigurationsdaten 

Netzwerk-Devices, 

portable Geräte 

Features: 

Nichtflüchtige Datenspeicherung 

Hohe Schreib- und Lesegeschwindigkeit 

Niedrige Leistungsaufnahme 

Datenerhalt: 10 Jahre (ohne Back-up-Strom) 

Hohe Lebensdauer 

8-Bit-Konfiguration 

3,3-V-Versorgungsspannung 

Industrieller Temperaturbereich (-40 bis +85°C) 

Lineup 

Typ 

MR45V032A 

MR44V064A 

MR45V256A 

MR48V256A 

Schnittstelle 

seriell (SPI) 

seriell (I2C) 

seriell (SPI) 

parallel 

Kommunikations- 

Informationen 

Router, PoS-Systeme, 

Videokonferenz- 

Systeme 

Dichte 

32 kbit 

64 kbit 

256 kbit 

256 kbit 

Gehäuse 

SOP8 

SOP8 

SOP8 

TSOP(I)28 

www.elektronik-industrie.de 

Lapis Semiconductor ist ein Unternehmen der ROHM Gruppe. 

making Technology for you 

www.rohm.com/eu


Embedded: Bauelemente + Tools 

Bild: Analog Devices 

Komplettes HART-Modem-IC 

Kommunikation für die Industrie 

Analog Devices präsentiert das 

komplett integrierte HART-Modem 

(Highway Addressable Remote 

Transducer) AD5700. Es übernimmt 

die präzise Codierung und 

Multicore-Mikrocontroller mit FPGA und zwei OS 

Zwei auf einen Streich 

Mit den Zynq-7000-Bausteinen 

kombiniert Xilinx einen FPGA und 

einen Dualcore-ARM-Cortex-A9- 

Prozessor auf einem Chip. Das 

System bootet wie ein Mikrocontroller 

– und neuerdings auf 

Wunsch mit zwei getrennten Betriebssystemen. 

Die Open-Source-AMP-Unterstützung 

(Asymmetric 

Multi-Processing) erlaubt es, 

auf einem Core ein gewöhnliches 

Decodierung der HART-Kommunikationssignale 

in rauen industriellen 

Umgebungen bei -40 bis 

+125 °C. Das Modem-IC benötigt 

laut Hersteller 60 % weniger externe 

Bauelemente als andere 

Lösungen, besitzt einen integrierten 

Oszillator mit 0,5 % Genauigkeit, 

einen integrierten Empfangsfilter 

sowie einen intern gepufferten 

HART-Ausgang. Außerdem 

braucht der Baustein 38 % weniger 

Leistung als alternative Lösungen. 

infoDIREKT 

Linux-System zu nutzen, und auf 

dem anderen ein Realzeit-Betriebssystem, 

das ein deterministisches 

Echtzeitverhalten sicherstellt. 

Linux und Free-RTOS kommunizieren 

hierbei über das 

RPMsg-IPC-Framework. Entwickelt 

hat diese Lösung der Xilinx- 

Partner Peta Logix. 

infoDIREKT 

311ei0312 

312ei0312 

Bild:Texas Instruments 

Atmel Studio 6 für AVR und ARM 

Ein Studio für zwei Chips 

Atmel Studio 6 unterstützt neben 

den 8/32-Bit-AVR-Mikrocontrollern 

nun auch ARM Cortex-M. Mit 

einem Software-Framework ist es 

möglich, Programmcode zwischen 

ARM- und AVR-Chips zu 

portieren. Zum Framework gehören 

eine Bibliothek mit Quellcode, 

etwa 1000 Projektbeispiele sowie 

sämtliche Treiber für die On-Chip- 

Peripherie und externe Kompo- 

Der batterielosen Welt ein Schritt näher 

Wolverine-Mikrocontroller 

Eine spezielle MSP430-Mikrocontroller-Plattform 

mit extrem niedrigem 

Energieverbrauch, die wegen 

ihrer aggressiven Energiespartechnologie 

den Codenamen 

Wolverine trägt, hat Texas Instruments 

vorgestellt. Sie benötigt 

nenten, Kommunikations-Stacks, 

Audio-Decoder, Grafik sowie Festund 

Fließkomma-Arithmetik. Für 

ARM-MCUs bietet die Bibliothek 

umfassenden CMSIS-Support 

(Cortex Microcontroller Software 

Interface Standard). Studio 6 unterstützt 

rund 300 Atmel-MCUs 

und ist kostenlos verfügbar. 

infoDIREKT 

313ei0312 

nur 360 nA im Echtzeituhr-Modus 

und unter 100 µA/MHz aktiver 

Stromverbrauch. Die ersten Mikrocontroller 

der MSP430FR58xx- 

Serie werden für Juni 2012 erwartet 

und werden in 130-nm- 

Prozesstechnologie gefertigt. Die 

Mikrocontroller profitieren vom 

FRAM-Arbeitsspeicher, der nur 

sehr wenig Energie verbraucht. 

Die neue Architektur umfasst 

Präzisions-Peripheriebausteine 

wie die interne Energieverwaltung 

und einen analogen 12-Bit-AD- 

Wandler mit 75 µA 

infoDIREKT 545ei0312 

Green Power/Energy Management und Signal Chain 

I/O-Link, G3 Powerline und Energy Harvesting 

Verbesserungen der letzten 12 Monate 

Altium Live geht in die nächste Runde 

Bild:Maxim 

Auf der Embedded zeigte Maxim 

unter anderem Produkthighlights 

aus den Bereichen Green Power/ 

Energy Management und Signal 

Chain. Zu diesen zählen: die vollintegrierten 

Analog-Frontend-ICs 

MAX2991/MAX2992 für G3-Powerline-Kommunikation 

in rauen Industrieumgebungen; 

der MAX 

13256, ein platzsparender 10 W- 

H-Brücken-Treiber für 

Transformatoren in isolierten 

Stromversorgungen; 

die Energy-Harvesting-Lösung 

MAX17710, 

die alle Power-Management-Funktionen 

für 

Energy Harvesting sowie 

für das Laden und den 

Schutz von Micro Energy 

Cells (MECs) integriert 

und sich durch einen extrem niedrigen 

Ruhestrom auszeichnet; sowie 

den industrieweit kleinsten, 

voll ausgestatteten IO-Link-Chipsatz 

MAX14821/MAX14824 (Master 

und Sensor), der zur Kommunikation 

mit Sensoren und Aktuatoren 

eingesetzt wird. 

infoDIREKT 

546ei0312 

Der Altium Designer 12 von 

Altium setzt sich aus den Systemverbesserungen 

der letzten 

12 Monate zusammen. Eine 

der Funktionen ist z. B. Custom 

Pad Shapes: Schalterkontakte 

und Metallschirmungen können 

sehr einfach selbst aus 

komplexen Strukturen generiert 

werden, während z.B. die 

dazugehörenden Masken automatisch 

über Regeln verwaltet 

werden. Die No ERC Direktive 

wird auf einem Knoten im 

Schaltplan platziert, um eine 

spezielle Warnung oder Fehlermeldung 

zu unterdrücken (z.B. 

gezielt bei einem bestimmten, 

nicht angeschlossenen Pin) 

während der Rest der Schaltung 

weiterhin komplett ge- 

prüft wird. Auch die Kontrolle 

in High-Speed Designs ist verbessert 

worden: Impedanz-gesteuertes 

Routing ist ein wesentlicher 

Bestandteil zur Einhaltung 

der Signalintegrität. 

Die Algorithmen für die Berechnung 

der Leiterbahnbreite 

auf Basis des Lagenaufbaus berücksichtigen 

nun weitere physikalische 

Parameter. Subscription-Kunden 

haben auch Zugriff 

auf tausende von Design- 

Ressourcen wie sofort 

einsetzbare Bauteile für das 

Leiterplattendesign (inkl. Live- 

Daten aus der Beschaffungskette), 

Plug-Ins, Design-Templates 

und Referenzdesigns. 

infoDIREKT 

538ei0312 




Embedded: Bauelemente + Tools 

Testet Audiodaten und DAC-Verstärker 

Audio Streamer Entwicklungs-Board 

Jetzt mehr als 240 Varianten 

Energieeffiziente ARM Cortex M4 Mikrocontroller 

Bild: Future Electronics 

Das Audio Streamer Micro-Blox 

Entwicklungs-Board von Future 

Electronics ermöglicht die schnellere 

Entwicklung von Geräten im 

digitalen Audiobereich. Das Herz 

ist ein Freescale Kinetis K60 Mikrocontroller 

mit ARM Cortex-M4 

CPU, der neben den üblichen Peripheriekomponenten 

auch eine 

Auswahl an hochwertigen und 

kostengünstigen DACs, ADCs, 

Codecs sowie digitale und ein analoges 

Mikrophon anbindet. Mit 

dem enthaltenen MQX-Echtzeitbetriebssystem 

mit vorinstalliertem 

USB-Stack bietet das Board 

eine leistungsfähige Plattform 

für ARM Cortex-M4 

basierende Entwicklungen. 

Als Beispielapplikation wird 

eine PC-basierte grafische 

Benutzeroberfläche mitgeliefert, 

die via USB-Anschluss 

mit dem Board kommunizieren 

kann. Zusammen mit einer 

auf dem Board implementierten 

Beispiel-Firmware können so 

innerhalb kurzer Zeit vom PC kontrolliert 

Audiodaten aufgenommen 

und abgespielt werden. Die Software 

setzt auf die ARM DSP CM- 

SIS-Bibliothek auf, um die integrierten 

DSP-Erweiterungen des 

ARM Cortex-M4 Cores optimal zu 

nutzen und trotzdem kompatibel 

zu anderen Mitgliedern der Cortex- 

M-Familie zu bleiben. 


Bild: Energy Micro 

Energy Micro hat die EFM32-Gecko-Mikrocontroller 

Baureihe um 

60 ICs erweitert, die auf dem 

ARM-Core Cortex-M4F basieren. 

Die Wonder Gecko Cortex-M4F 

MCUs bieten Steuerungs- und Signalverarbeitungsfunktionen 

mit 

minimalem Stromverbrauch, flexible 

Standby- und Sleep-Modi, 

intelligente Peripherie, die eine 

Integration von Funktionen ohne 

CPU-Aktivierung ermöglichen und 

die sehr geringe Standby-Stromaufnahme. 

Die MCUs bieten bis 

zu 256 KByte Flash und 32 KByte 

RAM sowie zahlreiche 

Funktionen. Die M4F-Familie 

hat im Aktivmodus 

eine Stromaufnahme von 

180 µA/MHz. Im Deep- 

Sleep-Modus werden gerade 

einmal 400 nA Strom 

bei laufender RTC und im 

Shut-off-Modus nur 20 nA 

verbraucht. Die Wake-up- 

Zeit beträgt nur 2 µs. Der Lesense-Funktionsblock, 

eine allgemeine, 

stromsparende Sensorschnittstelle, 

ermöglicht die Überwachung 

von bis zu 16 kapazitiven, 

induktiven oder resistiven Sensoren 

unabhängig vom Prozessor- 

Core. Damit können Basisfunktionen 

aufrechterhalten werden, 

während die CPU so lange wie 

möglich im Sleep- oder Shut-off- 

Modus gehalten werden kann. 

infoDIREKT 

543ei0312 

Neue 8-bit-Mikrocontroller mit integrierter konfigurierbarer 

Logik in 6- bis 20-poligen Gehäusen 

Mit den neuen 8-bit-Mikrocontrollern PIC10F32X, PIC12F150X und PIC16F150X 

von Microchip können Sie zusätzliche Funktionalitäten in Ihre Anwendungen 

aufnehmen, die Größe reduzieren, Energie sparen und Kosten senken. Sie sind 

insbesondere für preisgünstige Anwendungen oder Einwegprodukte geeignet. 

Onboard befinden sich konfigurierbare Logikzellen (CLCs), ein komplementärer 

Funktionsgenerator (CWG) und ein numerisch gesteuerter Oszillator (NCO). 

die kombinatorische und sequentielle logik lässt sich über die konfigurierbaren logikzellen 

(clcs) per software steuern. dies hat den Vorteil, dass funktionalitäten hinzugefügt, 

externe komponenten eliminiert und codeplatz eingespart werden können. der 

komplementäre funktionsgenerator (cwg) hilft bei der Verbesserung der schalteffizienz 

zwischen den verschiedenen Peripherien, während der numerisch gesteuerte Oszillator 

(ncO) eine lineare frequenzeinstellung und höhere auflösung der anwendung ermöglicht, 

wie zum Beispiel in tongeneratoren und Vorschaltgeräten. 

zusätzlich zur Einführung dieser neuen Peripherien bieten der Pic10f/lf32X und der 

Pic12/16f/lf150X Mcus einen internen 16-Mhz-Oszillator, einen adc, bis zu vier PwMs 

sowie ein integriertes temperaturmessmodul zur preisgünstigen temperaturmessung. 

das alles ist in kompakten 6- bis 20-poligen gehäusen untergebracht. 

Microcontrollers 

Digital Signal 

Controllers 

Analog 

Memory 

Erfahren Sie mehr über PIC® MCUs mit der Peripherie der 

nächsten Generation und geringer Anschlusszahl: 

www.microchip.com/get/eunew8bit 

EntwicklungswErkzEugE für dEn schnEllstart 

PicdEM lab Entwicklungs-kit 

- dM163045 

Pic16f193X f1 Evaluationsplattform 

- dM164130-1 

www.microchip.com 

Pickit demoplatine für geringe 

anschlusszahlen - dM164120-1 

freie clc-konfigurationswerkzeuge: www.microchip.com/get/euclctool 

RF & Wireless 

Die Namen und Logos Microchip, HI-TECH C, MPLAB und PIC sind eingetragene Warenzeichen der Microchip Technology Incorporated in USA und anderen Ländern. mTouch, PICDEM, PICkit und REAL ICE sind Warenzeichen der Microchip 

Technology Incorporated in den USA und anderen Ländern. Alle anderen o.g. Warenzeichen sind Eigentum der jeweiligen Unternehmen. ©2011 Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten. DS30629A. ME296AGer/12.11


Embedded: Module + Displays 

Qseven-Modul mit Embedded-G-Prozessor 

Spezifikationsgerecht 

Das Qseven-Modul Q7-A50M der 

MSC basiert auf den Accelerated- 

Processing-Units (APUs) der Embedded-G-Serie 

von AMD, misst 

70 x 70 mm und entspricht der 

Qseven-Spezifikation Rev. 1.2. 

MSC verwendet die Prozessoren 

T40E (Dual-Core) mit 6,4 und 

T40R (Single-Core) mit 5,5 W Verlustleistung 

bei 1 GHz Takt. Es lassen 

sich passivgekühlte Systeme 

aufbauen und hochintegrierte Lösungen 

realisieren. In beiden Pro- 

zessoren hat AMD eine Radeon 

HD6250 eingebaut. Das Qseven- 

Modul verfügt über vier PCI-Express-x1-Lanes, 

zwei SATA-II- 

Schnittstellen, acht USB-2.0-Ports, 

LPC, High-Definition-Audio (HDA) 

und ein Gigabit-Ethernet-Interface. 

Eine optional bestückte Flash-Disk 

ist per SATA angebunden, kann bis 

zu 32 Gigabyte groß sein und als 

Boot-Device verwendet werden. 

infoDIREKT 

203ei0312 

Bild: MSC 

Embedded-PC mit Intel-Atom-Dual-Core 

Lüfterlos und leistungsfähig 

Chip-On-Board-LED-Module 

Leistungsfähige Beleuchtung 

Bild: IPC2U 

IPC2U präsentiert das Nise 104. 

Der Embedded-PC ist mit einem 

Intel Atom Dual-Core-Prozessor 

D2700 (2,16 GHz) ausgestattet 

und kann bis zu 4 GByte DDR3- 

RAM erhalten. Der Eingangsspannungsbereich 

liegt bei 12 oder 24 

VDC. Integriert sind 

Schnittstellen wie zwei 

GBit-LAN, zwei RS232/ 

422/485, zwei RS232 und 

sechs USB. Zum Erweitern 

des Embedded-PCs steht 

ein Mini-PCIe-Slot zur 

Verfügung. In der Prozessvisualisierung 

oder zu Digital-Signage-Anwendungen 

können 

über HDMI und DVI-I zwei 

hochauflösende voneinander unabhängige 

Bildschirme angeschlossen 

werden. 

infoDIREKT 

205ei0312 

Bild: Optogan 

Optogan ergänzt sein Produktportfolio 

um modulare und skalierbare 

Chip-On-Board (COB)- 

LED-Beleuchtungsmodule (Vertrieb: 

Atlantik Elektronik) für den 

Leistungsbereich von 5 bis 500 W. 

Der X10-COB-Block besteht aus 

50 Segmenten und lässt sich einfach 

in LED-Elemente geringerer 

Größe und Leistungsklassen unterteilen. 

Das kleinste Segment 

der Optogan X10-Serie besteht 

aus einem 1 cm²-Keramik-Board, 

das maximal 10 W bei 1 A sowie 

10 V benötigt und eine Lichtausbeute 

von mehr als 100 lm/W aufweist. 

Die Anschlüsse der Sub- 

Module sind einfach zugänglich 

und die Kontaktierung erfolgt über 

Snap-In-Adapter. 

infoDIREKT 

204ei0312 

High-Speed-M2M-Router 

Überall online 

Multitouch-Konzept 

Bedienbar wie ein Smartphone 

Der Wireless-Router 

Netbox NB1600-LTE 

von Netmodule bringt 

einen mobilen Breitbandanschluss 

auf 

die Hutschiene und 

überall dorthin, wo 

eine Festnetzinstallation 

zu unflexibel, zu 

teuer oder überhaupt 

nicht verfügbar ist. 

Den schnellen Internetzugang 

via Mobilfunknetz 

sichert das integrierte 

2G/3G+/4G-Modem mit Datenraten 

von derzeit bis zu 100 MBit/s 

Download und 50 MBit/s Upload. 

Die beiden Ethernet-Anschlüsse 

arbeiten im LAN-Modus 

kombiniert als 

2-Port-Switch oder 

erhalten separate IP- 

Netze. Im WAN-Modus 

arbeitet die Netbox als 

Firewall mit optionalem 

Mobilfunk-Back- 

Up und VPN-Client- 

Funktion. Neben einer 

seriellen Schnittstelle 

bietet der NB1600 

zwei isolierte digitale 

Eingänge und zwei Relaisausgänge 

für den Anschluss an Sensoren 

und Aktuatoren sowie USB. 

Bild: Netmodule 

infoDIREKT 

322ei0312 

Bild: Glyn 

Industrielle Applikationen im 

Smartphone-Look-and-Feel: Die 

kapazitive Touchpanel-Technologie 

des taiwanesischen Display-Herstellers 

EDT integriert der Distributor 

Glyn in sein Polytouch-Display- 

Familienkonzept. Kompatibel von 

3,5’’ bis 7,0’’ werden nur 

ein Stecker, eine Spannung 

sowie eine einheitliche 

40-polige Schnittstelle 

benötigt. Polytouch ermöglicht 

fünffingrigen 

Multitouch, eine Oberflächenhärte 

von 7H und die 

Bedienung durch eine zusätzliche 

und bedruckbare 

Frontscheibe. Über den 

integrierten Controller ist die Empfindlichkeit 

des Sensors einstellbar. 

Die passenden Treiber für Linux 

und Windows hat Glyn bereits 

entwickelt. 

infoDIREKT 

321ei0312 




Embedded: Module + Displays 

CompactPCI Serial 

Multi-Display Controller für Multi-Displays 

High-Brightness-Displays 

Hohe Leuchtintensität 

Bild: MEN 

Die CompactPCI-Serial-Peripheriekarte 

G214 von MEN sorgt mit der 

AMD Radeon-GPU E6760 für eine 

hohe Grafikleistung und ist besonders 

für Multi-Display-Anwendungen 

geeignet. Es können bis zu 

sechs verschiedene Displays unabhängig 

voneinander angesteuert 

werden. Standardmäßig ist die 

G214 frontseitig mit vier Displayport-1.2-Schnittstellen 

ausgestattet, 

die eine maximale Auflösung 

von 4096 x 2560 bei 60 Hz und 

eine Farbtiefe von 24 bpp ermögli- 

chen. Durch die Wahl einer 

breiteren Frontplatte können 

zusätzlich zwei Display-Ports 

mit einer Auflösung 

von 2560x1600 untergebracht 

werden. Die 

GPU wartet mit 480 

Stream-Prozessoren bei 

einer Taktfrequenz von 600 

MHz auf – bei einer Verlustleistung 

von nur 35 W. Unterstützt 

werden OpenCL, 3D-Grafik-Engine, 

MS DirectX 11 und Videokonvertierung 

(H.264, VC-1, MPEG-2, 

MPEG-4). In einem reinen CompactPCI-Serial-System 

kann eine 

CPU-Karte maximal sieben der 

Multi-Display-Karten und damit 28 

verschiedene Displays ansteuern. 

Dabei können alle zu einem großen 

Bild verschmelzen oder unterschiedliche 

Inhalte liefern. 

infoDIREKT 

541ei0312 

Bild: Sharp 

Das 12,1-Zoll-Industrie-TFT-LCD 

mit 800 cd/m² ergänzt die Modellreihe 

der High-Brightness- 

Displays von Sharp um eine robuste 

Variante. Das LQ121S1DC71 

ist für eine erweiterte Betriebstemperatur 

von -15 bis +75 °C 

ausgelegt und widersteht auch 

mechanischen Belastungen durch 

Stöße und Vibrationen. Für die 

Helligkeit von 800 cd/m² mit einer 

Lebensdauer von 50.000 Stunden 

sorgt eine leistungsstarke LED- 

Hintergrundbeleuchtung. Dadurch 

bleibt das TFT-Display auch bei 

starkem Umgebungslicht ables- 

Zoll, SVGA (AA121ST01), jeweils 

mit LVDS-Schnittstelle für Industrieanwendungen. 

Sie bieten einen 

Blickwinkel von 170° (horizontal 

und vertikal) ohne erkennbares 

Farbkippen. Mit einem 

Kontrastverhältnis von 1000:1 

und einem Helligkeitswert von 

600 cd/m 2 sind diese Module in 

hellen Umgebungen gut ablesbar. 

Sie decken 72 % des NTSC-Farbraums 

ab. Die LED-Hintergrundbar. 

Die Dimmbarkeit der LEDs 

erfolgt durch Pulsweitenmodulation, 

die durch Umgebungslichtsensoren 

gesteuert wird. Die gute 

Bildwiedergabe des LQ121S- 

1DC71 basiert auf der SVGA-Auflösung 

mit 800 x 600 Pixeln und 

260.000 Farben, einem statischen 

Kontrast von 800:1 und dem Betrachtungswinkel 

von 160 Grad 

(horizontal und vertikal). Das 

LQ121S1DC71 eignet sich speziell 

für Anwendungen, die ganz oder 

teilweise im Außenbereich liegen. 

Zu den Zielapplikationen zählen 

Bank- und Verkaufsautomaten 

sowie e-Kiosk- und Informationsterminals 

aber auch land- und 

forstwirtschaftliche Maschinen, 

Test- und Messgeräte sowie Anzeigenmodule 

für Boote und 

Schiffe. 

infoDIREKT 

202ei0312 

Bild: Mitsubishi Electric 

Cortex-A8 Modul mit hoher Grafikleistung 

Auflösungen bis UXGA 

Das Modul TQMa53 von TQ stellt 

aufgrund seiner Schnittstellenvielfalt 

bei nur 56 mm x 44 mm 

Baugröße und geringer Leistungsaufnahme 

einen optimalen Kern 

für vielfältige Anwendungen bereit. 

Der interne Grafikcontroller 

unterstützt Displays mit Auflösungen 

bis UXGA. Über zwei industrie 

taugliche Steckleisten (2 x 120 

Pins) im Raster 0,8 mm stehen 

neben 10/100 Mbit/s Fast Ethernet, 

USB-Host/USB-OTG-Control- 

TFT-LCD-Farbmodule 

Weite Winkel 

Mitsubishi Electric präsentiert drei 

TFT-LCD-Farbmodule in 8,4 Zoll, 

SVGA (AA084SC01), in 10,4 Zoll, 

SVGA (AA104SJ02) und in 12,1 

Bild: TQ 

ler und drei UARTs auch zwei CAN 

2.0B zur Verfügung. Des Weiteren 

kann man von einer Vielzahl LCD- 

Schnittstellen für parallele als 

auch Single/Dual LVDS-Displays 

profitieren, auch VGA ist möglich. 

Weitere Funktionseinheiten lassen 

sich über den WEIM-Bus, 

SDIO, SPI und I 2 C anbinden. Auf 

dem Modul sind bis 1 GByte 

DDR3, bis 32 MByte sowie bis 32 

GByte eMMC Flash implementiert. 

Das Design wird durch EEPROM, 

Supervisor/Watchdog und einer 

von der Hauptplatine aus batteriegepufferten 

RTC ergänzt. 


beleuchtung der Module verfügt 

über integrierte Treiber. Mit einem 

Betriebstemperaturbereich von 

-30 bis +80 °C eignen sie sich für 

den Einsatz unter rauen klimatischen 

Bedingungen. Bei +25 °C 

beträgt die Lebensdauer der LEDs 

mindestens 100.000 Stunden (bis 

zur halben Helligkeit). Die TFT- 

Module sind RoHS-konform. 

infoDIREKT 

201ei0312 

Wo finden Sie 

die passende 

Technik für 

Ihr Business? 



Embedded: Messtechnik 

ENOB-Wert von über 7 Bit 

4-GHz-Oszilloskope mit 1 Mio. Messkurven/s 

Auch mit Zähler- und Digitalvoltmeter-Option 

Oszilloskop-Familie um 1-GHz-Modelle erweitert 

Bild: Rohde & Schwaarz 

Bild: National Instruments 

Bild: Meilhaus 

Rohde & Schwarz hat mit dem 

4-GHz-Oszilloskop RTO1044 die 

bei Eintritt in den Oszilloskop- 

Markt 2010 veröffentlichte Roadmap 

erfüllt. Die Abtstrate beträgt 

20 GS/s und die rauscharme Eingangsstufe 

verfügt auch in der 

kleinsten Skalierung (1 mV/Div) 

Single-Board RIO mit Multifunktions-I/O 

Zuwachs für die RIO-Plattform 

National Instruments hat auf der 

Embedded vier Einplatinen-Embedded-Systeme 

der Produktplattform 

NI Single-Board RIO eingeführt. 

Diese verfügen über einen 

Echtzeitprozessor, Spartan-6-FP- 

GA, Analog- und Digital-I/O sowie 

mehrere integrierte Peripherieanschlüsse 

für benutzerdefinierte 

Überwachungs-, Steuer- und Re- 

Durch den IR-zu-Bluetooth-Adapter 

U1177A können viele der Agilent-Handheld-Digitalmultimeter 

nun auch drahtlos über Bluetooth 

zum Beispiel mit Android-fähigen 

Mobil-Geräten kommunizieren. 

Dazu wird der Adapter einfach auf 

noch über die Messbandbreite 

von 4 GHz. Der Single-Core-10- 

GHz-A/D-Wandler sorgt für hohe 

Messdynamik (ENOB über 7 Bit). 

Die Erfassungs- und Analyserate 

ist 1 Mio. Messkurven/s. Das Triggersystem 

ermöglicht es, bis zu 

50 ps schmale Glitches sicher 

aufzuspüren. Des Weiteren lässt 

sich die Trigger-Empfindlichkeit 

durch frei einstellbare Hysterese 

auf die Signaleigenschaften hin 

optimieren. Das Spektrum von 4 

HF-Signalen lässt sich parallel 

und phasenkohärent beobachten. 

infoDIREKT 

Agilent-Handhelds werden zu Bluetooth-Geräten 

IR-zu-Bluetooth-Adapter 

549ei0312 

gelanwendungen. Der Anschlussstecker 

ermöglicht den direkten 

Zugriff auf die Pins des FPGAs (Digital-I/O) 

und verfügt über prozessorspezifische 

Funktionen, um benutzerdefinierte 

Erweiterungskarten 

anzuschließen. Das RIO-Embedded-System 

sbRIO-9623 hat 

beispielsweise 256 MByte Speicherplatz, 

128 MByte RAM, 16 

Analogeingangskanäle mit 12 bit, 

4 Analogausgangskanäle mit 12 

bit, 4 DIO und 96 Digital-IO für RIO- 

Mezzanine-Karten. 

infoDIREKT 

547ei0312 

den IR-Port der kompatiblen Geräte 

aufgesteckt. Die Remote- 

Verbindung wird dann zu einem 

Android-Geräte (Tablet oder 

Smartphone) mit der installierten 

Software hergestellt. Der von 

Meilhaus erhältlich Adapter arbeitet 

mit zwei 1,5 V AAA-Batterien, 

verfügt über einen Ein-/Aus- 

Schalter und zwei LEDs, die den 

Ladezustand der Batterien und 

eine bestehende Bluetooth-Verbindung 

anzeigen. 

infoDIREKT 

536ei0312 

Bild: Rigol Technologies Bild: Agilent Technologies 

Agilent Technologies hat die Oszilloskop-Familie 

InfiniiVision 3000 X 

um vier 1-GHz-Modelle erweitert. 

Auf der Liste der Verbesserungswünsche 

für diese Oszilloskop- 

Familie stand die Verdoppelung 

der verfügbaren Bandbreite an 

erster Stelle. Zusätzlich wurde 

auch der aktive 1-GHz-Tastkopf 

N2795A vorgestellt. Als Optionen 

für die 2000- und 3000 X-Serien 

20 und 5 M Punkte Speichertiefe 

1 GHz MSOs und DPOs 

Bei Tektronix gibt es Verbesserungen 

bei den bekannten Mixed Signal 

Oszilloskopen aus den Familien 

MSO/DPO4000. Sechs Modelle der 

Baureihen MSO/DPO4000B sind 

jetzt mit einer Bandbreite von 1 

GHz erhältlich. Das Unternehmen 

wird 2-Kanal-Geräte mit 20 M 

Punkten Speichertiefe (Zusatz L) 

Höhere vertikale Auflösung 

DSOs mit 70, 100 und 200 MHz 

Der jetzt auch in Europa aktive 

chinesische Messgerätespezialist 

Rigol Technologies zeigte zur Embedded 

erstmals die zweikanalige 

Oszilloskopserie DS2000 mit 

Bandbreiten von 70, 100 und 200 

MHz sowie 8 Zoll Farbdisplays. 

Das neue rauschärmere Analog- 

Frontend hat eine größere vertikale 

Auflösung (500 µV/div bis 10 

V/div) über die volle Bandbreite. 

sind jetzt in sämtlichen Oszilloskop-Kanälen 

ein dreistelliges Digitalvoltmeter 

(DVM) und ein fünfstelliger 

Zähler verfügbar. Diese 

erweiterten Messfunktionen sind 

vom Triggersystem des Oszilloskops 

entkoppelt und ermöglichen 

es dem Anwender, im gleichen 

Durchgang (ohne das Messobjekt 

neu anschließen zu müssen) sowohl 

DVM-Messungen als auch 

getriggerte Oszilloskop-Messungen 

durchzuführen. Die DVM-Mess 

ergebnisse werden in einem stets 

sichtbaren Sieben-Segment-Display 

angezeigt; dadurch hat der 

Anwender diese wichtige Information 

stets im Blick. 

infoDIREKT 

und mit dem Zusatz lite 2- und 

4-Kanal-Versionen mit 5 M Punkten 

Speichertiefe auf den Markt 

bringen. So konnte der Startpreis 

zum Beispiel für das DPO 4102B-L 

auf unter die 10.000 US-$-Grenze 

gedrückt werden. 

infoDIREKT 

537ei0312 

Die Geräte nutzen die Ultra-Vision-Technik 

aus des DS6000-Serie 

mit bis zu 2 GS/s Abtastrate und 

bis zu 56 M Punkte Speichertiefe. 

Es lasssen sich bis zu 50.000 

Signalzüge/s erfassen und auf einem 

Display intensitätsabhängig 

(256 Stufen) darstellen. Zu den 16 

Triggerfunktionen gehören z. B. 

Runt, Setup-hold, Windows, N-te 

Flanke und automatische Messfunktionen 

mit Statistik. Die Geräte 

haben serielle Bus-Trigger und 

viele Mathematikfunktionen, Optionen 

sind die Decodierung von 

I 2 C, SPI und RS-232. 

infoDIREKT 

548ei0312 

535ei0312 




Gewinner 

Gewinner 

Gewinner aus Ausgabe 12/2011 

Beim Gewinnspiel in der Dezember-Ausgabe der Zeitschrift elektronik 

industrie wurde unter allen Teilnehmern ein Starterkit des Wi- 

MOD-Funkmoduls iM871A von IMST verlost. Die ordnungsgemäße 

Ziehung hat stattgefunden. Die Glücksfee Edlira Stavrou hat im Beisein 

von Matthias Schneider, dem Marketingverantwortlichen für die 

WiMOD-Funkmodule (im Bild links), 

Richard Servus von der Firma DWA Dialyse Wasser Aufbereitungsanlagen 

GmbH & Co. 

als Gewinner ermittelt. 

Wir gratulieren Herrn Servus und wünschen ihm mit dem Starterkit 

viel Spaß und Erfolg beim Umsetzen seiner Ideen für drahtlose Applikationen. 

Gewinner 


In der Ausgabe elektronik industrie 11/2011 hatte unsere Leser die 

Chance eines von drei PICDEM Touch Sense 2 Demonstrations- 

Boards von Schukat electronic zu gewinnen. Es wurde ausgelost und 

die Demonstrations-Boards sind schon unterwegs. 

Die Gewinner sind: 

Dr. Klaus Sailer, GFT Technologies AG, St. Georgen 

Ralf Hahnloser, Grundfos Water Treatment GmbH, Pfinztal 

Michael Staffler, Dipl.-Ing. (FH), IMS Innovationstechnik, 

Fürstenfeldbruck 

Herzlichen Grückwunsch von der Redaktion 

Gewinner 


In der Ausgabe elektronik industrie 11/2011 wurde von der Firma 

BEST-Klebstoffe GmbH & Co. KG aus Kinsau insgesammt vier UV- 

Klebesets für das Gewinnspiel ausgelobt. 

Die vier Gewinner sind: 

Susann Grämer, München 

Wilfried Dirks, Quakenbrück 

Jutta Boetel, Boerssum 

Klaus Conzelmann, Conzelmann electronic, Albstadt 

Herzlichen Glückwunsch von der Redaktion 

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Leoben 

Unterpremstätten 

Graz 

Tirol 

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Infinion Austria/ 

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Österreichs Elektronikindustrie 

Optoelektronik ist einer der Highlights des Jahres 

Die Fachzeitschrift elektronik industrie hat vor rund einem Jahr einen Österreich-Report veröffentlicht. Zeit also 

für ein Update, denn die Elektro- und Elektronikindustrie hat in Österreich eine erfreuliche Konjunkturentwicklung 

durchgemacht und gehört zu den größten Industriebranchen des Landes. Wir berichten hier also über Ereignisse, 

Veränderungen und neue Produkte aus der Elektro- und Elektronikindustrie des Alpenlandes der vergangenen 

12 Monate. Autor: Hans Jaschinski 

Es geht nicht mehr ganz so stürmisch aufwärts wie in den 

vergangenen beiden Jahren. Österreichs Wirtschaftswachstum 

soll sich nach Prognosen der Wirtschaftskammern 

Österreich in diesem Jahr aufgrund der Staatsschuldenkrise 

im Euro-Raum und der dadurch ausgelösten Maßnahmen um 

+0,4 % bewegen. 2013 wird das Land von der Erholung der Weltwirtschaft 

profitieren, aber aufgrund der europaweit restriktiven 

Fiskalpolitik wird ein Wirtschaftswachstum von nur 1,6 % erwartet, 

so die Vorhersage der Wirtschaftskammern. 

Betrachtet man den Halbleiter-Distributionsmarkt in Österreich, 

so sehen die Messwerte von DMASS (Distributors’ and Manufacturers’ 

Association of Semiconductor Specialists) für das 4. 

Quartal 2011 nicht so gut aus. Europaweit kam es zu Umsatzrückgängen 

von durchschnittlich 9,1 %, Österreich musste ein Minus 

von 25 % verkraften. Gut, dass die meisten Elektronikunternehmen 

des Alpenlandes international aufgestellt sind. Sven Krumpel, 

Geschäftsführer des größten österreichischen Bauelemente-Distributors 

Codico , zeigte sich im Gespräch auf der Embedded zuver- 

Bild: Fotolia 

16 elektronik industrie 03 / 2012


sichtlich. Das Geschäftsjahr 2011 des mit Zentrale in Perchtoldsdorf 

im Süden Wiens ansässigen Unternehmens wurde mit einem 

Gesamtumsatz von ca. 90 Mio. Euro, bei 113 Mitarbeitern, abgeschlossen. 

Seinen größten Auslandmarkt sieht er dabei in Deutschland 

mit aktuell etwa 40 % Anteil und 25 Codico-Mitarbeitern bei 

stark wachsender Tendenz. Die Expansionswelle speziell nach 

Deutschland wurde vor etwa 10 bis 12 Jahren gestartet. Heute existieren 

17 Vertriebsbüros in Deutschland sowie Büros in Dänemark, 

Italien, Frankreich und UK sowie weitere 8 Partnerunternehmen 

in Zentral- und Osteuropa. „Wir sind von Haus aus anders als andere 

Unternehmen, also kein Broadline-Distributor wie 90 % der 

Mitbewerber, sondern ein klassischer Design-In-Distributor“, 

stellte S. Krumpel heraus, „wir bieten also die technische Unterstützung 

von der Entwicklungsphase bis hin zum Endprodukt. Unser 

Herz dreht sich immer um die hochwertigen und technologisch 

anspruchsvollen Bauelemente eines Designs.“ Auf Pläne angesprochen, 

kommentiert S. Krumpel: „ASICs und FPGAs sind Gebiete 

die wir gerne hätten, aber noch nicht die richtigen Partner gefunden 

haben. Sie bieten aber Wachstumsmöglichkeiten, denen wir 

uns in Zukunft verstärkt widmen wollen.“ 

Käufe und Verkäufe 

Die austriamicrosystems AG aus Unterpremstätten hat sich im vergangenen 

Jahr die Texas Advanced Optoelectronic Solutions, Inc. 

(TAOS), mit Sitz in Plano, Texas, gekauft. TAOS ist ein weltweit 

anerkanntes Innovationsunternehmen im Bereich Lichtsensortechnologie. 

Mit seinen Displaymanagement-Lösungen einschließlich 

Umgebungslicht-, Annäherungs- und Farbsensoren ist TAOS 

als Sensorlieferant zahlreicher weltweit tätiger Hersteller etabliert. 

Im Geschäftsjahr 2010 erzielte TAOS einen Umsatz von 81 Mio. 

US-$. TAOS hatte bereits eine langjährige enge Beziehung zu 

austriamicrosystems als Kunde des Bereichs Auftragsfertigung 

(Foundry). 

Dass auch der umgekehrte Weg eingeschlagen werden kann, 

zeigte Mitte vergangenen Jahres der Verkauf des im Privatbesitz 

befindlichen Halbleiterunternehmens Sensordynamics an Maxim 

Integrated Products aus Sunnyvale/Kalifornien. Sensordynamics 

entwickelt proprietäre Sensor- und MEMS-Lösungen und ist in 

Lebring in der Nähe von Graz ansässig. Maxim zahlte für die Übernahme 

etwa 130 Mio. US-$, zuzüglich der Übernahme von Fremdkapital 

in Höhe von ca. 34 Mio. US-$. 

Leiterplatten aus Gars am Kamp 

Wärme und Strom in Einklang zu bringen, vermag der Leiterplattenhersteller 

Häusermann aus Gars am Kamp mit seiner Platinentechnik 

HSMtec. Damit ist es möglich, große Kupferquerschnitte 

partiell an jenen Stellen in die Leiterplatte zu integrieren, an denen 

hohe Ströme fließen, Wärme abgeleitet oder die Leiterplatte gebogen 

werden soll. Schließlich verlangen moderne Produkte eine 

Kombination aus optimiertem thermischem Management, hohen 

Strömen und mechanischer Flexibilität. Mit HSMtec ist es möglich, 

sowohl Standard- als auch Hochstromleiterplatten sowie Pla- 

elektronik industrie 03 / 2012 

17


tinen mit integriertem Wärmemanagement in eine platzsparende 

dreidimensionale Konstruktion zu verwandeln. Um auch weiterhin 

ein kompetenter Partner mit Innovationspotenzial zu sein, hat 

Häusermann seine Produktion erheblich erweitert. Neben einer 

neuen Ätzanlage wurden eine Anlage für den horizontalen Durchlauf 

von chemisch-Zinn-Oberflächen, ein Reinraum und eine Laser-Bohrmaschine 

am Standort in Niederösterreich installiert. 

Derzeit realisiert der Platinenhersteller Leiterstrukturen von 75 

µm in der Innenlage und Strukturbreiten mit 100 µm in der Außenlage. 

Damit sieht sich Häusermann gut gerüstet, um effizientes 

Wärmemanagement mit großer Designvielfalt anzubieten. Jüngstes 

Projekt ist das Verbundprojekt LEDagon: Die in Zusammenarbeit 

mit Kathrein Austria, Cree und Arrow entwickelte Leuchte 

beinhaltet Hochleistungs-LEDs, modernste Steuerintelligenz und 

ein All-in-One-Leiterplattenkonzept basierend auf HSMtec von 

Häusermann. Dieses ermöglicht höchste thermische Performance, 

flexible Lichtführung und Mechanik auf Grund eines mehrdimensionalen 

Aufbaues und in der Folge ein individuelles Leuchtendesign. 

LED professional Symposium + Expo 

Im September 2011 fand in Bregenz erstmals und sehr erfolgreich 

das LED professional Symposium + Expo, kurz LpS 2011 mit dem 

Ziel statt, der zentrale europäische Treffpunkt im Bereich der LED- 

Beleuchtungstechnologien zu werden. „Mit über 50 Ausstellern 

und mehr als 750 international registrierten Teilnehmern hat sich 

die LpS bereits mit der Erstveranstaltung als ein qualitativ führender 

LED Lighting Technology Event in Europa etabliert“, äußerte 

sich Veranstaltungsdirektor und LED professional Herausgeber 

Siegfried Luger über die Positionierung der Kongressmesse. Wie 

auch im vergangenen Jahr findet die LpS-Veranstaltung wieder im 

Bregenzer Festspielhaus vom 25.-27. September 2012 statt. 

Hochleistungs-LEDs auf FR4-Leiterplatten 

Melecs ist ein Spezialist für Elektronikfertigungsdienstleistungen 

und hat erstmals eine Lösung vorgestellt, um HB-LEDs mit sehr 

effizientem Wärmemanagement auf kostengünstigem FR4-Material 

zu bestücken. Das neuartige Verfahren verwendet eigens entwickelte 

Stahlklemmen. Damit stellt diese Lösung eine kostengünstige 

Alternative zu der gängigen und kostenintensiven IMS-Lösung 

(Insulated Metal Substrate) dar, die anstelle des üblichen Basismaterials 

massive Aluminium- oder Kupferkerne als Wärmeträger 

einsetzt. Diese neuartige Klemmenlösung kann besonders im kostensensitiven 

Automobilmarkt zu großen Einsparungen führen, 

erklärt Gerhard Neumann, Head of R&D von Melecs: „Einfache 

Zusatzleuchten wie Tagfahrleuchten, Fahrtrichtungsanzeiger oder 

Nebelscheinwerfer lassen sich dadurch sogar zu einstelligen Eurobeträgen 

herstellen.“ Melecs war 2009 über einen MBO aus Siemens 

Österreich hervorgegangen und verfügt über 2 Werke in Siegendorf 

und Györ/Ungarn, bei einem Elektronik-Umsatz von 120 

Mio. Euro. Neben den Standorten in Wien (Mechanikfertigung), 

Siegendorf (Elektronikfertigung) und Linz (Schaltschrankfertigung) 

sowie den Standorten in Györ/Ungarn (Elektronikfertigung) 

und Teplice/Tschechien (Schaltschrankfertigung) hat Melecs in Sibiu/Rumänien 

einen Kooperationspartner. 

■ 

Der Autor: Hans Jaschinski ist Chefredakteur der Zeitschrift elektronik 

industrie. 

infoDIREKT www.all-electronics.de 

576ei0312 

Links: Sven Krumpel ist seit 

2004 Geschäftsführer des 

größten österreichischen 

Bauelemente-Distributors 

Codico. 

Rechts: Die HSMtec-Platine von 

Häusermann lässt sich auch in 

die gewünschte Einbaulage und 

Ausrichtung bringen. 

Bild: Codico 

Unten: Ein Blick in das Melecs 

Elektronikwerk in Siegendorf. 

Bild: Melecs 

Bild: Häusermann 

18 elektronik industrie 03 / 2012 


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Spannungswandler Made in Austria 

Recom-CEO Karsten Bier über Power-Innovationen aus Gmunden 

Gmunden am Traunsee – eine Urlaubsidylle wie aus dem Bilderbuch. Wer denkt da schon an schnöde Elektronik. 

Und doch brüten in Recom’s Firmenzentrale im Technologie-Zentrum Ingenieure über neuen, noch effizienteren 

Wandlerdesigns. Hier sitzt der Motor, der das Wachstum des Unternehmens treibt. 

Es gibt kaum eine Platine, die ohne 

Spannungswandler auskommt, 

egal in welcher Form”, sagt Karsten 

Bier, CEO der Recom-Gruppe, und 

ergänzt: „Wir haben es zum Unternehmensziel 

erklärt, Eigenentwicklungen unserer 

Kunden zunehmend durch fertig zertifizierte 

Standardmodule zu ersetzen.“ 

Oberflächlich betrachtet sei es heute keine 

große Kunst mehr, Wandler zu entwickeln. 

Im Internet gäbe es diverse Entwicklungs- 

Tools, die nach Eingabe der benötigten 

Specs eine fertig dimensionierte Schaltung 

ausspucken. „Aber dann fängt die Arbeit 

erst an”, weiß Bier, denn der Teufel stecke 

im Detail. Da es sich um Analogtechnik 

mit hohen Schaltfrequenzen handele, seien 

auf der Platine überall kleine Kapazitäten 

und Induktivitäten versteckt, die nicht 

Karsten Bier, CEO der Recom-Gruppe. 

im Schaltplan zu finden sind. Diese sorgen für Überraschungen in 

Form unerwarteter Störpegel oder einem Verlust an Effizienz. 

Mehrfaches Re-Design sei eher die Regel als die Ausnahme. „Spätestens 

wenn Time-to-Market von Bedeutung ist, greifen Hersteller 

vermehrt zum fertigen Modul”, erläutert Bier. 

Zwar werde noch immer der Großteil der Wandler vom Kunden 

selbst entwickelt und diskret aufgebaut. Gerade hierin sieht Bier 

das enorme Wachstumspotenzial für Module. „Wir machen es in 

vielen Fällen billiger und fast immer besser”, gibt er sich selbstbewusst 

und verweist auf Recom’s langjährige Erfahrung mit modularen 

Spannungswandlern, Schaltreglern und LED-Treibern. Die 

in Gmunden entwickelten und getesteten Designs werden in Taiwan 

in einer zur Recom-Gruppe gehörenden Fabrik kostengünstig 

produziert. Wer das Ziel verfolge, das nahezu unerschöpfliche Potenzial 

diskret aufgebauter Wandler zumindest teilweise durch fertig 

zertifizierte Module zu ersetzen, müsse die Kostenseite gut im 

Griff haben. Und dies sei in Asien angesichts eines noch immer 

hohen Anteils manueller Arbeit besser zu realisieren als in Europa. 

„Wer mit Wandlermodulen weltweit Erfolg haben will, kommt an 

Taiwan nicht vorbei”, weiß Bier aus langjähriger Erfahrung. Qualitätsbewusstsein 

und Ausbildungsstand seien auf europäischem Niveau. 

Dies sei angesichts der großen Produktvielfalt für Recom von 

ausschlaggebender Bedeutung. „Mag sein, dass man in China 

Massenware billiger produzieren kann als wir in Taiwan, aber Zuverlässigkeit 

kommt bei uns vor dem Preis”, versichert der Recom- 

Chef. 

So unterwerfe man alle Prototypen im eigenen Umweltlabor in 

Gmunden ausgiebigen HALT-Tests in der Klimakammer, um 

mögliche Schwachstellen frühzeitig ausschalten zu können. Glei- infoDIREKT www.all-electronics.de 

Bild: Recom 

ches geschehe in Taiwan, sowohl mit der 

Nullserie, als auch mit Stichproben aus der 

laufenden Produktion. Auf diese Weise 

werde sichergestellt, dass sich durch Änderungen 

seitens der Zulieferer keine Mängel 

einschleichen könnten, die Auswirkungen 

auf die Lebenserwartung der Produkte haben. 

„Unser Ziel ist Null Prozent Fehlerrate”, 

betont Bier, „und wir tun alles, diesem 

Ziel möglichst nahe zu kommen!” Denn 

Recom-Wandler sollen mindestens so lange 

leben wie die Produkte, in denen sie eingesetzt 

werden. Dies sei im Maschinenbau 

ebenso wichtig wie in der Bahntechnik 

oder in der Medizinelektronik, wo die 

Funktionstüchtigkeit einer großen Investition 

von der Zuverlässigkeit eines nur wenige 

Euro teuren Bauteils abhängen kann. 

Sorgen bereitet eigentlich nur die Tatsache, 

dass immer mehr Kopien aus teilweise dubiosen Quellen auf 

den Markt kommen. „In China wird heute oft schneller kopiert, als 

wir in Österreich entwickeln können”, sagt Bier. Die Optimierung 

eines neuen Wandlers und die zugehörigen Tests seien mit rund 6 

Monaten sehr zeitaufwändig. Entsprechend verwundert sei man 

dann, wenn bereits 2 oder 3 Monate nach Lieferung erster Muster 

nahezu baugleiche Kopien auftauchen. „Manchmal kopieren die 

unsere Datenblätter gleich mit, einschließlich Tippfehler”, schmunzelt 

Bier. So lange das Produkt unter fremdem Namen auf den 

Markt kommt, sei dies für Recom akzeptabel. Zumindest wisse der 

Kunde, dass er ein Nachahmerprodukt erwirbt. Wirklich problematisch 

würde es allerdings, wenn ein Produkt mit gefälschtem 

Recom-Logo und Gütesiegeln angeboten wird, die keiner Prüfung 

standhalten. Deshalb sei Skepsis angebracht, wenn Preise all zu 

günstig seien oder der Lieferant unbekannt ist. „Manchmal erkennen 

wir erst unter dem Elektronenmikroskop, dass es sich um eine 

Fälschung handelt“, erläutert Bier. Ein großer deutscher Kunde habe 

unlängst in gutem Glauben Lieferengpässe überbrücken wollen 

und sei einer Fälschung aufgesessen – mit enormen Folgekosten 

bei der Instandsetzung seiner Maschinen. Dies ließe sich vermeiden, 

wenn nur bei autorisierten Distributoren und Kataloganbietern 

bezogen wird. 

„2011 war für Recom das mit Abstand beste Jahr der Firmengeschichte“, 

sagt Bier und unterstreicht, dass sich auch das 1. Quartal 

2012 ausgesprochen positiv entwickelt. Man werde eine Reihe neuer 

Produkte auf den Markt bringen und habe Pläne, den Vertrieb weiter 

auszubauen, insbesondere im „Mutterland“ Österreich. (jj) n 

590ei0312 




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Wir machen komplexe Sachverhalte regelmäßig transparent. 

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Deshalb sind die Fachzeitschriften und Online-Portale von 

Hüthig in vielen Bereichen von Wirtschaft und 

Industrie absolut unverzichtbar für Fach- und Führungskräfte. 

Hüthig GmbH 

Im Weiher 10 

D-69121 Heidelberg 

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Das Unternehmen 

Firmenname: 

demmel products gmbh 

Dipl.-Ing. Herbert Demmel 

Geschäftssitz: Radnitzkygasse 43, A-1100 Wien 

Telefon: +43 1 689-4700-0 

Telefax: +43 1 689-4700-40 

E-Mail: 

offi ce@demmel.com 

Internet: 

www.demmel.com 

Intelligente Displays sparen Kosten 

High-Level Commands statt Programmierung auf Pixelebene 

„Next Generation Intelligent LCD“ (iLCD) Technologie versetzt den Anwender 

in die Lage, alle benötigten Windows-Fonts, Grafi ken, Textbausteine und 

Makros im Flash-Speicher des iLCD-Controllers abzulegen. Dadurch entfallen 

sowohl die Programmierung als auch der hohe Entwicklungsaufwand, 

welche bei herkömmlichen LCDs notwendig sind. 

Color iLCD-Panels sind von 2,8” bis 10,2” mit Touchscreen verfügbar und 

werden in einer Vielzahl von Anwendungen und Branchen eingesetzt. Durch 

den Einsatz von iLCDs werden 

Entwicklungszeiten von 

typischerweise neun Monaten auf 

ungefähr zwei Wochen reduziert. 

Mit der im März 2012 vorgestellten 

neuen Entwicklungsumgebung 

„iLCD Manager XE“ können 

selbst komplexe Grafi kanwendungen 

jetzt noch schneller und 

komfortabler realisiert werden. 

 

 

 

 

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Die technosert electronic GmbH ist spezialisiert 

auf Forschung und Entwicklung im 

Bereich Embedded Electronic. Das Elektronikteam 

entwickelt maßgeschneiderte und 

außergewöhnliche Softwarelösungen. In alle 

Entwicklungsstufen des Projekts werden die 

Kunden eingebunden. Auf diese Weise erfolgt 

die optimale Umsetzung von Kundenwünschen. 

Von der ersten Idee bis zum Einsatz im 

Feld zeichnen sich die österreichischen Techniker 

als Partner aus. 

Die technosert electronic GmbH sichert hochwertige 

Lösungsmöglichkeiten für eine erfolgreiche, 

zukunftsweisende Partnerschaft. 

technosert electronic GmbH 

A-4224 Wartberg ob der Aist | Angererweg 7 | +43 (0)7236 20900-0 

info@technosert.com | www.technosert.com 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




Firmenname: 

MC-COMPONENTS 

Ewald Mogg GmbH 

Geschäftssitz: Hauptstraße 45 

A-2485 Wimpassing/ 

Leitha/Burgenland 

Internet: www.mc-components.at 

Erfolg durch Know-how und Kompetenz 

1999 gründeten Ewald Mogg und Susanne Tichy das Unternehmen mit dem 

Schwerpunkt „Vertrieb von Steckverbindungen“ mit Sitz im burgenländischen 

Wimpassing. Seither erlebt das Unternehmen eine ständige 

Weiterentwicklung. MC-COMPONENTS hat sich im Laufe der letzten Jahre 

zum Produktentwickler der MC Eigenmarke etabliert. Als Dienstleister und 

Fachhändler für elektromechanische Bauteile im B2B-Segment zählen 

kundenspezifi sche Änderungen, fl exible Individualanfertigungen sowie 

variable Kabel- und Anschlusskonfektionen zu den Stärken des Unternehmens. 

Die Qualität dieser Bauteile steht immer an erster Stelle. Deswegen 

durchlaufen alle Produkte von MC-COMPONENTS eine strenge Qualitätskontrolle 

und entsprechen zahlreichen Zertifi zierungen. 

„MC-COMPONENTS hat sich als Marke einen Namen geschafft, der für 

Verlässlichkeit und Vertrauen bei unseren 

Kunden bürgt“, beschreibt Prokuristin und 

Vertriebsleiterin Susanne Tichy die 

Unternehmensphilosophie. 

Das ausgewogene Preis-Leistungs-Verhältnis, 

absolute Termintreue und kurze 

Lieferzeiten bilden dabei den Grundstein 

des europaweiten Unternehmens-Erfolges. 


Firmenname: Häusermann GmbH 

Geschäftssitz: Zitternberg 100, 

A-3571 Gars am Kamp 

E-Mail: 

info@haeusermann.at 

Internet: 

www.haeusermann.at 

Häusermann ist Spezialist für Leiterplatten mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen 

in kleinen und mittleren Serien mit einer jährlichen Kapazität von 

75.000 m². Das Portfolio reicht dabei von 18-lagigen Multilayern über 

HDI-Microvias bis hin zu starrfl exiblen und doppelseitigen Platinen mit 

Leiterstrukturen von 75 µm in der Innenlage und Strukturbreiten mit 100 µm 

in der Außenlage. 

Neben bewährten Technologien stehen mit der HSMtec-Technologie 

innovative Wärme- und Hochstrom-Lösungen mit integrierten Kupferelementen 

zur Verfügung. HSMtec ermöglicht die Kombination von starken 

elektrischen Strömen und Feinstleitertechnik auf einer Leiterplatte, die sich 

überdies in eine mehrdimensionale Form 

bringen lässt. 

Flexibles Eingehen auf Anforderungen 

und individuelle technische Beratung 

machen Häusermann zum starken 

Partner für Unternehmen aus der 

Industrieelektronik, der Steuerungs-, 

Mess- und Regeltechnik, EMS (Electronic 

Manufacturer Services), Medizintechnik, 

Telekom und Unterhaltungselektronik. 

Ein weiteres erfolgreiches Betätigungsfeld 

sind Folientastaturen. 


Firmenname: 

OMICRON LAB 

Geschäftssitz: Oberes Ried 1 

A-6833 Klaus 

Telefon: +43 5523 507-0 

Telefax: +43 5523 507-999 

E-Mail: 

info@omicron-lab.com 

Internet: 

www.omicron-lab.com 

Sichere Datenerfassung unter schwierigsten Bedingungen 

Mit dem neuen zweikanaligen Datenerfassungssystem ISAQ 100 von 

OMICRON Lab sind Messungen und Analysen von physikalischen und 

chemischen Prozessen im Zeit- und Frequenzbereich auch unter schwierigsten 

Bedingungen möglich. Über optisch isolierte Messwertaufnehmer mit 

±250 V Eingängen werden Spannungssignale mit hoher Genauigkeit (2 MSps 

Abtastrate, 18 Bit Aufl ösung) potentialfrei aufgenommen und übertragen. 

Durch dieses ausgeklügelte Isolationskonzept eignet sich das ISAQ 100 

optimal für Messungen in EMV-kritischen Umgebungen und im Hochspannungsbereich 

und kann dort auch als Trennverstärker eingesetzt werden. Die 

maximal bis zu 3 km 

langen Glasfaserkabel, 

das kompakte Design 

und die Batterielaufzeit 

von 8.000 

Stunden bieten dem 

Anwender maximale 

Flexibilität. 


Firmenname: 

Geschäftssitz: 

BECOM Electronics GmbH 

Technikerstr. 1, A-7442 Hochstraß 

Telefon: +43 2616 2930-0 

Telefax: +43 2616 2930-112 

E-Mail: 

vertrieb@becom.at 

Internet: 

www.becom.at 

BECOM ist 

kompetentes electronic-engineering & manufacturing für den Industriekunden 

– vom Ideenkonzept bis zu energie-effi zienten und fl exiblen Serienlösung 

– aus einer Hand. 

- mit partnerschaftlicher Kundennähe 

- unter kontinuierlicher Innovation 

- durch exzellent geschulte Mitarbeiter/innen 

- für kompromisslose Qualität 

Elektronik-Design, Prototypenbau, 

Muster- oder Serienfertigung – kombiniert 

mit einem hohen Maß an 

Flexibilität, individuellem Service und 

über 25-jähriger Erfahrung – Technologieführerschaft 

in allen Systemschritten. 

High – level certification 

ISO 9001:2008 

ISO/TS 16949:2009 Automotive Standard 

ISO 13485:2003 Medizintechniknorm 

EN ISO/IEC 17025 Ermächtigte Eichstelle für Elektrizitätszähler 






Firmenname: Ginzinger electronic systems 

Rechtsform: GmbH 

Geschäftssitz: Gewerbegebiet Pirath 16 

A-4952 Weng im Innkreis 

Telefon: +43 7723 54 22 

E-Mail: office@ginzinger.com 

Internet: www.ginzinger.com 

Geschäftsführung: Ing. Herbert Ginzinger 

Gründung: 1991 

Anzahl Mitarbeiter: ca. 70 

Maßgeschneiderte Elektronik, die sich rechnet 

Ginzinger electronic systems ist seit 20 Jahren Problemlösungsspezialist für die Entwicklung und Fertigung 

von Embedded-Linux-Lösungen, Leistungselektronik und kundenspezifischer Steuerungstechnik. 

Neben der Elektronikentwicklung, die sowohl 

Hardware-, Software-, und Mechanikentwicklung 

inkludiert, ist die hausinterne 

Baugruppenfertigung (EMS) der zweite 

Geschäftszweig. Diese Kombination von 

Entwicklung und Fertigung im Haus, 

zusammen mit einem hochmodernen 

Maschinenpark garantiert den Kunden klare 

Vorteile: 

- kurze Wege in der Produktentwicklung, der 

Test- und Fertigungsphase 

- Produktion ausgereifter, normkonformer 

Produkte höchster Qualität 

Das Programm 

Die Leistungen: 

Embedded-Linux-Lösungen nach Maß 

Die Firmenmission speziell im Bereich 

Embedded-Linux-Systeme besteht bei 

Ginzinger darin, Kosten-, Energie- und 

Platzvorteile intelligenter Produkte, die sich 

in der Konsumelektronik bewährt haben, 

für industrielle Anwendungen nutzbar zu 

machen. 

Diese individuellen, „schlanken“ Lösungen 

werden dabei genau an den Bedarf und die 

Zielsetzung der Kunden angepasst – von 

einfachen Interface-Baugruppen, bis hin zu 

hochkomplexen Steuerungs- und Regelsystemen 

mit Echtzeit-Embedded-Linux Betriebs 

system. 

Umfangreiche Bibliotheken für grafische 

Benutzerschnittstellen mit resistiven und 

kapazitiven Touchscreens, durchgängige 

Echtzeitfähigkeit, standardkonforme und 

performante USB-, sowie Netzwerkunterstützung, 

Signalmessung- und erzeugung, 

Feldbustechnik, etc., sind einige Features. 


Firma 

E-Mail-Adresse 

Web-Adresse 

AUG Elektronik GmbH 

Kleinwöllmiss 53 

A-8580 St. Martin a.W. 

info@aug-elektronik.at 

www.aug-elektronik.at 

Programm 

AUG Elektronik GmbH ist Ihr “Single Stop” Partner 

für die Entwicklung und Produktion von modernen 

elektronischen Baugruppen und mechanischen Lösungen 

– beides – aus einer Hand. 

Wir entwerfen und bauen mit Ihnen exakt Ihren Anforderungen entsprechende 

Teil- oder Komplettsysteme, die sich zuverlässig und robust im Feld 

bewähren. 

Unsere In-Haus Fertigung sichert sowohl die Qualität als auch die rasche 

Abwicklung schon in kleinen Stückzahlen und im Prototypenbereich. Für 

größere Lose bieten wir ausreichend Spielraum. 

AUG verfügt über jahrzehntelange Erfahrung mit diversen Micro-Controllern, 

mehrjährige Erfahrung mit Windows CE und dem .NET Micro Framework und 

kann auf mehrere innovative Lösungen mit kapazitiven Sensoren und Touchscreens 

verweisen. 

Wir sind Microsoft Windows Embedded Partner und Microsoft .NET Micro 

Framework Core Tech Team Member. Auf Wunsch bleiben wir, wie bei vielen 

unserer Kunden der Fall, “unsichtbar” im Hintergrund, während Sie Ihre 

Lösung aktiv am Markt anbieten und servicieren. 


Firma 

E-Mail-Adresse 

Web-Adresse 

LICO Electronics GmbH 

Klederinger Strasse 31 

A-2320 Kledering / Wien 

office@lico.at 

www.eurolupe.com 

Programm 

Professionelles Vergrößern erfordert bestimmte Voraussetzungen, 

um den bestmöglichen Prüferfolg zu erzielen. Wir haben diese Anforderungen 

umgesetzt. Optische Glaslinsen mit 300 cm², 

optional mit Entspiegelung, gehören zu unserem 

Standard. 

Ebenso können mit der Lötrauchabsaugenden 

Lupenlampe frei von 

Belästigungen und Störungen Lötarbeiten 

unter der Lupe durchgeführt 

werden. 

Mit den LICO Vergrößerungseinrichtungen 

kann der Benutzer den ganzen 

Tag arbeiten, ohne von Kopfschmerzen, Augenermüdung 

oder von Genickschmerzen geplagt zu sein. 

Die permanente Prüfung von SMD Baugruppen, Feinstdrucktechnik, 

Mikromechanik, Leiterplatten stellt höchste Anforderungen 

an die Augen des Betrachters. Unsere Lösungen entlasten 

die Augen des Benutzers weitestgehend und gewährleisten 

einen deutlich erhöhten Prüferfolg. 

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 03/2012 23


Coverstory 

Selber machen lohnt nicht mehr 

Punktsieg für modulare DC/DC-Wandler 

Spezialkenntnisse im Umgang mit Ferritkernen und EMV-Filtern, wie fürs Design von DC/DC-Wandlern erforderlich, 

sind eher Mangelware. Kein Wunder also, wenn Entwickler verstärkt auf fertig zertifizierte Wandler-Module 

setzen. 

Autor: Reinhard Zimmermann 



DC/DC-Wandler 

sorgen für die richtige 

Spannung „vor Ort“ 

und helfen, Baugruppen 

voneinander zu 

isolieren. 

Als der Autor sein Diplom machte, kamen 

noch alle in einem Gerät oder System 

benötigten Gleichspannungen aus einem 

zentralen Netzteil. Diese war in 

Form und Funktion speziell für dieses Produkt 

dimensioniert. Die Entwicklung des Netzteils 

war integraler Bestandteil des Entwicklungsprojektes. 

Zwar kannte man damals schon programmierbare 

Bausteine und ICs und hatte einen Spezialisten 

dafür, aber die Berechnung von Trafo, 

Längsregler und Filter gehörte quasi zur Allgemeinbildung. 

Als Größe, Gewicht und Effizienz der Stromversorgung 

an Bedeutung gewannen, begann der 

Siegeszug von Schaltnetzteilen. Diese waren technisch 

aber so anspruchsvoll, dass sich nur wenige 

Entwickler diesem Thema annahmen. Stattdessen 

kaufte man das „Netzteil von der Stange“. Da 

dieses meist nur eine einzelne Ausgangsspannung 

lieferte, mussten hieraus alle anderen 

Gleichspannungen erzeugt werden. Der DC/DC- 

Wandler war geboren und damit der Trend zu 

verteilten Versorgungssystemen. 

Distributed Power schafft flexiblere 

Strukturen 

Das Konzept einer verteilten Spannungsversorgung 

– der Kombination aus zentralem Schaltnetzteil 

und lokalen DC/DC-Wandlern – ist der 

Schlüssel zu effizienteren, modularen Designstrukturen. 

Benötigt ein Schaltungsteil aufgrund 

einer Modifikation mehr Leistung oder eine andere 

Spannung, tangiert diese nur den zugeordneten 

Spannungswandler auf derselben Platine 

und nicht das Hauptnetzteil. Auch lassen sich 

modulare Systeme leichter konfigurieren, weil jedes 

Modul nur mit einer einzelnen Spannung 

versorgt werden kann und den Rest „on Board“ 

mittels DC/DC-Wandler erledigt. 

DC/DC-Wandler sind aber auch ideal dafür 

geeignet, Baugruppen eines Systems, zum Beispiel 

Interface-Ports oder Messsonden, vom 

„Motherboard“ zu isolieren oder Verstärkerkanäle 

„floatend“ von einander zu entkoppeln. Distributed 

Power bringt mehr Flexibilität für das 

gesamte Systemkonzept. 

DC/DC-Wandler noch selbst entwickeln? 

Wie eingangs erwähnt, denkt kein Systementwickler 

ernsthaft daran, das benötigte Schaltnetzteil 

selbst zu entwickeln. Hierfür sind Spezialkenntnisse 

der Analogtechnik erforderlich, die in 

den meisten Entwicklungslabors nicht mehr in 

ausreichendem Maße vorhanden sind. So muss 

man sich mit der Hysterese-Kurve von Ferritkernen 

befassen und berücksichtigen, wie sich diese 

bei wechselnden Temperaturen und Frequenzen 

verhalten. Oft sind nur die Daten für Sinusbetrieb 

verfügbar, aber Schaltregler arbeiten mit Rechtecksignalen 

und das bleibt nicht ohne Konsequenzen 

bis hin zur EMV-Verträglichkeit des 

gesamten Produktes. Kein Wunder also, wenn 

man dieses heikle Thema längst den Spezialisten 

übertragen hat. 

Auf einen Blick 

Wenn nur wenig Analog-Know-how vorhanden ist 

Wer sich auf der Embedded World in Nürnberg umgeschaut 

hat konnte leicht erkennen: Digital ist 

Trumpf! Software und Mikrocontroller defi nieren 

die Leistungsfähigkeit elektronischer Produkte. Die 

Analogtechnik ist kaum noch eine Randnotiz wert. 

Die Messe erscheint als Spiegelbild moderner Entwicklungslabors. 

Der Beitrag geht angesichts dieser 

Problematik auf die Fragestellung des „make it 

or buy it“ im Zusammenhang mit modularen DC/ 

DC-Wandlern ein. 


567ei0312 



Coverstory 

Obwohl die Prinzipschaltung eines DC/DC-Wandlers 

relativ einfach ist, investieren Hersteller wie Recom 

80 % der Entwicklungszeit in Designoptimierung und 

Zuverlässigkeitstests. 

Effizienz: Ein Punktsieg für fertige Module 

Wer über Effizienz von DC/DC-Wandler spricht, denkt meist an 

den Wirkungsgrad. Dieser ist generell recht hoch, zumindest sugalle 

Bilder: Recom Electronic 

Dass dies für DC/DC-Wandler heute noch nicht in selbem Maße 

gilt hat zwei wesentliche Gründe. Zum einen arbeiten sie am Eingang 

mit niedrigen Gleichspannungen und sind damit vergleichsweise 

leicht beherrschbar. Zum anderen sind sie Bestandteil einer 

Platine und es bietet sich an, die Einzelteile im gleichen Arbeitsgang 

gleich mit zu bestücken. 

Auch erscheint das Schaltungskonzept auf den ersten Blick recht 

einfach. Zwei FETs auf der Primärseite zerhacken die Gleichspannung 

am Eingang mit einigen 100 kHz. Ein kleiner Ringkerntrafo 

transformiert auf die gewünschte Spannung und sorgt für Isolation. 

Die Ausgangsspannung wird gleichgerichtet und geglättet. Einige 

frei verfügbare Programme machen die Dimensionierung 

scheinbar einfach – zumindest in der Theorie. 

Die Praxis dagegen sieht anders aus. Denn rund um Schalttransistoren, 

Ladekondensatoren, Trafo, Gleichrichter und Filter sind 

wir in einer analogen Welt, in der es weder schwarz noch weiß gibt. 

Die Länge jeder Leiterbahn, ihr Abstand zu anderen Leiterbahnen, 

zur Masse und zu Bauteilen sorgt für parasitäre Kapazitäten und 

Induktivitäten, die so in keinem Schaltplan stehen. Auch der Trafo 

hat seine Tücken. Seine Funktionstüchtigkeit hängt vom Ferritmaterial 

des Kerns ab und davon, in welchem Bereich der Hysterese- 

Kurve er betrieben wird. Fährt er zu weit in Richtung Sättigung, 

wird er zu warm und sein magnetisches Verhalten verschlechtert 

sich. Dies alles hat Auswirkungen auf Effizienz und EMV-Verträglichkeit 

und sorgt häufig dafür, dass Re-Designs erforderlich werden. 

An diesen grundlegenden Zusammenhängen hat sich seit 

Mitte des letzten Jahrhunderts nichts geändert, aber das praktische 

Wissen ist heute oft nur noch rudimentär vorhanden. 

Jeder Entwicklungsleiter muss deshalb gut überlegen, ob es sich 

lohnt, angesichts der Vielzahl erprobter Standard-Wandler die Risiken 

einer Eigenentwicklung zu tragen. Wenn sein Team die spezifischen 

Erfahrungen hat, kennt es die Klippen und weiß vermutlich, 

diese zu umschiffen. Ob allerdings auf Anhieb ein optimales Design 

gelingt, darf bezweifelt werden. Bei einem führenden Hersteller wie 

Recom entfällt über 80 % der Entwicklungszeit auf Designoptimierung 

und Lebensdauertests. Diesen Aufwand wird ein Kunde für 

einen diskret aufgebauten Wandler kaum investieren können. 

gerieren dies die in den Datenblättern publizierten 

Spitzenwerte. Wandler der 1 Watt-Klasse 

wie Recom‘s populärer R1S erreichen bei 

Volllast durchaus Werte von knapp 85 %, ein 

10-W-Wandler sogar 90 %. Während man als 

Hersteller das Design dahin gehend optimiert, 

dass auch im wichtigen mittleren Lastbereich 

ähnlich gute Werte erzielt werden, wird dies 

beim Versuch, einen solchen Wandler diskret 

aufzubauen, kaum auf Anhieb gelingen können. 

Vergleichstests mit einem Kundendesign 

bei wechselnden Lasten haben ergeben, dass 

die Effizienz um mehr als 50 % gesteigert werden konnte. Da dies 

kein Einzelfall ist, geht „Runde 1“ klar an die modulare Lösung! 

Aber wir wollen Effizienz hier einmal aus einem erweiterten 

Blickwinkel betrachten, beispielsweise unter dem Gesichtspunkt 

Leistungsdichte und Platzbedarf. Die in einem vergossenen Modul 

erreichbare Packungsdichte ist deutlich höher als das, was auf einer 

normalen Platine realisierbar ist. Modulare Wandler beanspruchen 

so oft weniger als die Hälfte dessen, was für eine diskrete Lösung 

bereitgestellt werden muss. Ein wichtiger Aspekt zumindest dann, 

wenn Fläche und Volumen auf der Leiterplatte nicht beliebig üppig 

zur Verfügung steht. Auch diese Runde gewinnt der modulare 

Wandler. 

Fast jeder Hersteller achtet heute darauf, die Zahl unterschiedlicher 

Komponenten und Lieferanten zu begrenzen. Denn wenn es 

um Lagerhaltung geht und um Redundanz auf Bauteileebene ist 

weniger oft mehr. Der Einsatz modularer DC/DC-Wandler liegt 

genau in diesem Trend. Denn Bauteile wie Ferritkerne, Spulen und 

Schalttransistoren sind Spezialteile, die auf einer Stückliste ansonsten 

selten zu finden sind. Dieser Punkt erledigt sich mit dem Zukauf 

eines fertigen Moduls beim Hauslieferanten. Runde 3 geht an 

den modularen Wandler. 

Was hat Zertifizierung mit Effizienz zu tun? Technisch nichts – 

kommerziell sehr viel! Denn wer neben einem „Netzteil von der 

Stange“ nicht auf eine Eigenentwicklung setzt, sondern auf einen 

fertig zertifizierten Wandler, erleichtert sich die Zertifizierung seines 

Endproduktes ganz wesentlich. Um last minute Überraschungen 

zu vermeiden, sollte allerdings frühzeitig sichergestellt werden, 

dass der Lieferant auch in der Lage ist, die einschlägigen Prüfberichte, 

wie zum Beispiel den CB-Report oder UL-Testbericht zu 

präsentieren. Ist dies erforderlich, scheiden Produkte mit „multiple 

listing“, die als „legale Kopie“ unter anderem Namen auf dem 

Markt sind, aus. Damit ein klarer Rundengewinn für modulare 

Wandler – zumindest wenn sie von einem der etablierten Hersteller 

kommen! 

Bedeutet höherer Preis auch höhere Kosten? 

Wir haben gesehen: Modulare Wandler sind technisch gesehen die 

effizientere Lösung! Aber wie sieht die Kostenseite aus? Dies ist die 

wichtigste Motivation für eine Eigenentwicklung. Betrachtet man 

nur die Kosten für Bauteile und Produktion, so liegt ein diskret 

aufgebauter Wandler rund bei der Hälfte eines fertigen Moduls. 




Coverstory 

Oben: Recom achtet beim Design seiner Wandler sehr genau darauf, dass der 

Wirkungsgrad über einen breiten Lastbereich hinweg hoch ist. 

Rechts: Schaltregler-Module wie der neue R-78E werden heute schon bei 

einem Bedarf von wenigen 1000 Stück zu Preisen um 1,60 Euro gehandelt. 

Ein Beispiel: Ein Messgerät kostet 1000 Euro, hat eine Lebenserwartung 

von drei Jahren und soll in diesem Zeitraum 10.000 Mal 

gebaut werden. Auf der Platine sitzen zwei unterschiedliche Wandler, 

die fertig zusammen für 10 Euro zugekauft werden können. 

Material- und Produktionskosten belaufen sich auf die Hälfte. Das 

Sparpotenzial beträgt in Summe also rund 50.000 Euro. Dagegen 

stehen zumindest die „direkten“ Kosten für Entwicklung, Test und 

Zertifizierung. Entwicklungskapazität ist vorhanden – geschätzt 

werden zehn Manntage pro Wandler. Rechnet man noch Kosten 

für Testzeit und Zertifizierung hinzu, ist die Hälfte des „Sparbetrages“ 

aufgebraucht. Wird ein Re-Design nötig – und das ist eher die 

Regel als die Ausnahme – schmitzt der „Sparbetrag“ weiter. Trotzdem 

kann man sagen: Der Preispunkt geht in diesem Fall zunächst 

an die diskrete Lösung. 

Was aber, wenn sich die Markteinführung des neuen Produktes 

um acht Wochen verzögert, weil der Wandler nicht von Anfang an 

zur Verfügung stand oder weil ein Re-Design nötig war. 8 Wochen 

Verspätung sind teuer bei einem Produkt mit nur drei Jahren Lebensspanne. 

Linear gerechnet entsprechen acht Wochen gut 5 % 

der projektierten Lebenszeit. Es gehen also rund 550.000 Euro 

Umsatz verloren und der fehlende Gewinn ist ein Vielfaches dessen, 

was ein guter Wandler an Mehrkosten verursacht hätte. Dabei 

ist dies noch nicht das letzte Wort. Denn wenn der stärkste Wettbewerber 

mit seinem neuen Produkt schneller ist und Marktanteile 

hinzugewinnt, ist der Schaden noch höher. 

Spätestens dann, wenn man Time-to-Market mit in Erwägung 

zieht, sollten die Würfel zugunsten modularer DC/DC-Wandler 

gefallen sein. Wer auf modulare Lösungen setzt, gewinnt Zeit und 

reduziert das Risiko! Selber machen lohnt nicht mehr – wahrscheinlich 

auch bei sehr hohen Produktionszahlen nicht. (jj) n 

Der Autor: Reinhard Zimmermann, Corporate Communications, Recom 

Electronic GmbH, Dreieich. 



Dem Rauschen auf der Spur 

Ursache und Minderung des Grundrauschens bei DC/DC-Schaltwandlern 

DC/DC-Schaltwandler sind bekannt für physikalische Störungen in sonst sorgfältig entwickelten Schaltkreisen. 

Der Beitrag beschreibt zwei wesentliche Ursachen des Grundrauschens und wie sich dieses Phänomen verringern 

lässt. 

Autor: Jeff Barrow 

Häufig werden DC/DC-Wandler in Schaltungen eingesetzt. 

Sie sorgen oft für unerwünschte Ladungen auf Masseleitungen 

und verursachen falsche Digitalsignale, Flip-Flop- 

Doppeltaktung, elektromagnetische Störungen (EMI), 

Analogspannungsfehler und schädigende Hochspannungen. 

Problem: sich ändernde Fläche des Magnetflusses 

Bild 1 zeigt einen idealen Abwärtswandler mit einem konstanten 

Laststrom. Die Schalter t 1 

und t 2 

schalten abwechselnd und teilen 

V in 

über L buck 

und C buck 

. Weder der Spulenstrom noch die Konden- 

satorspannung kann sich sofort ändern, und der Laststrom ist konstant. 

Wie erhofft überbrücken alle Schaltspannungen und Ströme 

L buck 

oder passieren durch C buck 

. Ein idealer Abwärtswandler weist 

kein Grundrauschen auf. 

Erfahrene Entwickler wissen allerdings, dass Abwärtswandler 

grundsätzlich eine Störungsquelle sind. In Bild 1 fehlen daher 

wichtige physikalische Elemente. 

Wann immer eine Ladung bewegt wird, entsteht ein magnetisches 

Feld. Strom in einer Leitung, einem Widerstand, Transistor, 

Supraleiter oder sogar ein Verschiebungsstrom zwischen den Kon- 



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Abläufen und Starten von der Speicherkarte 

Erstellen beliebiger Kurvenverläufe und 

Programmierung über Speicherkarte oder 

digitaler Schnittstelle. 

Drei fest eingebaute Kurvenverläufe 

(Programmierung über Speicherkarte). 

densatorplatten erzeugt ein magnetisches Feld. Der Magnetfluss 

Φ B 

entspricht einem Magnetfeld B, das durch eine Stromschleifenfläche 

A fließt und dem Produkt des Magnetfeldes mit der Schleifenoberfläche 

im rechten Winkel entspricht (Φ B 

= B•A). Das Magnetfeld 

mit dem Abstand r, das eine Leitung umgibt, ist direkt proportional 

zum elektrischen Strom in der Leitung (B = μ o 

I/2 π r). 

Elektrische Bauteile weisen eine bestimmte Länge auf, und Ladung 

muss in den verschiedenen Leitungsabschnitten von einem 

Bauteil zum nächsten fließen. Eine Ladungsbewegung verursacht 

aber ein Magnetfeld, sodass sich der Schaltkreis in Bild 1 modifizieren 

lässt. Bild 2 zeigt ein verbessertes Modell eines einfachen 

Datenlog-Funktion: Aktuelle Betriebswerte 

werden in einem einstellbaren Intervall auf 

der Speicherkarte gesichert. 

Die Script-Steuerung in Verbindung mit der 

Datenlog-Funktion ermöglicht den Aufbau 

eines unabhängigen Stand-alone-Prüfplatzes. 

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Rauschen bei Gleichspannungswandlern verringern 

Der Halbleiterhersteller Integrated Device Technology (IDT) bietet innovative Mixed-Signal- und inte 

grierte Power-Management-ICs. Da diese System-Level-Lösungen immer komplexer und Anwendungen 

immer dichter bestückt werden, spielt die physikalische Schaltkreisimplementierung eine entscheidende 

Rolle bei der elektrischen Integrität eines Systems. Dazu gehört es auch Ursachen von Grundrauschen 

bei DC/DC-Wandlern zu kennen und die Auswirkungen zu verringern. 



594ei0312 

ETSYSTEM 

ET System electronic GmbH 

Hauptstraße 119 - 121 

D-68804 Altlußheim 

Tel.:+49 (0)6205 3948-0 

info@et-system.de 

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alle Bilder: IDT 

Bild 1: Schaltkreis eines Abwärtswandlers. Der Spulenstrom kann sich 

nicht sofort ändern; eine Quelle für Überschwinger in einem idealen 

Abwärtswandler ist daher schwer zu finden. 

Bild 2: Magnetfluss 

= B-Feld x 

Schleifenfläche. 

Magnetfluss- 

Änderung 

induziert 

Spannung. 

Schaltet der 

Wandler, ändert 

der wechselnde 

Stromschleifenpfad 

den 

Magnetfluss, was 

Überschwinger 

verursacht. 

Bild 3: Energie parasitärer Induktivitäten, die im Magnetfeld gespeichert ist. 

Der sich ändernde Strom in L p1 

induziert Überschwinger; der konstante Strom 

in L p2 

nicht. 

Bild 4: Eine sorgfältige Platzierung des Eingangskondensators minimiert die 

Schleifenfläche und leitet den sich ändernden Strom weg von der Masse, um 

somit Überschwinger zu verhindern. 

Abwärtswandlers. In Bild 2 bleibt die Leitung stets ideal, außer 

dass der Strom in jedem Segment eine bestimmte Strecke zurücklegen 

muss, während er von einem Bauteil zum nächsten wandert. 

Bei diesem Ladungsfluss bildet sich ein Magnetfeld um die stromführende 

Leitung. Dieser Magnetfluss passiert die Schalterschleifen 

t 1 

und t 2 

. 

Das Wechseln zwischen den t 1 

- und t 2 

-Stromschleifenflächen ist 

der Hauptgrund für das Grundrauschen des Wandlers. Der Magnetfluss 

in der Schleife (V in 

-t 1 

-gnd) nimmt zu und bricht bei jedem 

Schaltzyklus zusammen. Dieser sich ändernde Magnetfluss induziert 

überall in dieser Schleife eine Spannung, einschließlich in der 

idealen Masse-Rückführungsleitung. Keine noch so hohe Kupfermenge 

– nicht einmal ein Supraleiter – kann diese induzierte Spannung 

verhindern. Nur eine Verringerung des sich ändernden Magnetflusses 

kann dabei helfen. 

Ein sich ändernder Magnetfluss hat drei Faktoren: Änderungsgeschwindigkeit, 

magnetische Feldstärke und Schleifenfläche. Da 

die Taktfrequenz und der maximale Ausgangsstrom zu den Designanforderungen 

gehören, zählt die Verringerung der Schleifenfläche 

zum besten Lösungsvorschlag. Die Induktivität ist proportional 

zum Magnetfluss. Bild 3 zeigt ein elektrisches Modell für Bild 

2, worin der sich ändernde Strom in der parasitären Induktivität 

L p1 

ein Grundrauschen verursacht, während der konstante Strom 

in der parasitären Induktivität L p2 

nicht dazu beiträgt. 

Obwohl Bild 3 das Problem aufzeigt, ist es nur ein schwacher 

Ersatz für das physikalisch eingeschränkte Modell in Bild 2. Bild 3 

zeigt parasitär induzierte Spannungen über L p1 

und L p2 

; wobei aber 

Spannung überall in einer Schleife induziert wird, wenn ein sich 

ändernder Magnetfluss auftritt. Der Schaltkreis in Bild 4 zeigt, wie 

sich das induzierte Grundrauschen verringern lässt. 

Wie in Bild 3 dargestellt, fließt Masserückführungsstrom durch 

L p1 

und verursacht Spannungs-Überschwinger. Ein sorgfältig platzierter 

Eingangskondensator (Bild 4) verringert die parasitäre 

Magnetflussfläche und leitet den sich ändernden Wandlerstrom in 

einen Pfad, der keine Masserückführung enthält. In diesem Fall ist 

der Strom in den parasitären Induktivitäten L p1 

und L p2 

konstant, 

so dass die Massespannung stabil ist. Die Verringerung dieser Magnetflussfläche 

reduziert proportional die elektromagnetischen 

Bild 5: Die sich ändernde Ladungspumpe im LX-Knoten lädt sich über die 

parasitäre Induktorkapazität C L 

auf und gibt Energie in die parasitären 

Massepfad-Induktivitäten L p1 

und L p2 

ab, was Grundrauschen verursacht. 

Bild 6: Zwei serielle Induktivitäten haben die gleiche Induktivität, aber nur 

1/4 der parasitären Kapazität. Das parasitäre Ladungspumpen wird 

verringert und damit auch das Grundrauschen. 



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Störungen und alle anderen unerwünschten induzierten Schleifenspannungen 

wie sie in Bild 3 dargestellt sind. Eine wesentliche Ursache 

für das Grundrauschen eines Schaltwandlers ist also die sich 

ändernde Fläche des Magnetflusses. Ein sorgfältiges Leiterplattendesign 

basiert auf einer optimalen Leiterbahnverlegung und bestmöglichen 

Platzierung des Bypass-Kondensators. Damit verringern 

sich die wechselnden Stromschleifenflächen sowie der sich 

ändernde Strom im Masserückführungspfad. 

Problem: parasitäre Induktorkapazität 

Das zweite wesentliche Problem des Grundrauschens ist in Bild 5 

dargestellt und ergibt sich aus der parasitären Induktorkapazität. 

Spannung kann nicht sofort über einen Kondensator weitergeleitet 

werden, und auch Strom kann nicht sofort durch eine Induktivität 

fließen. Spannungsänderungen im LX-Knoten koppeln direkt über 

die parasitäre Induktorkapazität C L 

und den Filterkondensator 

C buck 

durch und treten an den parasitären Masse-Induktivitäten L p1 

und L p2 

auf. 

Zunächst fließt keine Ladung; aber im nächsten Moment fließt 

Strom in allen diesen Komponenten bis die in der parasitären Induktorkapazität 

gespeicherte Energie E CL 

2 

= 1/2 C L 

V LX 

in das parasitäre 

Magnetfeld E Lp 

= 1/2 L p 

i 2 der Leitungen übertragen 

changing_max 

wird (L p 

= die Summe aller parasitären Schleifeninduktivitäten). 

Wie bei einer Schaukel wird diese unerwünschte Energie hin- und 

hertransportiert – vom elektrischen zum magnetischen Feld – bis 

sie abgestrahlt oder in den Widerstandselementen (in Bild 5 nicht 

dargestellt) verbraucht wird. 

Sowohl die Spitzenspannung als auch die Schwingungsdauer des 

Grundrauschens sind ein Problem. Die Spitzenspannung, gemessen 

am Knoten V gb 

, ist eine Funktion der Spannungsänderung im 

LX-Knoten, der parasitären Induktorkapazität C L 

und zusätzlicher 

parasitärer Leiterbahnkapazitäten (nicht dargestellt). Ein großer 

C L 

speichert mehr Energie – je kleiner dieser Wert ist, umso besser. 

Nach der Wahl der Wandler-Induktivität und dessen Nennstroms, 

sollte eine Induktivität mit der höchsten Eigenresonanzfrequenz 

gewählt werden, um die Kapazität C L 

zu begrenzen. 

Die Eigenresonanzfrequenz einer Induktivität ergibt sich aus: 

f self_resonates 

= 1/[2π√(L buck 

C L 

)]. 

Man beachte, dass die doppelte Eigenresonanzfrequenz die parasitäre 

Induktorkapazität verringert und damit die Energie des 

Grundrauschens um das Vierfache senkt! 

Für den Fall, dass die Leistungsfähigkeit wichtiger ist als die Kosten, 

sollte der gleiche Induktivitätswert verwendet werden, indem 

die Einzelinduktivität L buck 

in Bild 5 durch zwei serielle Induktivitäten 

ersetzt wird, die jeweils den halben L buck 

-Wert aufweisen (Bild 

6). Bei innerhalb einer Losgröße gefertigter Induktivitäten ist die 

parasitäre Kapazität meist proportional zur Nenninduktivität, d.h. 

die halbe Induktivität führt auch genau zur halben parasitären Kapazität. 

Sind Induktivitäten in Serie geschaltet, addieren sich deren 

Werte zu einer höheren Induktivität, aber die parasitären Kondensatoren 

addieren sich als inverse Summe und verringern somit die 

parasitäre Gesamtkapazität. Bei zwei seriellen 1/2 L buck 

-Induktivitäten 

beträgt die neue Gesamtinduktivität L buck_new 

, und die parasitäre 

Gesamtkapazität fällt um den Faktor vier auf 1/4 C L 

. Diese 

verringerte parasitäre Induktorkapazität verringert dann das 

Grundrauschen (Bild 6). (jj) 

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Der Autor: Jeff Barrow ist Senior Director für Analog-IC-Design bei 

Integrated Device Technology in Tucson, Arizona. Er entwickelt integrierte 

Schaltkreise für die Leistungselektronik und Analogtechnik. 



Solar-Ladekonzepte 

für den mobilen Einsatz 

Boost-Wandler mit integriertem Maximum 

Power Point Tracking 

Das Sonnenlicht ist eine der am meisten verfügbaren Energiequellen und steht 

deshalb weltweit im Mittelpunkt des Interesses. Inzwischen gibt es Photovoltaik- 

Anlagen (PV) mit Leistungen im Megawattbereich. Da aber der Wirkungsgrad 

der PV-Panels immer noch gering ist, müssen die Schaltungen außerhalb des 

eigentlichen Panels so effizient wie möglich sein. Man entwickelte deshalb 

verschiedene Techniken, um einen möglichst großen Energieertrag zu erzielen. 

Das Maximum Power Point Tracking ist eines dieser Verfahren. 

 

Autoren: Manoj Kumar, Imayavaramban RM, Ranajay Mallik 

Die Solarenergie stellt 

eine überaus praktische 

Ergänzung zu den 

bestehenden Energiequellen 

dar. Auch in Consumer-Produkte oder tragbare 

Geräte lassen sich Solarzellen integrieren, sofern 

man entsprechend intelligente Designs verwendet. 

Man macht die Geräte damit unabhängiger vom Wiederaufladen 

an der Steckdose, und insofern ist diese Technik ideal für den Einsatz 

an Orten geeignet, an denen keine Elektrizität verfügbar ist. 

Obwohl sie heute noch recht teuer sind, werden Solar-Panels doch 

immer erschwinglicher, zumal speziell für entlegene Gebiete häufig 

staatliche Zuschüsse gewährt werden. 

Das Konzept, die verfügbare Solarenergie per Maximum Power 

Point Tracking (MPPT) zu optimieren, wird von ST für verschiedene 

Stromversorgungs-Anwendungen genutzt. Consumer-Elektronik 

begnügt sich meist mit wenigen Watt, und viele Geräte aus 

diesem Segment werden über den USB-Port geladen. Die Standardisierung 

auf die USB-Spannung bietet hier die Gelegenheit zur 

Entwicklung von immer mehr Ladegeräten, die diesem Format 

und diesen Spannungsanforderungen entsprechen. Das Aufladen 

per Solarstrom dauert lange, und genau dies bringt das Problem 

Bild 1: Blockschaltbild des 

SPV1040 in einer 

Solar-USB-Ladeschaltung. 

mit sich, dass 

die Geräte während 

des Tages möglichst 

lange dem Sonnenlicht 

ausgesetzt werden müssen. Dies 

aber ist nicht immer praktikabel, so dass 

meist eine Pufferbatterie nötig sein wird. 

In diesem Beitrag geht es um die Lösung, die ST für diese 

Anforderungen anbietet. Das Unternehmen hat dazu eine Low- 

Power-MPPT-Funktion direkt in seinen für Consumer-Elektronik 

vorgesehenen Baustein des Typs SPV1040 integriert. Mit nur wenigen 

zusätzlichen Bauelementen ist es mit diesem IC möglich, 

Schaltungen für die direkte Versorgung eines Geräts oder das Aufladen 

eines Akkusatzes aus der Solarzelle zu realisieren. 

Solar-USB-Ladegeräte eignen sich zum Aufladen von Mobiltelefonen, 

PMPs, PDAs, eBook-Readern und allen möglichen anderen 

Geräten mit USB oder Mini-USB-Interface. Besonders nützlich 

können sie in folgenden Situationen sein: Während Konferenzen 

oder Ganztagssitzungen, wenn keine Steckdose zugänglich ist, für 

Camping und Picknick, bei Ausfall der Netzstromversorgung sowie 

nach Naturkatastrophen. 

Gegenwärtig werden alle diese Geräte typischerweise mit einer 

Spannung von 5 V bis 5,5 V geladen. Die Spannung, die zum Laden 

an diese Geräte gelegt wird, sollte deshalb diese Spannung 

nicht überschreiten. Der Strom ist je nach der Kapazität des Akkus 

Bild: Thomas Jansa - Fotolia.com 



Bild 2: 

Flussdiagramm 

des P&O-Algorithmus. 

Bild 3: Ansicht des Power-Packs. 

alle Bilder: ST Microelectronics 

unterschiedlich hoch, in der Regel aber auf 

500 mA begrenzt. Das Solar-Panel kann ästhetisch 

in einem Faltgehäuse mit USB- 

Ausgang zum Laden der Kleingeräte untergebracht 

werden. Die hierbei zum Einsatz 

kommende Elektronik sollte einerseits 

möglichst kompakt sein, andererseits aber 

alle erforderlichen Schutzfunktionen 

enthalten, damit eine möglichst 

lange Lebensdauer erzielt wird. 

Ein auf dem SPV1040 von 

STMicroelectronics basierender 

Boost-Wandler 

(Hochsetzsteller) mit 

integrierter MPPT- 

Funktion wurde eigens 

mit den nötigen Schutzfunktionen 

für das Laden 

von Consumer- 

Kleingeräten entwickelt. 

Eigenschaften des SPV1040 

Der SPV1040 ist im Prinzip ein Niedervolt- 

Gleichspannungswandler mit hohem Wirkungsgrad 

und geringer Leistungsaufnahme, 

der eine Ausgangsspannung bis zu 5,2 

V erzeugt (Bild 1). Der Baustein läuft garantiert 

bei Spannungen ab 0,3 V an und 

regelt den MPP, während bei fallender Eingangsspannung 

der Baustein unterhalb 0,45 

V nicht mehr taktet und die Eingangsspannung 

(minus des Spannungsabfalls an der 

intrinsischen Diode des MOSFETs) direkt 

auf den Ausgang gegeben wird, ohne den 

MPP auszuregeln. Der SPV1040 arbeitet 

mit einer konstanten Schaltfrequenz von 

100 kHz im PWM-Betrieb (Pulsbreitenmodulation) 

und ist als Hochsetzsteller in der 

Lage, ein Maximum an Energie aus einer 

geringen Anzahl polykristalliner oder 

amorpher Solarzellen herauszuholen. Das 

Tastverhältnis wird von einer integrierten 

Funktionseinheit geregelt, die mit einem 

MPPT-Algorithmus arbeitet, um die Ausgangsleistung 

des Panels zu maximieren, 

indem dessen Ausgangsspannung und 

-strom fortlaufend verfolgt werden. Der 

Punkt maximaler Leistung, also der Maximum 

Power Point (MPP), ist jener Arbeitspunkt 

der PV-Zelle, bei dem das Produkt 

aus Spannung und Strom sein Maximum 

aufweist. Anders ausgedrückt, wird der 

Lastwiderstand stets dem jeweiligen Quellwiderstand 

des Panels angepasst. 

Die Sicherheit sowohl des Wandlers 

selbst als auch der gesamten Applikation 

garantiert der SPV1040, indem er den 

PWM-Betrieb unterbricht, sobald Überstrom 

oder Übertemperatur erreicht werden. 

Der MPPT-Algorithmus arbeitet nach 

der P&O-Methode (Perturb and Observe; 

dt.: Perturbation und Beobachtung), die 

aufgrund ihrer Einfachheit die größte Verbreitung 

hat. Ein Flussdiagramm zu dieser 

iterativen Methode ist in Bild 2 zu sehen. 

Der Algorithmus variiert die Spannung um 

einen definierten Betrag (Perturbation), 

berechnet anschließend die Leistung und 

vergleicht diese mit der Leistung, die mit 

dem vorigen Spannungswert erzielt wurde 

(Beobachtung). Ist die Leistungsdifferenz 

ΔP größer als Null, wird die neue Spannung 


Solarzellen in Kleingeräte integrieren 

Solar-Panels werden in den unterschiedlichsten Formaten angeboten. Die Tendenz geht dahin, 

Solarzellen in Kleingeräte zu integrieren, um die eingebaute Batterie zu entlasten und für eine 

längere Laufzeit zu sorgen. Je effi zienter die Solarzellen selbst und die Wandlertechnik werden, 

umso mehr Energie lässt sich auf immer kleinerer Fläche erzeugen, bis es schließlich sogar 

möglich sein wird, viele Consumer-Geräte ausschließlich mit Energie aus Sonnenlicht aufzuladen. 


597ei0312 



Bild 4: 

Blockschaltbild des Power-Packs. 

Bild 5: 

Transil- 

Klemmdiode. 

beibehalten und im nächsten Schritt weiter in derselben Richtung 

verändert. Anderenfalls wird die Spannung in der anderen Richtung 

verändert. 

Die MPP-Spannung wird für den SPV1040 mithilfe eines einfachen 

Spannungsteilers festgelegt und richtet sich nach dem jeweiligen 

Panel. Ist der MPP einmal festgelegt und für die Rückkopplung 

von Ausgangsspannung und Strom gesorgt, übernimmt der 

Baustein das MPP-Tracking automatisch. Nachfolgend einige 

wichtige Richtlinien zum Design: 

■■ Unter dem Baustein sollten mit Masse verbundene Vias angeordnet 

werden, um die Wärmeableitung zu begünstigen. 

■■ Um die Spannungs- und Stromwelligkeit, Probleme durch 

hochfrequente Schwingungen sowie elektromagnetische Interferenzen 

zu minimieren, kommt es darauf an, Pfade mit hochfrequenten 

Strömen möglichst kurz zu halten. 

■■ Breite Leiterbahnen für hohe Stromstärken und eine ausgedehnte 

Massefläche wirken störungsmindernd und fungieren 

nebenbei als effiziente Wärmeableitung. 

■■ Ausgangs- und Eingangskondensatoren sollten möglichst nah 

am Baustein platziert werden. 

■■ Die externen Spannungsteiler sollten in möglichst geringer Distanz 

zu den V MPP 

-SET und V CTRL 

-Pins des Bausteins angeordnet 

sein und möglichst weit von Stromwegen mit hoher Stromstärke 

entfernt liegen, um das Einstreuen von Störungen zu 

■■ 

■■ 

verhindern. 

Eine externe Schottky-Diode zwischen den Pins L und V ist 

X OUT 

in allen Anwendungen mit V BATT 

> 4,8 V zwingend notwendig. 

Die Spannung am Pin L X 

kann sogar über die absolute Spannungsobergrenze 

von 5,5 V hinaus ansteigen, denn am integrierten 

High-Side-Schalter fällt im Aus-Zustand (lückender 

Betrieb) eine Spannung ab, während der Strom vom Eingang 

zum Ausgang fließen muss. 

Die Größe der Drossel hat Auswirkungen auf den maximal an 

den Verbraucher fließenden Strom. Der Sättigungsstrom der 

Drossel sollte größer sein als der maximale Spitzenstrom der 

Eingangsquelle (1,8 A). Als Sättigungsstrom wird deshalb ein 

Wert über 1,8 A empfohlen. Kleinere Induktivitätswerte garantieren 

eine schnellere Reaktion auf Lastwechsel. Zur Minimierung 

der ohmschen Verluste wird außerdem zum Einsatz von 

Drosseln mit geringem Serienwiderstand geraten. 

Ein Ladegerät auf Basis des SPV1040 zeichnet sich durch geringen 

Bauteileaufwand und alle zuvor angeführten Eigenschaften aus. 

Eine typische Leiterplatte hat Abmessungen von 22 mm x 16 mm 

und ließe sich in einem USB-Stick mit einer typischen Größe von 

35 mm x 20 mm unterbringen. Technische Daten eines typischen 

USB-Solarladegeräts sind: Ausgangsleistung 3 W (5 V, 600 mA), 

Wirkungsgrad (Elektronik insgesamt) > 90 %, Nennleistung des 

Solarpanels 3 W, Leerlaufspannung des Solarpanels 4,2 V, MPP- 

Spannung des Solarpanels (V MP 

) 3,1 V sowie Schutzfunktionen bei 

Überstrom und Übertemperatur. 

Power-Pack für den Einsatz mit dem USB-Solarladegerät 

Hierbei handelt es sich um eine Ergänzung zu dem oben erläuterten 

USB-Ladegerät. Die Lösung erweist sich als sehr praktisch, 

wenn sich ein Anwender auf Reisen befindet, Campingurlaub 

macht oder in ländlichen bzw. hügeligen Regionen unterwegs ist, 

in denen der Zugang zum Stromnetz schwierig oder gar nicht 

möglich ist. Das System besteht im Wesentlichen aus einem Lithium-Ionen-Akku 

von hinreichender Kapazität, einem DC/DC- 

Wandler zum Hochsetzen der nominell 3,7 V betragenden Akkuspannung 

auf die benötigte Ausgangsspannung von 5 V sowie einem 

Ladegerät (Bild 3). Wie man in Bild 4 sieht, setzt sich das 

System aus vier Hauptteilen zusammen: Einer Eingangsstufe, einem 

Ladegerät für eine Li-Ion-Zelle, einem als „Vorratstank“ dienenden 

Li-Ionen-Akku (typisch 3,7 V, 1800 mAh) und einem 

Hochsetzsteller zum Umwandeln der Akku-Ausgangsspannung in 

die vom Verbraucher benötigten 5 V. 

Die Eingangsstufe 

Hierbei handelt es sich meist um einen USB-Steckverbinder, damit 

ist der Eingang für eine Quelle auf typisch 5 V/500 mA ausgelegt. 

Diese Spannung wird in der Regel vom USB-Solarladegerät bereitgestellt, 

kann aber ebenso gut von einem USB-Netzteil oder einem 

anderen Netzteil mit USB-Stecker kommen. Hieraus folgt, dass in 

das System gewisse Schutzfunktionen integriert sein sollten, damit 

es größere Überspannungen oder das Vertauschen der Polarität 

am Eingang verkraftet. Fehlt eine solche Schutzfunktionen, wird 

die Zuverlässigkeit des Systems im praktischen Einsatz nicht garantiert 

sein. 

Implementiert wurde die Eingangsstufe mit passiven Bauelementen: 

einer parallelgeschalteten Klemmdiode und einer in Reihe 

geschalteten selbstrückstellenden Sicherung. Letztere hat hier 

einen Nennstrom von 650 mA, während die Nennspannung der 

Klemmdiode 6,5 V beträgt. Man mag es für ausreichend halten, 

eine einfache Z-Diode für die Klemmfunktion zu verwenden, jedoch 

kann dies fehlschlagen, da eine Z-Diode nicht die nötige 

Stoßspannungsfestigkeit hat, um die bis zum Ansprechen der 

selbstrückstellenden Sicherung (Fr) anfallende Energie zu bewältigen. 

Transil-Klemmdioden sind dagegen eigens für diesen Zweck 

ausgelegt und verkraften diese Belastung (Bild 5). 

Solange die Eingangsspannung kleiner ist als die Nennspannung 

der Klemmdiode, fließt durch diese nur ein vernachlässigbar geringer 

Strom von typisch 200 nA. Sobald jedoch die Eingangsspannung 

die Klemmspannung übersteigt, wird die Diode leitend. Der 

Strom steigt steil an und bewirkt, dass die selbstrückstellende Sicherung 

anspricht und den Stromkreis unterbricht. Auf diese Weise 

wird die Schaltung vor überhöhten, länger andauernden Spannungen 

am Eingang geschützt. Diese Schutzmaßnahme kann darüber 

hinaus in vielen weiteren Anwendungen, darunter auch das 

weiter oben beschriebene USB-Solarladegerät, als Schutzvorkehrung 

für den Eingang hinzugefügt werden. 



Ladegerät für eine Li-Ion-Zelle 

Um die Lebensdauer zu verlängern und 

Gefahren vom Anwender abzuwenden, 

müssen Li-Ion-Zellen mit großer Sorgfalt 

geladen werden. Eine präzise Überwachung 

und Regelung des Ladevorgangs ist unerlässlich. 

Die meisten Li-Ion-Akkus verfügen 

inzwischen über eingebaute Schutzfunktionen, 

um den Akku vor zu starker 

Entladung, andauernder Überlastung, 

Kurzschlüssen, Überhitzung usw. zu bewahren. 

Es gibt eine ganze Reihe Laderegler-ICs, 

die speziell für das Laden einer Li- 

Ion-Zelle ausgelegt sind. 

Eine einfache Lösung ist der STBC08, 

der solo eingesetzt werden kann und sich 

gut für die hier vorliegende Anwendung 

eignet. Der Baustein ist typisch für einen 

Ladestrom von C/4 (also 400 mA für einen 

Akku mit 1600 mAh) programmiert. Der 

Regler arbeitet nach dem Konstantstrom/ 

Konstantspannungs-Prinzip, benötigt weder 

einen externen Stromabtastwiderstand 

noch eine Sperrdiode und ist für die USB- 

Stromversorgungs-Spezifikationen ausgelegt. 

Ein interner Schaltungsteil, der den 

Strom bei zunehmender Sperrschichttemperatur 

abregelt, schützt den Baustein beim 

Einsatz mit hoher Leistung oder bei hohen 

Umgebungstemperaturen. Die Ladespannung 

ist fest auf 4,2 V eingestellt, während 

der Ladestrom mithilfe eines einzigen Widerstands 

zwischen den Pins PROG und 

GND programmiert werden kann. 

Der Ladevorgang wird automatisch beendet, 

sobald der in den Akku fließende 

Ladestrom auf ein Zehntel des programmierten 

Werts zurückgegangen ist. Wird 

das externe Netzteil entfernt, schaltet der 

STBC08 ab, und es kann ein Strom von 2 

µA vom Akku an den Baustein fließen. Der 

Chip lässt sich außerdem in einen Shutdown-Modus 

schalten, in dem sich die 

Stromaufnahme am ICC-Pin auf 25 µA 

verringert. Eine Ladestromüberwachung, 

eine Unterspannungs-Sperre und eine automatische 

Wiederaufladefunktion ergänzen 

den Funktionsumfang des Bausteins. 

Das Ende des Ladevorgangs und das Vorliegen 

der Eingangsspannung werden an 

zwei separaten Status-Pins signalisiert. 


Der Hochsetzsteller 

Bei der Versorgung von Verbrauchern wie 

etwa Mobiltelefonen, MP3-Playern usw. ist 

es erforderlich, die Spannung standardmäßig 

auf 5 V zu halten. Die Li-Ionen-Zelle 

aber liefert nominell nur 3,7 V. Die Ausgangsspannung 

des Akkus muss also mit 

einem Hochsetzseller angehoben werden. 

Dieser muss zudem mit einem hohen Wirkungsgrad 

arbeiten, um die Lebensdauer 

des Akkus zu maximieren. Im vorliegenden 

Fall kommt ein L6920 mit integriertem 

Leistungsschalter und Synchrongleichrichter 

zum Einsatz. Der hocheffiziente Baustein 

benötigt nicht mehr als drei externe 

Bauelemente, um die Akkuspannung in die 

gewünschte Ausgangsspannung zu verwandeln. 

Der integrierte Synchrongleichrichter 

ist mit einem P-Kanal-MOSFET mit einem 

R DS(on) 

von 120 mΩ implementiert. Zur Anhebung 

des Wirkungsgrads wird mit variabler 

Schaltfrequenz gearbeitet. Um den 

Baustein auf eine Spannung von 5 V zu 

programmieren, ist lediglich der FB-Pin an 

Masse zu legen. Als Schutz vor länger andauernden 

Kurzschlüssen und Überlastungen 

ist am Ausgang ebenfalls ein Überlastungsschutz 

erforderlich, der sich mit einer 

selbstrückstellenden Sicherung implementieren 

lässt. Obwohl ein solcher Baustein 

eine Strombegrenzung bewirkt, wird die 

Zuverlässigkeit der Schaltung im praktischen 

Einsatz durch dieses passive Bauelement 

erheblich verbessert. 

Das komplette System lässt sich leicht auf 

einer kleinen Leiterplatte unterbringen. 

Dank des hohen Wirkungsgrads und der 

geringen Abmessungen der wichtigsten 

Bauelemente können optimal dimensionierte 

Pads und Leiterbahnen auch die 

Wärmeableitung übernehmen. Der sorgfältige 

Einsatz einer Kupferfläche, die Verwendung 

von Stromversorgungs- und 

Masse-Leiterbahnen mit der richtigen Breite 

und die Anordnung von Wärmeableit- 

Pads mit Vias unterhalb der Bauelemente 

verbessern die Voraussetzungen für den 

Dauerbetrieb bei Nennleistung mit minimaler 

Wärmeentwicklung. Wann immer 

sich Leiterbahnen auf der Ober- und Unterseite 

überlappen, lässt sich der Wärmewiderstand 

mithilfe mehrerer Vias entscheidend 

verringern, was ein kompaktes 

Design ermöglicht. Die gesamte Schaltung 

lässt sich in einem wasserdichten Gehäuse 

unterbringen, wobei es nur zu einer geringen 

Wärmeerhöhung kommt. 

Diese Abhandlung ist bewusst allgemein 

gehalten. Varianten der verwendeten Bauelemente 

mit abweichenden Nennspannungen 

und strömen können – abgestimmt 

auf die Anforderungen des Anwenders – 

verwendet werden. Die Li-Ion Ladeschaltung 

lässt sich auch mit diskreten Bauelementen 

und einem stromsparenden Mikrocontroller 

realisieren. (jj) 

n 

Die Autoren: Manoj Kumar, Imayavaramban RM 

und Ranajay Mallik sind Mitarbeiter von 

STMicroelectronics. 

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Bild: Andrea Danti - Fotolia.com 

Maximale Power 

auf minimalem Raum 

DC-Stromversorgungen mit 10 kW Leistung in 2 HE 

Mit seinen DC-Quellen der Baureihe LAB/SMS zeigt der Stromversorgungsspezialist ET System electronic was 

derzeit technisch machbar ist: Die Geräte bieten auf einer Bauhohe von nur 2 HE Leistungen bis 10 kW, bei 

Spannungen bis 1200 V und Strömen bis 500 A. 

Autor: Eric Keim 

Die DC-Quellen der Baureihe LAB/SMS von ET System 

electronic definieren einen bislang unbekannten Maßstab 

für kompakte Leistungsstärke: Durch eine erhebliche 

Wirkungsgradsteigerung bei den eingesetzten Elektronikkomponenten 

haben die Entwicklungsingenieure das Kunststück 

fertiggebracht, in einem 19“-Gehäuse mit nur 2 HE eine 

Leistung von vollen 10 kW unterzubringen. Damit bietet das LAB/ 

SMS einen Leistungsstand, mit dem die Messlatte für eine ganze 

Geräteklasse nun ein gutes Stück weiter nach oben gelegt wurde. 

Das LAB/SMS stellt Ströme bis 500 A bereit, die Ausgangsspannungen 

betragen in der Standardversion 0...40/0...80/0...150 

/0...300/0...600 und 0...1200 V DC 

. Da sich bis zu 10 Geräte parallel 

schalten lassen, können Gesamtleistungen bis 100 kW realisiert 

werden. 

Das LAB/SMS wurde für den harten industriellen Einsatz konzipiert 

und bewährt sich überall dort, wo hohe Leistung auf kleinstem 

Raum gefordert ist – also in Laboren und Prüffeldern, beim 

Test von Bauteilen in der Leistungselektronik, beim Prüfen von 

Trennschaltern oder Solarwechselrichtern, bei der Entwicklung 

von Umrichtern, als Akkumulator-Ersatz und generell bei allen 

Aufgaben in Industrie und Elektronikproduktion, bei denen hohe 

Ströme erforderlich sind. 

Schnittstellen für jede Aufgabe 

Die Baureihe LAB/SMS bietet eine ganze Reihe von Schnittstellen, 

mit denen sich sämtliche Gerätefunktionen steuern lassen, 

per LAN auch über Kontinente hinweg. Mit GPIB-Bus, RS-232, 

RS-485, USB und LAN stehen schon in der Grundversion alle 

gängigen Schnittstellen bereit – und für letztere bietet ET System 

electronic auch eine kostenlose, Browser-basierte Bedienoberfläche 

an. Zudem ist auch eine selbstkalibrierende, galvanisch getrennte 

Analog-Schnittstelle vorhanden, die sowohl in einer 5-Vwie 

auch in einer 10-V-Ausführung zur Verfügung steht. Damit 

sind die technischen Möglichkeiten aber noch nicht ausgeschöpft, 

denn jenseits seiner Standardversionen bietet das Unternehmen 

selbst für kleinste Stückzahlen und für Einzelexemplare alle 

denkbaren Modifikationen seiner Geräte an. So können bei Bedarf 

beispielsweise auch eine WLAN-Schnittstelle integriert werden, 

mit der sich dann zum Beispiel mobile Servicearbeitsplätze 

realisieren lassen. 




DC-Power 

ET System electronic entwickelt und fertigt Stromversorgungen, AC- und DC-Quellen, Labornetzteile, 

Wechselrichter und elektronische Lasten, die weltweit in zahlreichen industriellen Anwendungen 

eingesetzt werden. Das Unternehmen hat jetzt die DC-Quellen der Baureihe LAB/ 

SMS auf den Markt gebracht, die Ströme bis 500 A bereitstellen, bei Ausgangsspannungen von 

0 bis 1200 V DC 

. Da sich bis zu 10 Geräte parallel schalten lassen, können Gesamtleistungen bis 

100 kW realisiert werden. 


591ei0312 

Es gibt nur 

EinE Lösung. 

DiE bEstE. 

Schulz-Electronic 

Professional Power Supplies 

Viele Betriebsmodi 

Der professionelle Zuschnitt der DC-Quellen 

der Baureihe LAB/SMS zeigt sich nicht 

zuletzt an den vielen praxiserprobten Betriebsmodi, 

die dem Anwender die Arbeit 

enorm erleichtern. Während im UI-Mode 

die Einstellwerte für Spannung und Strom 

ohne zusätzliche digitale Regelung direkt 

an die Schaltregler weitergegeben werden, 

können im UIP-Modus (U/I-Mode mit 

einstellbarer Leistungsbegrenzung) feste 

Obergrenzen für Spannung, Strom und 

Leistung eingegeben werden. Wird dabei 

der eingestellte Maximalwert der Ausgangsleistung 

erreicht, regelt das Gerät automatisch 

die Spannung ab. Im UIR-Mode 

dagegen hält das LAB/SMS seinen Innenwiderstand 

auf dem eingestellten Wert - ein 

Feature, das besonders für Invertertests 

oder beim Test von Lasten mit hohem Anlaufstrom 

interessant ist. 

Mit dem Solarzellensimulations-Mode 

PVsim bieten die DC-Quellen zusätzlich 

auch die Möglichkeit, den Strom-/Spannungsverlauf 

einer Solarzelle nachzubilden. 

Dabei werden Leerlaufspannung, MPP- 

Spannung, Kurzschlussstrom und MPP- 

Strom (U o 

, U mpp 

, I k 

, I mpp 

) vorgegeben. Damit 

lässt sich das Verhalten von Solarmodulen 

exakt simulieren – eine Funktion, die für 

den Test von Photovoltaik-Komponenten 

wie Wechselrichtern oder Batterieladereglern 

unerlässlich ist. 

Für nutzerindividuelle Anwendungen 

bietet das LAB/SMS überdies einen Script- 

Mode. Hier erfolgt die Steuerung über ein 

Script, das auf einer MMC- oder SD-Speicherkarte 

ablegbar ist. Die DC-Quellen 

können 18 verschiedene Befehle und Scripts 

mit einer Länge bis 100 Befehlen verarbeiten. 

Damit lassen sich zum Beispiel spezielle 

Anlasskurven für 12, 24 und 42 V DC 

, wie 

sie bei Prüfanwendungen im Automotive- 

Bereich häufig benötigt werden, problemlos 

erstellen und per Knopfdruck aufrufen. 

Für die Prüfdokumentation oder die 

nachträglich Auswertung bietet das Gerät 

auch eine Datenlog-Funktion, bei der die 

Werte aller Parameter in einstellbaren Zeitabständen 

auf der Speicherkarte gesichert 

werden. Wird diese Funktion mit einer geeigneten 

Script-Steuerung kombiniert, ist 

so auch der Aufbau eines unabhängigen 

Stand-Alone-Prüfplatzes möglich. 

Brillantes Display 

Das grafische Monochrom-Display des 

LAB/SMS zeigt zusätzlich zu den aktuellen 

Mess- und Einstellwerten auch die jeweilige 

Ausgangskennlinie an. Selbst der aktuelle 

Arbeitspunkt auf der Ausgangskennlinie 

wird dargestellt, so dass der Anwender erkennen 

kann, in welchem Zustand sich das 

getestete Gerät gerade befindet. 

Auch an der Sicherheit wurde nicht gespart, 

denn um die angeschlossenen Komponenten 

und das Gerät selbst vor Überlastungen 

zu schützen, verfügt das LAB/SMS 

über eine Voltage-Limit- und eine Current- 

Limit-Funktion. Sie erlaubt es dem Anwender, 

den maximal einstellbaren Bereich für 

Spannung und Strom einzugrenzen. Die integrierte 

Over Voltage Protection schaltet 

dann das Gerät bei Überschreiten eines 

eingestellten Grenzwertes sofort ab. (jj) ■ 

Der Autor: Dipl.-Ing. Eric Keim ist Geschäftsführer 

der ET System electronic GmbH in Altlußheim. 

OEM-Stromversorgung 

Laborstromversorgung 

Hochleistungsstromversorgung 

Wir haben die Lösung - 

Hochspannungs-Stromversorgung 

Laserdiodentreiber 

Elektronische Lasten 

Bild: ET System electronic 


Die DC-Quelle 

LAB/SMS mit 2 

HE Bauhöhe und 

10 kW Ausgangsleistung. 

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Dr.-Rudolf-Eberle-Straße 2 

76534 Baden-Baden 

Fon 07223.9636.30 

Fax 07223.9636.90 

vertrieb@schulz-electronic.de 

www.schulz-electronic.de


Bild: S.John - Fotolia.com 

Smart Meter für das Smart Home 

Internet-fähige Embedded-Designs rationalisieren 

Die Ausrüstung für das Smart Grid zählt zu den vielen Anwendungen, die von einer schnelleren, reibungsloseren 

Web-Server-Integration in Embedded-Designs profitieren würden. Mit der Mikrocontrollerserie TMPM369 vereint 

Toshiba Electronics die Vorteile des ARM Cortex-M3 Core mit umfangreicher Peripherie für die Datenanbindung 

und industrielle Steuerungen. 

Autor: Roland Gehrmann 

Das Konzept des intelligenten Stromnetzes (Smart Grid) 

hat sich als Reaktion auf die weltweite Besorgnis über den 

Klimawandel und die Nachhaltigkeit fossiler Brennstoffe 

entwickelt. Auch die stetig steigenden Anforderungen an 

das Stromnetz tragen dazu bei, da immer mehr elektrische und 

elektronische Geräte zum Bestandteil unseres täglichen Lebens 

werden. 

Durch eine 2-Wege-Kommunikation zwischen den Stromversorgungsunternehmen 

und den beim Endverbraucher vorhandenen 

Einrichtungen, sind die Versorger mithilfe von Smart-Grid- 

Anwendungen in der Lage, den Verbrauch besser zu verwalten. 

Damit lässt sich ein übermäßiger Spitzenverbrauch verhindern 

und ein nachhaltiger Verbrauch über einen längeren Zeitraum fördern. 

Eine wichtige Funktion ist beispielsweise die Tarifanpassung, 




Bilder: Toshiba Electronics 

Bild 2: 

Strategie für 

das Request- 

Handling. 

Bild 1: Der embOS/IP Web-Server Protokoll-Stack. 

damit Geräte beim Endverbraucher weniger dringliche Aufgaben 

in Zeiten mit geringerem Energiebedarf erledigen können. Intelligente 

Geräte nutzen somit stets den kostengünstigsten Strom, was 

Geld einspart und eine effiziente und wirtschaftliche Nutzung der 

erzeugten Energie garantiert. 


Mikrocontroller als Plattform für stromsparende 

Smart Meter 

ARM Cortex-M3-Mikrocontroller bieten eine ideale Plattform für 

stromsparende, hochleistungsfähige Embedded-Systeme wie Smart 

Meter. Internet-Anbindung ist heute eine wichtige Voraussetzung für 

jede Anwendung, die sich „smart” (intelligent) nennen will. Umfangreiche 

Unterstützung bei der Integration des Web-Servers ist daher 

eine wichtige Voraussetzung für Entwickler, die eine optimale Plattform 

für neue Smart-Designs bereitstellen wollen. 


599ei0312 

Das Smart Grid zur Realität machen 

Der Übergang von herkömmlichen Netz-Infrastrukturen und 

Geräten hin zu einem Smart-Modell ist ein erheblicher Aufwand, 

der die landesweite Aufrüstung gewöhnlicher Stromzähler auf 

neue Smart Meter erfordert. Diese sind dann imstande, Daten 

mit dem Versorgungsunternehmen auszutauschen, Daten wie 

zum Beispiel Tarifinformationen zu speichern und die Stromversorgung 

für Geräte vor Ort beim Endanwender zu steuern. Die 

Geräte selbst müssen auch aufgerüstet werden, um auf Ein-/Aus- 

Befehle des Smart Meters reagieren zu können. Hier ergeben sich 

also zahlreiche Möglichkeiten für Embedded-Systeme, die eine 

intelligentere Nutzung von Energie im Haushalt der Zukunft ermöglichen. 

Obwohl die genaue elektronische Messung des Stromverbrauches 

heute längst etabliert ist, sind die Ansätze zur Umsetzung intelligenter 

Funktionen weniger ausgereift und entwickeln sich 

schnell weiter. Die Funktionen und das Design von Smart Metern 

ändern sich schnell, sobald der Markt die Anforderungen und die 

beste Möglichkeit, diese umzusetzen, neu festlegt. Zu den wichtigen 

Funktionen, die sich mittlerweile etabliert haben, zählen eine 

äußerst stromsparende Plattform sowie verschiedene Möglichkeiten 

der Datenanbindung, die erforderlich ist, um mit dem Versorgungsunternehmen 

in Kontakt zu treten. Dies geschieht meist über 

die Netzleitung (Powerline) oder über eine Funkverbindung. Hinzu 

kommen die Anbindung von Endgeräten im Haushalt und der 

Support für eine Internet-basierte Kommunikation, mit der Verbraucher 

ihr Haus bzw. ihre Wohnung und entsprechende Geräte 

aus der Ferne, zum Beispiel über ein Smartphone oder über einen 

PC steuern können. 

Als Gateway zwischen dem Energieversorger, angebundenen 

Geräte und dem Hausbesitzer kann das Smart Meter zur Vision 

eines komfortablen, fernbedienbaren Hauses beitragen. Der Besitzer 

kann dann die Heizung, das Licht, Sicherheitseinrichtungen 

und andere Komfortfunktionen von überall aus über das Internet 

ansteuern. 

Das komplette Stromversorgungsprogramm 

Programmierbare Labor- und Hochleistungsnetzgeräte 

• Leistungen 640W bis 150kW 

• Spannungen 0...32V bis 1500V DC 

• Ströme 0...10A bis 5100A 

• μ-Prozessor gesteuert 

• Für Photovoltaik und E-Vehicle Anwendungen 

• PV Array Simulation (Für MPPT Test, run-in Test) 

• Li- Batterieladung, Li-Batteriesimulation 

• Flexible Ausgangsstufe 

• Speicherbare Gerätekonfiguration 

• Integrierte Sequenz-Funktion 

• Innenwiderstandsregelung optional 

• Kombinierte Quellen- und Lastschränke 

• Tischversion, 19“-Einschub und 19“ Schranksysteme 42HE 

• Schnittstellen: Analog / CAN / IEEE / Ethernet / RS232 / USB 

• Bedienersoftware 

Programmierbare Elektronische DC-Lasten 

• Leistungen 400W bis 100kW 

• Spannungen 0...80V bis 750V DC 

• Ströme 0...25A bis 600A 

• μ-Prozessor gesteuert 

• Betriebsmodi CC+CV+CP+CR 

• Alle Werte gleichzeitig im Display 

• Für automatische Prüfsysteme 

• Luft- oder wassergekühlt 

• Für PV Arrays bis 750V 

• Für Lithium (E-Vehicle) und Ultracap Entladung 

• Dynamische Testfunktionen, Batterietestfunktion 

• Kombinierte Quellen- und Lastschränke 

• Tischversion, 19“-Einschub und 19“ Schranksysteme 42HE 

• Schnittstellen: Analog / CAN / IEEE / Ethernet / RS232 / USB 

• Bedienersoftware 

EA Elektro-Automatik GmbH & Co. KG Helmholtzstr. 31- 33 D-41747 Viersen Tel: +49 (0) 21 62 / 37 85 -0 Fax: +49 (0) 21 62 / 1 62 30 

ea1974@elektroautomatik.de www.elektroautomatik.de


Bild 3, links: Systemstatus-Information, die über eine Internetverbindung 

gesammelt wurden. 

Bild 4, oben: Das Starterkit beschleunigt die Markteinführung. 

Die Grundlage des Smart Meters 

Heute gibt es eine Vielzahl von Mikrocontrollern, die den Standard-Prozessor-Core 

ARM Cortex-M3 mit Ethernet- und USB- 

Schnittstellen und der Möglichkeit kombinieren, ein externes 

Funk- oder Powerline-Modem anzuschließen. Solche Bausteine 

sind ideal für fortschrittliche Stromzähler und lassen sich auch in 

verschiedenen Sensor- und Steuerungsanwendungen einsetzen. 

Die Integration einer Internet-Anbindung kann allerdings etwas 

komplex sein. Obwohl der Mikrocontroller die notwendigen 

Hardware-Funktionen bietet, wie zum Beispiel einen 10/100/1000 

Ethernet-Controller, muss der Entwickler die Web-Server-Software 

eigenständig integrieren. Die Wahl der geeigneten Software 

kann komplex und verwirrend sein und erfordert den Vergleich 

vieler unterschiedlicher Angebote von Drittanbietern. Die Leistungsfähigkeit 

und Qualität des Endergebnisses hängt dann von 

einer zufriedenstellenden Interaktion zwischen dem Web-Server, 

dem Mikrocontroller und seinem Betriebssystem ab. 

Mit der TMPM369-Serie vereint Toshiba Electronics die Vorteile 

des ARM Cortex-M3 Core mit umfangreicher Peripherie für die 

Datenanbindung und industrielle Steuerungen, wie zum Beispiel 

CAN2.0B, 10/100 Ethernet und USB, mehrere A/D- und D/A- 

Wandler-Kanäle und präzise Timer. Toshibas integrierter Oscillation 

Frequency Detector (OFD) in Hardware-Ausführung garantiert, 

dass Haushaltsgeräte den obligatorischen Sicherheitsstandard 

IEC 60730 (Klasse B) erfüllen. Entwickler können eine Internet- 

Anbindung für Geräte wie Smart Meter als auch für industrielle 

Steuerungen und Datennetzwerk-Einrichtungen schnell implementieren, 

indem sie Toshibas Entwicklungs-Umgebung nutzen, 

das eine einfache und effiziente Integration eines Web-Servers auf 

einem Mikrocontroller ermöglicht. 

Für dieses System arbeitet Toshiba mit dem Tool-Anbieter Atollic 

und dem Embedded-Software-Spezialisten Segger zusammen. 

Seggers embOS/IP Web-Server ist ein CPU-unabhängiger TCP/ 

IP- und HTTP-Stack, der in das Betriebssystem embOS integriert 

ist. Der Stack ist so optimiert, dass er in einer kostengünstigen 

Embedded-Umgebung effizient arbeitet. Er nimmt nur wenig Speicherplatz 

ein, weist eine einfache Treiberstruktur auf und bietet 

eine API, über die sich Applikationen mit Standard-C-Socket-Bibliothek 

einfach portieren lassen. 

Optimierte Embedded Web-Server 

Der embOS/IP Web-Server bietet Transport-, Netzwerk- und 

Link-Layer-Protokolle, die das HTML-Protokoll auf Anwendungsebene 

unterstützen (Bild 1). Der Stack lässt sich auch für zusätzliche 

Anwendungen erweitern, indem andere Applikations-Layer- 

Protokolle wie FTP und SMTP hinzugefügt werden. 

Der Web-Server ermöglicht es einem Embedded-System wie 

beispielsweise einem Smart Meter, Webseiten mit dynamisch generierten 

Inhalten darzustellen. Er bietet eine Common Gateway Interface 

(CGI) Anbindung und unterstützt alle Funktionen, die von 

einem Embedded-System benötigt werden, u.a. mehrere Verbindungen, 

Authentifizierung und Formulare. Ein wesentlicher Vorteil 

für Embedded-Lösungen ist deren geringe RAM-Nutzung, was 

durch intelligentes Buffer-Handling erreicht wird. Entwickler können 

damit die Gesamtgröße, die Kosten und den Stromverbrauch 

der Lösung minimieren. Der Web-Server HTML-Stack kann mit 

jedem RFC-konformen TCP/IP-Stack verwendet werden. 

Bild 2 beschreibt die Strategie des Web-Servers für das Handling 

von HTTP-Anfragen (Requests). Eine übergeordnete Task wartet 

auf eine eingehende Verbindung und weist die Anfrage auf eine 

untergeordnete Task zu. Bei jedem Empfang einer Anfrage extrahiert 

der Web-Server die Parameter für das Handling der Webseite 

und leitet Befehle an die Benutzeranwendung weiter. Der Screenshot 

in Bild 3 zeigt, wie der Web-Server zur Ausgabe von Systeminformationen 

verwendet werden kann. 

Markteinführung 

Das optimierte System umfasst Mikrocontroller; einen effizienten 

Embedded-Web-Server sowie Entwicklungs-, Code-Analyse- und 

Testautomatisierungs-Tools in Atollics True Studio, True Analyzer 

und True Inspector. Damit vereinfacht und beschleunigt sich die 

Entwicklung vernetzter Smart Devices. Eine weitere Hilfe bei der 

Entwicklungsarbeit bietet das Starterkit (STK) in Bild 4. Mit dieser 

Plattform kann die Softwareentwicklung praktisch sofort beginnen. 

Als fertig einsetzbare Hardware unterstützt das Kit die Entwicklung 

verschiedener Embedded-Anwendungen und bietet 

zahlreiche Anwenderschnittstellen, eine Motorsteuerungsschnittstelle 

sowie Standard-Datenanbindung. 

Durch die Vereinigung dieser Ressourcen wird eine Entlastung 

der Entwickler bei der Auswahl, Integration und Optimierung eines 

Embedded Web-Servers für die Kommunikation von Smart 

Metern über das Internet erreicht. (jj) 

n 

Der Autor: Roland Gehrmann ist Manager Consumer and Industrial IC 

Marketing bei Toshiba Electronics. 



VTT-Busabschlussregler 

Alternative zu DDR-Power-Lösungen 


EFFICIENT 

POWER 

SUPPLIES 

von 

Bilder:Enpirion 

Der Anbieter von integrierten Power Management 

IC-Lösungen, Enpirion, hat ein 

weiteres Mitglied seines Power IC-Portfolios 

für DDR-Busabschluss-Regler auf den 

Markt gebracht. Der Enpirion EV1320 ist 

als Stromquelle und -senke für Dauerströme 

bis 2 A ausgelegt. Mit einem Wirkungsgrad 

von bis zu 96 % ermöglicht der DDR- 

Busabschluss-Regler Leistungseinsparungen 

von 1,4 W gegenüber einer traditionellen 

Lösung, die auf Low-Drop-Out-Reglern 

(LDO) basiert, bei vergleichbar niedrigen 

Kosten und geringer Grundfläche. 

Der VTT-Regler EV1320 akzeptiert eine 

Eingangsspannung von 0,95 bis 1,8 V. Das 

Bauteil ist verfügbar in einem 3 mm x 3 

mm x 0,55 mm hohen QFN-Gehäuse und 

benötigt für die gesamte Lösung nur 80 

mm 2 Platz auf der Leiterplatte. Mehrere 

Bauteile können parallel betrieben werden, 

um hocheffiziente, kosten- und platzsparende 

Lösungen für Anwendungen zu liefern, 

die große DDR-Speicherergänzungen 

verwenden. 

„Jede Generation von elektronischen 

Produkten trägt neue Merkmale, Funktionen 

und Rechenressourcen bei, die wiederum 

das Anwachsen der DDR-Speicherkapazität 

antreiben bis zum dem Punkt, an dem 

die Speicher-Terminierungsleistung entscheidend 

wird”, sagte Mark Cieri, Director, 

Business Development and Marketing, Enpirion. 

„Der EV1320 versetzt Designer in 

die Lage, den Leistungsverbrauch des Speicher-Subsystems 

bedeutend zu reduzieren, 

ohne auf teurere und größere Spannungsregler-basierte 

Optionen für die DDR-Terminierung 

ausweichen zu müssen.” 


Einsatz des Speicherbusabschlussreglers VTT 

EV1320. 

Die maßgeschneiderte VTT-Regler-Lösung 

EV1320 entspricht den JEDEC-Spezifikationen 

für DDR2/DDR3/QDR sowie 

Low-Power DDR3/DDR4 VTT-Anwendungen. 

Nachfolgend sind spezifische Herausforderungen 

zusammengefasst, der sich 

Designer bei der Implementierung von Lösungen 

der DDR-Terminierungsleistung 

gegenübersehen und wie das Bauelement 

helfen kann, diesen Herausforderungen zu 

begegnen. 

Die Power-Management-Lösungen erzielen 

eine MTBF von 21.800 Jahren. Die 

Bauteile sind für den industriellen Einsatz 

ausgelegt und haben bis +85 °C Umgebungstemperatur 

kein Derating. Die Power 

SoCs sind als komplettes Power-System 

spezifiziert, simuliert, charakterisiert, geprüft 

und in der Fertigung getestet. Wie 

alle Enpirion SoCs erfordert der EV1320 

weniger Designschritte mit einer deutlich 

geringeren Zahl an Entwurfszyklen im 

Vergleich zu diskreten Schaltreglern. Des 

Weiteren stehen geprüfte Gerber-Files zur 

Verfügung. (jj) 

n 

infoDIREKT 

587ei0312 

Die Bauhöhe des 

Busabschluss- 

Reglers EV1320 

von nur 0,55 mm 

ermöglicht auch 

die Befestigung 

auf der 

Leiterplattenunterseite. 

• DC/DC-Wandler 

• medizinische 

Netzteile 

Distributed by 

Lechwiesenstr. 9 · 86899 Landsberg/Lech 

Telefon 08191-911 720 

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Lüfterlos 

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-30…+70 °C 


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Neue Produkte 

Power-Brick-Ausführung 

60 W AC/DC-Stromversorgungen 

Optimiertes Regelverhalten 

1 W DC/DC-Wandler 

Bild: Micro Power Direct/Compumess 

Die Netzteile der Familie MPM- 

60PB werden von Micro Power 

Direct (Vertrieb: Compumess) als 

Power-Brick-Ausführung angeboten, 

weil die insgesamt sechs 

Schaltregler trotz 60 W Aus- 

gangsleistung in einem kompakten 

und zugleich robusten Plastikgehäuse 

der Größe 10,9 cm x 

5,85 cm x 1,18 cm mit Industrie- 

Pin-Out untergebracht sind. Sie 

erfüllen EN 60950, die Filterung 

erfolgt standardmäßig nach EN 

55022, Klasse B. Am Eingang 

können Wechselspannungen von 

85 bis 265 V anliegen, an den 

Einfach-Ausgängen stehen je 

nach Version die geregelten 

Gleichspannungen 5, 9, 12, 15, 

24 oder 48 V zur Verfügung. 

infoDIREKT 

579ei0312 

Bild: Tracepower 

Das umfangreiche DC/DC-Konverter-Programm 

von Tracopower 

wurde um zwei 1 W-Serien mit 

Industriestandard-Pinning erweitert. 

Diese Baureihen verfügen 

über eine E/A-Isolationsspannung 

von 1000 (Serie TRA-1), bzw. 

3000 V DC (Serie TRV-1) und sind 

nach UL/IEC/EN 60950-1 spezifiziert. 

Verglichen mit ungeregelten 

DC/DC-Wandlern bieten sie eine 

wesentlich verbesserte Ausgangsstabilisierung 

bei wechselnden 

Lasten. Die Eingangsspannungen 

reichen von 5 bis 24 

V DC. Es sind geregelte Ausgangsspannungen 

mit 5, 9, 12, 15, ±5, 

±12 und ±15 V DC verfügbar. Bei 

einem Wirkungsgrad von 89 % ist 

ein Betrieb von -40...+85 °C ohne 

Derating möglich. 

infoDIREKT 

584ei0312 

Jetzt auch mit GPIB und Analog-Schnittstelle 

Labornetzgeräte 

Ladeschaltung ist integriert 

11,1 V/2,6 Ah Batterie-Pack 

Bild: TTi/Telemeter 

Die Labornetzgeräte der Serie 

PL von TTi (Vertrieb: Telemeter 

Electronic) ist bereits seit einem 

Jahr auf dem Markt und jetzt 

erweitert und verbessert worden. 

Die Labornetzgeräte bieten 

jetzt noch mehr Möglichkeiten, 

sie in automatische Prozesse 

einzubinden. Die Schnittstellen 

RS-232, USB und LAN werden 

nun um die GPIB- und Analog- 

Schnittstelle erweitert. Durch 

die kompakten Abmessungen 

ist es möglich, 4 Netzgeräte mit 

3 HE in einem 19“-Einschub zu 

verwenden. 

infoDIREKT 

583ei0312 

Bild: Globtek 

Das Batterie-Pack GS-1907 von 

Globtek besteht aus drei Li-Ion- 

Zellen des Herstellers Samsung in 

3S-1P-Konfiguration und liefert 

28,86 Wh (2,6 Ah). Es enthält eine 

Batterieladeschaltung, spezielle 

Sicherheitsschaltungen und kann 

standalone Power von Globteks 

externer 18 V DC-Stromversorgung 

GT-41062 beziehen. Das 

Batteriepack ist kompatibel zu 

UL1642, UL 2054, UN38.3 und 

CE-Standards. Kundenspezifische 

Anpassungen inklusive Steckverbinder, 

Kunststoff-Gehäuse und 

Zellen-Konfigurationen sowie Made 

in USA-Optionen auf Anfrage. 

infoDIREKT 

581ei0312 

Für Windenergieanlagen 

100 bis 450 V DC-Eingang 

Kleiner Formfaktor 

2000 W DC-Ausgangsleistung 

Bild: MTM Power 

Für den Einsatz in Windenergieanlagen 

hat MTM Power den wartungsfreien 

Gleichspannungswandler 

PCMDS150 350 S24 UK 

entwickelt. Der Wandler wird direkt 

aus dem batteriegestützten 

Gleichspannungsnetz in Windenergieanlagen 

versorgt. Sein 

weiter Eingangspannungsbereich 

von 100...450 V DC ermöglicht 

dabei eine optimale Ausnutzung 

der vorhandenen Batteriekapazität. 

Die Elektronik ist durch thermoselektiven 

Vakuumverguss 

vollständig gekapselt. Der Wandler 

arbeitet nach dem Push-Pull- 

Prinzip; eine Remote-Control- 

Funktion ermöglicht das Schalten 

des Wandlers in einen energiesparenden 

Stand-by-Modus. Die 

Ausgangspannung von 24 V (6,25 

A) wird überwacht und lässt sich 

über einen potentialfreien Power- 

Good-Kontakt extern auswerten. 

Die Wandler sind permanent leerlauf- 

und kurzschlussfest. 

infoDIREKT 

578ei0312 

Bild: Mean Well/Emtron 

Mean Well (Vertrieb: Emtron electronic) 

hat das Angebot im Hochwattbereich 

weiter ausgebaut. 

Das RSP-2000 ist eine Stromversorgung 

mit einer Einbauhöhe von 

1U und einer Ausgangsleistung 

von 2000 W. Im Produktportfolio 

rundet es das Sortiment von AC/ 

DC-Netzteilen in geschlossener 

Bauweise mit Parallel-Funktion 

und PFC ab. Die volle Ausgangsleistung 

steht bis zu einer Umgebungstemperatur 

von 50 °C zur 

Verfügung. Über eine Trimm- 

Funktion mit besonders weitem 

Einstellbereich lässt sich die Ausgangsspannung 

zwischen 40 und 

115 % des Nennwerts justieren 

(für 12 V Ausgangsspannung: 60 

bis 115 %). Gesteuert wird der 

Ausgang dabei über eine Steuerspannung 

zwischen 1 und 4,7 V. 

Für den Anwender ergibt sich aus 

diesem großen Regelbereich eine 

außerordentlich hohe Flexibilität 

bei ihrer Systemauslegung. 

infoDIREKT 

582ei0312 




Neue Produkte 

Erweiterter Temperaturbereich 

Robuste DC-USV mit IP67 

Im 2HE-Format 400 W Ausgangsleistung 

Programmierbare Labornetzteile 

Bild: Bicker Elektronik 

Die DC-USV UPSI-2402-IP-CY von 

Bicker Elektronik stellt die zuverlässige 

DC-Spannungsversorgung 

von 24-V-Verbrauchern sicher. 

Das Aluminiumgehäuse enthält 

die komplette DC-USV-Elektronik 

und die besonders langlebigen 

Cyclon-Batteriepacks, welche einen 

Betriebstemperaturbereich 

von -30...+70 °C ermöglichen. 

Zudem ist die DC-USV staub- und 

wasserdicht nach Schutzart IP67. 

Das µC-gesteuerte Gerät ist für 

eine Eingangsspannung von 24 V 

DC (22,5 bis 30 V) bei 5 A ausgelegt 

und liefert im Normalbetrieb 

eine Ausgangsspannung, die ca. 

0,5 V unterhalb der Eingangsspannung 

liegt. Im Batteriebetrieb 

stellen die wartungsfreien Longlife-Batteriezellen 

eine Ausgangsspannung 

von etwa 19 bis 29 V C 

zur Verfügung. Mit Hilfe der integrierten 

Kommunikationsschnitt- 

stelle und der optional erhältlichen 

USV-Management-Software 

RUPS2000-B1 kann ein angeschlossenes 

PC-System anschließend 

kontrolliert heruntergefahren 

werden. Sollte die 

Netzspannung während der eingeleiteten 

Shutdown-Phase zurückkehren, 

sorgt die Reboot- 

Funktion der DC-USV dafür, dass 

nach 10 s der PC automatisch 

wieder gestartet wird. Die Betriebssicherheit 

gewährleisten 

Schutzfunktionen wie Tiefentladeschutz 

(19 V DC, ±2 %), Überlastschutz 

am Ausgang (10 A für 

2 s mit Abschaltung) und Kurzschluss-Schutz. 

Im abgedichteten 

Gehäuse verhindert ein 

Druckausgleichselement mit 

Membranfolie die Entstehung 

von Kondenswasser. 


Bild: TDK-Lambda 

Mit Z+ hat TDK-Lambda programmierbare 

Labornetzteile im 

2HE-Format auf den Markt gebracht. 

Das erste Gerät ist das 

Z+400 mit 400 W Ausgangsleistung 

bei Ausgangsspannungen 

bis 100 V DC und Ausgangsströmen 

bis 75 A; weitere Geräte mit 

200, 600 und 800 W in derselben 

Gerätegröße folgen in den nächsten 

Monaten. Das Z+400 ist nur 

70 mm breit, so dass bis zu 6 

Netzteile nebeneinander in ein 

19“-Rack passen. Für den Einsatz 

als Tischgerät stehen Optionen 

wie frontseitige Laborbuchsen 

und Doppelgehäuse zur Verfügung. 

Die Z+-Netzteile besit- 

zen auch einen Generator für 

beliebige Funktionskurven, der 

bis zu sechs vorprogrammierte 

Funktionen speichern kann. Außerdem 

verfügen sie über eine 

schnelle Kommandoverarbeitung 

und bieten Ausgangssequenzierung 

und zwei programmierbare 

Ausgangs-Pins. Die Z+400-Reihe 

arbeitet wahlweise als Konstantstrom- 

oder Konstantspannungsquelle 

und hat einen Weitbereichseingang 

85...265 V AC 

mit aktiver PFC, Lüfter mit variabler 

Geschwindigkeit sowie viele 

Sicherheitsfunktionen. Des Weiteren 

sind USB-, RS-232- und 

RS-485-Schnittstellen standardmäßig. 

Optional ist das 

GPIB-Interface, es entspricht 

IEEE-488.2 SCPI 

und ist multidrop-fähig; 

Treiber für LabVIEW und 

LabWindows stehen zur 

Verfügung. Die optionale 

isolierte analoge Steuerung 

und Überwachung 

erfolgt wahlweise über 

0...5 V-, 0...10 V- oder 

4...20 mA-Steuersignale. 

Auch eine LAN-Schnittstelle 

gemäß LXI-C ist 

erhältlich. 


Der Kopf sagt ja 

Und der Bauch? Das Vertrauen von Kunden in aller Welt gibt uns das sichere Gefühl, den richtigen Weg 

zu gehen. Wir kennen die Dynamik der Märkte und reagieren auf ihre besonderen Herausforderungen mit 

der optimalen kundenspezifischen Lösung. Innovative Stromversorgungen mit dem Optimum an Energieeffizienz, 

Wirkungsgrad und Zuverlässigkeit machen uns zum gefragten Partner. 

Gebrüder Frei GmbH & Co. 72461 Albstadt Telefon +49 7432 202-111 info-sv@frei.de www.frei.de


WLAN, die alternative Verkabelung 

Funktionelle Eigenschaften: WLAN-Module und deren Inbetriebnahme 

Schaut man sich die diversen WLAN-Module der Hersteller an, dann stellt man fest, dass diese sich eigentlich, 

was die funktionellen Eigenschaften angeht, nur unwesentlich voneinander unterscheiden. Der Beitrag betrachtet 

die diversen Möglichkeiten anhand des Portfolios des koreanischen Herstellers Wiznet sowie deren 

Inbetriebnahme. 

Autor: Klaus Vogel 

Internetzugang im privaten Haushalt wird von vielen heute als 

selbstverständlich angesehen. Geht man weiter davon aus, daß 

es sich bei der Mehrzahl der Installationen um solche handelt, 

bei denen beim Bau nicht gleich ein CAT5-Kabel verlegt wurde 

und eine Verbindung vom Rechner zum Router räumlich getrennt 

und somit schlecht mit Kabel zu realisieren war, kam eigentlich 

nur noch eine drahlose, also Wireless-Lösung in Betracht. 

Aus diesem Ansatz heraus denken viele beim Begriff WLAN sofort 

an ihren heimischen Internetzugang, sprich irgendeine Box, 

die irgendwo im Keller an der Decke hängt. Wer schon einmal mit 

seinem Laptop mit einem geeigneten Netzwerkanalyseprogramm 

– das gibts im Internet zum Runterladen – um den Häuserblock 

gezogen ist, war sicherlich erstaunt, wieviele Netzwerkkennungen, 

mit zum Teil phantasiereichen Namen oder aber auch solchen, die 

eindeutige Hinweise auf den betreibenden Nachbarn geben, zu finden 

sind. 

Solch ein Programm zeigt aber auch sehr gut auf, wo die Grenzen 

oder vielleicht auch Schwächen liegen. Technisch bedingt, liegen 

die erzielbaren Reichweiten im wahrsten Sinne des Wortes im 

überschaubaren Bereich. 

WLAN wird durch den IEEE 802.11.a-g bzw. n beschrieben, wobei 

der Buchstabe am Ende die mögliche Datenübertragungsrate 

kennzeichnet. Als Übertragungsfrequenz dienen 2,4 GHz. Bei dieser 

sehr kurzwelligen Frequenz ist eine quasi optische Sichtverbindung 

hilfreich. Dicke Wände, möglicherweise mit viel Eisenarmierung 

oder größere Gegenstände können die Übertragung stark 

einschränken, was sich in kurzen überbrückbaren Distanzen und 

einem geringen Datendurchsatz niederschlägt. 

Abgesehen vom weit verbreiteten kabellosen Internetzugang, 

nimmt die Zahl der Anwendungen immer mehr zu. Prinzipell 

kann man im ersten Ansatz alles, was mal mit Kabel und irgendeinem 

Stecker miteinander verbunden war, wireless verbinden, sofern 

es funktionell und auch von den Kosten Sinn macht. 

Anwendungskonzepte, an denen heute bereits entwickelt wird, 

reichen vom Diagnosesystem im Kfz, welches beim Einfahren in 

die Werkstatthalle über WLAN zum stationären System in der 

Halle Kontakt aufnimmt, um die gespeicherten Erkenntnisse, wie 

Störfälle oder andere für den Service wichtige Daten zu übermitteln. 

Des Weiteren sind die gelegentlich anfallenden Software-Updates 

über diesen Link herunterladbar. 

Bild: lassedesignen - Fotolia.com 




Bild 4: Einsatz als Gateway. 

Bild 2: Startseite in der Browser-Konfigurationsansicht. 

Bild 5: Einsatz als Client. 

Bild 1: WIZ6000-Modul als Komplettgerät 

im Gehäuse mit Dipolantenne. 

Bild 3: Konfigurationstool. 

alle Bilder: Wiznet/Acal BFI 

Bild 6: AT-Komandos zur 

Konfiguration als Device 

Server. 

Ein anderes Szeanrio kann in der Notwendigkeit bestehen, bereits 

installierte Fertigungssteuerungen, die seit Jahren installiert 

sind, nachzurüsten und zu vernetzen; erfolgt diese Nachrüstung 

drahtlos, entfällt eine möglicherweise schwierige und aufwändige 

Verkabelung. 

Gateway-Modul 

Das WIZ610wi ist ein Gateway-Modul und verfügt über eine 

Bridge von seriell RS-232 oder Ethernet zu IEEE-802.11 b/g drahtloser 

Kommunikation. Damit ist es möglich, Geräte mit RS-232 

oder Ethernet-Anschluss zu einem drahtlosen Netzwerk zusammenzufügen 

und beispielsweise Fernwartung, Überwachung oder 

Systemmanagementaufgaben zu bewältigen. Das Modul kann außer 

als Gateway auch als Access Point oder Client konfiguriert und 

eingesetzt werden. Um die Kommunikation gegen An- und Eingriffe 

zu schützen, werden 64/128 Bit WEP, WPA und WPA2 (AES) 

unterstützt. Als Datendurchsatz stehen maximal 25 Mbit/s zur 

Verfügung und mit Abmessungen von 39 x 32 x 4,7 mm 3 eignet es 

sich recht gut, um bestehende Systeme aufzurüsten. Basierend auf 

diesem Modul steht auch eine Komplettlösung im Gehäuse mit allen 

Anschlüssen und Netzteil zur Verfügung, das über entsprechende 

Flansche, wo immer nötig, montiert werden kann (Bild 1). 

Die Inbetriebnahme erfolgt relativ einfach über einen Browser 

(Bild 2). Über die Default IP-Adresse und das Admin Login-Fenster 

gelangt man direkt in die Konfigurationsoberfläche. Hier kann 

der Betriebsmodus Client, Gateway oder Access Point und die Sicherheitseinstellungen 

wie WEP, WPA, bzw. WPA2 vorgenommen 

und der Schlüssel festgelegt werden. Festlegung der IP-Adresse 

oder ob DHCP-Modus ist selbstverständlich ebenfalls, wie weitere, 

vom heimischen Router bekannte Einstellmöglichkeiten, gegeben. 

Genau Auskunft gibt hier das User Manual zum WIZ610wi. 

Abgesehen von der Browser-Methode stellt Wiznet ein Konfigurationsprogramm 

auf der Wiznet-Homepage zur Verfügung, über 

welches das Modul ebenfalls konfiguriert werden kann. Hierzu 

wird das Modul über Ethernet- und RS-232-Kabel mit dem PC 

verbunden. Über den dargestellten Screen (Bild 3) können die un- 


Wider dem Kabelsalat 

Der Beitrag betrachtet die diversen Möglichkeiten von WLAN-Modulen 

anhand des Portfolios des koreanischen Herstellers Wiznet sowie 

deren Inbetriebnahme. Je nach Anwendungsfall stehen Module unterschiedlicher 

Größenordnung, was die Leistungsfähigkeit und Ausstattung 

angeht, zur Verfügung. 


593ei0312 

The PCB 

Design Revolution 

CR-8000 

Die weltweit erste Multiboard PCB-Design-Lösung auf Systemebene 

View 

the video 

Three dimensions Two hands One environment 

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 03 / 2012 45 

Für weitere Informationen besuchen Sie uns unter: zuken.com/revolution-cr8000


Bild 7a: Buchse Bild 7b: Lötanschluss Bild 7c: Chipantenne 

terschiedlichen Konfigurationen eingestellt und Tests durchgeführt 

werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, einen Test 

einer Umsetzung von seriell auf wireless durchzuführen, wobei 

hierbei allerdings nicht die Funkstrecke, sondern nur die korrekte 

Umsetzung getestet wird. 

Praktische Randfunktion dieses Tools ist die Möglichkeit, über 

den Search-Mechanismus ein Modul zu erkennen, dessen IP-Adresse 

nicht bekannnt ist, um sich dann anschließend über das 

Browser Admin-Fenster einzuloggen. 

Die Bilder 4 und 5 zeigen zwei grundsätzliche Einsatzarten, einmal 

als Gateway und einmal als Client. Geht es darum Fertigungsmaschinen 

nachträglich zu vernetzen, ohne das Kabel verlegt werden 

sollen, führt der Einsatz eines Moduls als Client konfiguriert 

über RS-232 mit der Maschine verbunden, schnell zum Ziel. 

Client-Anbindung mit Wiz Fi 210/220 

Geht es darum, Client-Anbindungen zu realisieren, steht von Wiznet 

mit der Serie Wiz Fi 2xx eine weitere Modulreihe zur Verfügung. 

Der Hauptunterschied besteht in der Baugröße, der Ausgangsleistung, 

einer anderen Wahlmöglichkeit bei den Schnittstellen 

und der kleineren Übertragungsrate. Die Grundidee besteht 

darin, über eine serielle Schnittstelle Wi-Fi-Anbindung zu einem 

bestehenden System herzustellen. Hierzu wird die Firmware der 

µC-Zielapplikation minimal angepasst, um über einfache AT- 

Kommandos das Modul zu konfigurieren. 

Als Betriebsart stehen DHCP oder statische IP-Adresse, TCP 

oder UDP, Server oder Client-Betrieb zur Verfügung. Ein implementiertes 

dynamisches Powermanagement ermöglicht eine Optimierung 

des Leistungsverbrauchs. Ein Betrieb als Access Point im 

802.11 b/g/n Standard ist mit Datenraten von 11 Mbit/s nach 

802.11 b möglich. Als Sicherheitsstandard kann auf WEP, WPA, 

WPA2-PSK zurückgegriffen werden. 

Bild 8: So sieht es 

beim Autor in der 

Umgebung aus, 

die letzte Zeile 

zeigt das 

Wiznet-Modul, 

davor steht ein 

üblicher Repeater. 

Die Konfiguration erfolgt über seriell übertragene AT-Kommandos. 

Bild 6 zeigt auf, wie die AT-Strings aufgebaut sind, um beispielsweise 

einen Betrieb als Server in einem bestehenden Netz (SSID -> 

WizFiDemoAP), mit Verschlüsselung aufzusetzen. Um die Erstellung 

solch eines Skriptes zu vereinfachen, stellt Wiznet ein Tool zur 

Verfügung, mit welchem das Modul schrittweise konfiguriert bzw. 

ein lauffähiges Skript generiert werden kann. Das Modul steht in 

zwei Grundversionen, mit und ohne Booster, zur Verfügung. 

Mit einem Speicherkommando lassen sich zwei verschiedene 

Konfigurationen in einem nichtflüchtigen Speicher ablegen. Über 

ein AT-Kommando kann solch eine Konfiguration geladen werden, 

wobei es möglich ist, zwischen zwei verschiedenen Betriebsarten 

umzuschalten. Über das Batteriemanagement lässt sich per Kommando 

die Leistungsaufnahme reduzieren. Dazu gehört auch die 

Möglichkeit die Ausgangsleistung zu verringern. Eine weitere Option 

besteht in der Wahlmöglichkeit der Antenne bzw. des Antennenanschlusses. 

Die Verbindung zu einer externen Antenne wird 

über eine Buchse, Bild 7a, oder Lötanschluss, Bild 7b, hergestellt. 

Alternativ dazu gibt es eine Modulvariante mit Onboard-Chipantenne 

(Bild 7c). Diese baulichen Unterschiede werden in unterschiedlichen 

Partnummern dargestellt. 

Technisch bedingt, hängen die zu erzielenden Ergebnisse sehr 

stark von den HF-Bedingungen ab. Um sich hierüber einen Eindruck 

zu verschaffen, stehen im Internet, wie schon erwähnt, Tools 

zur Verfügung, die es erlauben, in Reichweite befindliche Wireless- 

Netwerke darzustellen. Mit solch einem Tool lassen sich aber auch 

sehr gut Untersuchungen bezüglich der empfangenen Feldstärken 

durchführen und somit optimalere Montageplätze finden. 

Bei Tests wurde mit den Wiz Fi 2xx-Modulen über eine freie 

Sichtverbindung, je nach Antennenart, zwischen 200 und 600 m 

Reichweite erzielt. Bild 8 gibt einen Überblick darüber, wie es beim 

Autor in der näheren Nachbarschaft aussieht. Bei der letzten Zeile 

handelt es sich um das Wiznet-Modul, das hier ohne Verschlüsselung 

stand alone ohne angeschlossenes System lief. Bei den Messungen 

wurde ein Wiz Fi 220 mit Chipantenne herangezogen. Bei 

den beiden Pegelbildern Bild 9 handelt es sich oben um das Wiznet-Modul 

und unten um einen handelsüblichen Repeater. Bei einem 

Abstand von ca. 3 m kommen beide mit etwa -50 dBm Signal/ 

Noise am Laptop an (Thinkpad). 

Um dem Entwickler einen einfachen Einstieg zu ermöglichen, 

sind für das WIZ610wi und die WizFi2xx-Module Evaluierungsboards 

erhältlich. Bild 10 zeigt ein Evalboard für das Wiz Fi2xx- 

Modul. 

Ausblick 

Wie dargestellt, unterstützt das WIZ610, da es schon einige Jahre 

am Markt ist, noch kein 802.11 n. Diesem Umstand wird in Bälde 

mit einem neuen Modul WIZ630 Rechnung getragen werden, das 

im Sommer 2012 auf den Markt kommen wird. (jj) 

n 

Links, Bild 9: Der untere ist der Repeater, bei ungefähr gleichem Abstand 

(ca. 3 m) kommen beide mit -50 dBm an. 

Rechts, Bild 10: Evaluierungsboard WizFi2xx. 

Der Autor: Klaus Vogel ist Systems Application & Product 

Manager Semiconductor Division bei der ACAL BFi Germany 

GmbH in Gröbenzell bei München. 




www.ekf.com 

Bild: Amplicon/Hacker Datentechnik 

Geräuschlose Industrie-PCs 

2,13 GHz Dual-Core Atom auf Mini-ITX 

Amplicon UK, im Vertrieb von Hacker- 

Datentechnik, hat drei lüfterlose Embedded-PCs 

aus der Impact-R-Serie in den 

Markt eingeführt. Die Modelle Impact-R- 

155F, -205F und -1000F basieren hardwaremäßig 

auf dem Mini-ITX-Standard 

und sind alle drei mit dem 2,13 GHz Dual- 

Core Prozessor Intel Atom D2700 ausgestattet. 

Standardmäßig besitzen sie einen 

Arbeitsspeicher von 2 GByte und eine 32 

GByte große SCL-SSD. Der Arbeitsspeicher 

kann optional auf 4 GByte und die 

Die lüfterlosen Embedded-PCs der Baureihe 

Impact R von Amplicon. 

SCL-SSD auf die am Markt erhältlichen 

Speicherkapazitäten erweitert werden. Die 

Modelle haben absolut keine beweglichen 

Teile, sind sehr kompakt und als Impact- 

R-1000 auch in der Bauhöhe 1HE für 

19“-Schränke lieferbar. Trotz ihrer kompakten 

Abmessungen verfügen sie je nach 

Modell über mehrere PCI und PCI-Express 

Steckplätze für anwendungsspezifische Erweiterungen. 

Eine Vielzahl von Schnittstellen 

wie Dual Gigabit LAN, USB, RS-232, 

SATA, Mic-IN/Out, VGA und je nach Modell 

Single- oder Dual-HDMI (1920 x 

1200) bieten vielfältige Möglichkeiten der 

Anbindung externer Geräte. Die Stromversorgung 

kann entweder über ein standardmäßiges 

externes Netzteil mit Kaltgerätestecker 

oder direkt über den 12 V-DC-Eingang 

erfolgen. 

n 

infoDIREKT 

568ei0312 

Industrial 

Microcomputers 

CompactPCI ® 

goes Serial ... 

... with CompactPCI ® PlusIO and 

CompactPCI ® Serial. 

Embedded Computers 

Made in Germany. 

www.ekf.com 

Smart Grid entwickeln 

Device Lifecycle Management 

Green Hills Software hat jetzt die nächste 

Generation der Platform for Smart Energy 

vorgestellt. Das Unternehmen hat seine 

Smart-Energy-Lösung um wichtige Sicherheitstechniken 

erweitert, die nun die Kerntechnologien 

bereitstellen, die erforderlich 

sind, um sichere, flexible Smart-Grid-Einrichtungen 

zu entwickeln und einzusetzen. 

Zu den Verbesserungen der Plattform zäh- 

len: ISS-Sicherheits-Toolkits, ISS-FIPSkonformes 

Suite-B-Verschlüsselungs-Toolkit 

sowie ISS Device Lifecycle Management 

und Icon Labs’ Floodgate – Packet Filter 

Embedded Firewall. Die ISS-Sicherheitsprotokoll-Toolkits 

bieten optimierte und 

sichere Kommunikationstechniken für 

Entwickler von Smart-Grid-Einrichtungen: 

ISS IPsec/IKEv2 eine hochqualitative, sichere 

Verschlüsselung für die IP-Kommunikation 

und ISS-SSH Secure Server eine 

portable ANSI C SSH SDK für interaktive 

Shell- und Tunneled-TCP/IP-Sicherheit. 

Ein weiterer Bestandteil ist der ISS SSL Security 

Stack. Der Stack eignet sich ideal für 

den Smart-Grid-Bereich, da er eine standardbasierte 

Kommunikation von Maschine 

zu Maschine ermöglicht. ISS Secure 

Loader ist eine sichere Installations- und 

Boot-Loader-SDK. 

n 

infoDIREKT 

562ei0312 

Focussed on CompactPCI ® Technology 

EKF offers a wide range of boards and 

systems for classic CompactPCI ® and new 

standards PlusIO ® (PICMG 2.30) and Serial ® 

(PICMG CPCI-S.0). 

Ask for extended temperature and coating! 

Bild: Green Hills Software 


Verbesserungen der Platform for Smart Energy 

sind: ISS-Sicherheits-Toolkits, ISS Device 

Lifecycle Management und Icon Labs Floodgate, 

ein Packet Filter Embedded Firewall. 

EKF Elektronik GmbH 

+49 (0) 2381 68900 

www.ekf.com · sales@ekf.de


Die einfachste Migration von x86er auf ARM: 

Kontrons erstes Pico-ITX Motherboard der 

ARM-Klasse ist mit dem 1 GHz NVIDIA Tegra 

2 Dual-Core-Prozessor bestückt und hat bei 

komplett passivem Kühlkonzept eine 

Verlustleistung von nur 3 W. 

ULP-COM: ARM für mobile Apps 

Standard ARM-Boards und -Module für die Entwicklung mobiler Appliances 

Die neuesten Generationen der ARM-Prozessoren wecken mit ihrem hohen Leistungspotenzial bei extrem niedrigem 

Verbrauch auch im Embedded Computing-Segment großes Interesse. Dies insbesondere für mobile bzw. 

ultra low power-Applikationen. Gescheut wird jedoch der vergleichsweise hohe Entwicklungsaufwand. Durch 

standardisierte Formfaktoren und erweiterte Entwicklungs- und Softwareservices will Kontron diese Aufwendungen 

signifi kant reduzieren. 

Autor: Norbert Hauser 

Die ARM-Technologie wird, bedingt durch die jüngsten 

Entwicklungen bei Tablet-Computern und Smartphones 

auf dem Consumer-Markt, immer leistungsfähiger. Multicore-Technologie 

mit Taktraten jenseits von 1 GHz, Videoaufnahmen 

in Full HD (1080 p) mit En- und Decodierung sowie 

die Bildbearbeitung von integrierten Kameras, die mehrere 

Megapixel Auflösung liefern, zählen mittlerweile zum Standard- 

Leistungsspektrum. Damit bieten sie ein Performanceniveau, das 

bis an das der PC-Technik heranreicht. Und das bei einem Leistungsbedarf 

von nur durchschnittlich 1...3 W. Damit werden ARMbasierte 

Lösungen, die auf hochintegrierten SoCs angeboten werden, 

auch für Embedded Applikationen jenseits tief eingebetteter 

Systeme interessant und eröffnen für ARM-Prozessoren gänzlich 

neue Applikationsfelder im Bereich der mobilen bzw. ultra low power 

Appliances. 

ARM-Prozessoren erfordern individuelle Designs? 

Zum einen gab es bis dato keinen herstellerübergreifenden Formfaktor-Standard 

der als Basis für die Entwicklung eigener Geräte 

dienen konnte und zum zweiten erschwert die hohe Diversifikation 

der ARM-SoCs ein effizientes Re-Use bestehender Designs. So 

weisen ARM System on Chips (SoC) – anders als die x86er Technologie 

– traditionell keine vereinheitlichte, generische Schnittstellenausstattung 

auf. Vielmehr binden ARM-SoCs nahezu alle 

benötigten Subsysteme und Interface-Controller wie beispielsweise 

Kamera-Subsysteme für Videosensoren, CAN-Bus, GPIO etc. 

bedarfsgerecht direkt in das Chipdesign mit ein. Dadurch wird der 

Footprint zwar besonders kompakt bei einem hohen Leistung-pro- 

Watt-Verhältnis, aber die einzelnen ARM-SoCs sind damit komplexer 

einzubinden, denn Standardboards waren bislang für solche 

Lösungen nicht vorhanden. OEMs waren folglich stets auf Full- 

Custom-Designs angewiesen. Ideal wäre es jedoch, wenn OEMs 

die ARM-basierten Lösungen als standardbasierte Application 

Ready Platform erhalten würden. 

Standard-Formfaktoren gehen auch 

Doch die Zeiten ändern sich, denn die ARM-Prozessoren reichen 

in der neuen Auslegung auch an das Anwendungsfeld der x86er- 

Technologie heran, die sich durch standardisierte Formfaktoren 

auszeichnet, die als COTS-Komponenten eingekauft werden können. 

Und in der Tat: Für viele Applikationen, die auf den neuen 

ARM-Plattformen umgesetzt werden sollen, passt häufig schon ein 

Standard-SFF-Motherboard wie Mini-ITX oder Pico-ITX. Kommt 

die Applikation mit den generischen Standardschnittstellen wie 


Das Baby hat jetzt einen Namen: ULP-COM 

Auf der SPS/IPC/Drives noch als neuer namenloser Modulstandard für 

Ultra Low-Power ARM- und SoC-Prozessoren angekündigt, hat Kontron 

jetzt einen Namen bekannt gegeben: ULP-COM heißt das neue 

Baby. Zeitgleich konnte bereits das erste auf diesem Standard basierende 

Pico-ITX Motherboard der ARM-Klasse vorgestellt werden. 


586ei0312 




DVI- oder HDMI-Grafikausgang, USB und Ethernet aus, so sind 

sie die kostengünstigste Alternative. Sie bieten zudem ein bereits 

etabliertes Ökosystem an Netzteilen und Gehäusen und können 

sogar durch einen einfachen Tausch in bereits bestehende Designs 

integriert werden. Damit hat Kontron die ARM-Technologie quasi 

in das Reich der x86er Embedded Motherboards integriert und 

bietet seinen Kunden eine hohe Skalierbarkeit von SFF Standard- 

Formfaktoren über alle Prozessorplattformen hinweg. So können 

OEMs ihre Applikationen leicht zwischen RISC- und CISC-Architekturen 

portieren und erhalten jeweils die beste Plattform um Anwendungen 

zu erschließen, die bisher nicht möglich waren. 

ULP-COM-Standard für Custom-Designs 

Und was ist mit den Applikationen, die mit den Standard-Formfaktoren 

nicht bedient werden können? Für diese hat Kontron auf 

der SPS/IPC/Drives 2011 einen neuen Computer-on-Module- 

Standard bekannt gegeben, der speziell auf ARM- und SoC-basierte 

Applikationen zugeschnitten ist. Auf der embedded world 2012 

wurde diesem neuen Modulstandard für Ultra Low-Power ARMund 

SoC-Prozessoren nun auch ein Name gegeben: ULP-COM. 

Zudem wurde angekündigt, dass dieser Standard in das aktuell in 

Gründung befindliche Embedded-Standardisierungsgremium 

SGET als Vorschlag eingebracht wird, mit dem Ziel, eine Second 

Source und unabhängige Weiterentwicklung des ULP-COM-Standards 

zu erreichen. Neben der Firma Adlink, die schon heute als 

unterstützendes Unternehmen für den ULP-COM-Standard feststeht, 

sind bereits weitere Anbieter im intensiven Kontakt mit Kontron. 

Der ULP-COM-Standard hat einen extrem flach bauenden 

Formfaktor und ist auch für Kontrons kommende ultra low-power 

off-the-shelf Plattformen gemacht, wie beispielsweise embedded 

Handheld-Geräte, robuste Tablets sowie Box-PCs und HMIs. Damit 

erweitert Kontron das COM-Prinzip auf RISC-Architekturen 

mit skalierbaren, modularen und direkt einsatzfertigen Lösungen, 

und füllt mit dem neuen Standard die Lücke zwischen proprietären 

industriellen Angeboten und Angeboten vom Consumer- 

Markt, die nicht langzeitverfügbar sind und für den Einsatz unter 

rauen Umgebungsbedingungen geeignet sind. 

alle Bilder: Kontron 

Der ULP-COM- 

Standard für ARMund 

SoC-basierte 

Computer-on- 

Modules spezifiziert 

zwei Formfaktoren 

und bietet einen 

besonders flach 

bauenden MXM 

3.0 Edge-Card 

Connector mit 

314 Pins. 

Auf die ARM-Anforderungen ausgelegt 

Der ULP-COM-Standard basiert auf dem MXM 3.0 Steckverbinder 

mit 314 Pins und einer Bauhöhe von lediglich 4,3 mm und ermöglicht 

so robuste und flach bauende Designs. Zwei unterschiedliche 

Modulgrößen sind definiert, um eine hohe Flexibilität hinsichtlich 

der verschiedenen mechanischen Anforderungen zu bieten: 

Ein Short-Modul mit 82 x 50 mm sowie ein Full-Size-Modul 

mit 82 x 80 mm. Zudem integriert der neue COM-Standard speziell 

die für ARM- und SoC-Prozessor basierte Applikationen relevanten 

Schnittstellen: So werden beispielsweise LVDS, 24-bit-RGB 

und HDMI und für zukünftige Designs embedded DisplayPort 

(eDP), unterstützt. Ebenso werden erstmals dedizierte Kameraschnittstellen 

in einen COM-Standard aufgenommen. Auch bei 

den weiteren Schnittstellen folgt der neue COM-Standard den Anforderungen 

hoch integrierter, mobiler Applikationen. 

Vom Board zum full custom Design 

Kontron wird diese funktionsvalidierten Module in Kombination 

mit seinen umfassenden Design-in-Services für die Entwicklung 

applikationsspezifischer Carrierboards anbieten. OEMs profitieren 

von Kontrons ULP-COM-Standard für ARM- und SoC-basierte 

Designs durch deutlich geringere Entwicklungszeit und -kosten, 

da die Kernkomponente „ARM-SoC“ bereits fix und fertig implementiert 

ist, und nur noch die weniger komplexe Peripherie eindesignt 

werden muss. Darüber hinaus haben Kunden auch die 

Möglichkeit, kosten- und zeiteffizient aus dem COM-Design eine 

full-custom-Lösung erstellen zu lassen, die nochmals höher integriert 

und individueller ist. 

Die richtige Wahl bei Hard- und Software 

Aber die Hardwareentwicklung alleine ist nicht alles. Um OEMs 

wirklich zu entlasten ist es auch wichtig, die Softwareseite nicht 

zu vernachlässigen. Denn auch wenn plattformübergreifende Betriebssysteme 

zunehmen werden, wie beispielsweise Linux, QNX, 

VxWorks oder das kommende Windows 8, lassen sich x86er- 

Applikationen nicht ohne weiteres auf ARM portieren. Embedded-Hersteller 

wie Kontron bieten dafür umfangreiche Services 

an, die von Treiberentwicklungen und OS-Code-Anpassungen 

bis hin zu umfassenden Applikations-Portierungs- und Validierungs-Services 

sowie HW/SW-Bundles einschließlich der Stückzahllizenzen 

reichen. OEMs erhalten damit die für sie ideale Lösung 

als „Application Ready Platform“, die bei Bedarf auch bereits 

zertifiziert ist, so dass sie sich voll auf ihre Kernkompetenzen 

konzentrieren können: die Applikationsentwicklung. Und da 

Kontron sowohl x86er wie auch jetzt ARM-Technologie anbietet, 

können man sicher sein, immer die beste Technologieplattform 

zu erhalten, ganz ohne philosophische Vorbehalte. (jj) n 

Der Autor: Norbert Hauser ist Executive Vice President 

Marketing der Kontron AG. 



Entwicklungstools für den S12Z 

24 Bit Adressbus und vollwertige 8-, 16- und 32-Bit-Register 

Im Vergleich zur Vergangenheit wurde diesmal bei Cosmic Software mit der Entwicklung der softwareseitig 

notwendigen Basiselemente, des ANSI C Compilers und Core-Simulators, zu einem sehr frühen Zeitpunkt, bereits 

parallel zur S12Z-Controllerentwicklung, begonnen. Dadurch war es möglich, die Effi zienz des Instruktion Sets 

bezüglich der Verwendung der Hochsprache bereits im Vorfeld zu optimieren und die Softwaretools parallel zu 

validieren. Ein sehr angenehmer Seiteneffekt dieser Vorgehensweise. 

Autor: Andreas Wertenauer 

Der Controller S12Z von Freescale sprengt die Effizienzund 

Adressbereichsgrenzen der ursprünglichen 16-Bit- 

Architektur, ohne dabei den Ressourcen-Overhead einer 

bis heute als nächsten Migrationsschritt üblicherweise 

verwendeten 32-Bit-Architektur zu benötigen. Der Controller verfügt 

über einen 24 Bit breit nutzbaren Adressbus und vollwertige 

8-, 16- und 32-Bit-Register. Davon einige mehr als bei CISC-Controllern 

sonst üblich. Macht Sinn, denn sein Instruktion-Set bricht 

mit ein paar eingestaubten Regeln und besteht aus einer gelungenen 

Mischung aus CISC- und RISC-Instruktionen. 

Mehrere Adressmodi für den Speicherzugriff über 24, 18, 16 und 

14 Bit Adressanteil ermöglichen einem optimierenden Codegenerator 

eine optimal skalierte Verwendung der Instruktionsgröße. 

Bis hinunter zu 3 Byte Instruktionen, die für einen 14 Bit Adressraum 

möglich sind. Damit sind bereits die wesentlichen Dinge für 

einen rein softwareseitigen Vergleich genannt, um die Effizienz des 

neuen Instruktion-Sets einschätzen zu können. 

Generierung einer Checksumme über 2 Pointer 

Davon ausgehend, dass zunächst als Basis eine für den S12X bestehende, 

zumindest bezüglich der Datenzugriffe, reine 16 Bit Applikation 

verwendet wird, haben Auswertungen bei Cosmic ergeben, 

dass trotz der nun auf 24 Bit angestiegenen Adressbreite, sich eine 

durchschnittliche Verkleinerung der Codegröße um 5 % ergibt. 

Dies geht natürlich nur, wenn komplexer Code wesentlich kleiner 

wird und damit den durch die breiteren Adressen zwangsläufig 

entstehenden Verlust mehr als kompensiert. Ein gutes Beispiel ist 

das erste hier angeführte Beispiel, in welchem die Generierung einer 

Checksumme über 2 Pointer verwendet wird. Eine vereinfachte, 

aber in ihrer Art recht gebräuchliche Funktion. Die Gegenüberstellung 

des jeweils generierten Codes zeigt, dass hier die RISC- 

Seite des S12Z voll zur Geltung kommt. Speicherzugriffe sind auf 

ein Minimum reduziert, gearbeitet wird ausschließlich in den Registern 

und quasi als Bonbon entfällt dabei auch noch der Stack- 

Bedarf für lokale Variablen komplett. 

Man sieht also, dass dieser Controller bereits ohne Berücksichtigung 

aller weiteren hardwaremäßigen Vorzüge bezüglich komplexer 

Peripherie oder höherer Taktung, einen beliebigen derzeit verwendeten 

S12 vorteilhaft ersetzen kann. Dasselbe gilt natürlich 

auch bereits für jede S12X-Applikation die derzeit noch ohne Daten-Paging 

auskommt. Richtig interessant wird es aber dann, wenn 

man sich mit seinem S12X-Projekt irgendwo in der Lücke zwischen 

16 und 32 Bit befindet: 

■ Technisch gesehen also womöglich am oberen Ende dessen, 

was ein voll ausgereizter S12XE unter Verwendung seiner 4 

Paging-Mechanismen für die Adressierung von Code und Da- 

Codebeispiel 2 zeigt den Vergleich im Daten-Paging- 

Betrieb. 

Bild: ABC.pics - Fotolia.com 


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Überzeugen 

durch Leistung 

Codebeispiel 1 zeigt die Generierung einer Checksumme über 2 Pointer. 

Bilder: Cosmic Software 

ten hergibt und am oberen Ende dessen, was ein sehr guter Programmierer 

gerade noch sicher im Griff behalten kann. 

■■ Ökonomisch gesehen aber möglicherweise in einer Situation, in 

der man bereits erahnt, dass vorab gemachte Kostenrechnungen 

für einen Umstieg auf 32 Bit ein nicht wirklich erreichbares 

und vor allem haltbares Bild zeigen. 

In diese Lücke passt der Controller S12Z perfekt. 

Paging-Betrieb 

Die im Paging-Betrieb oft für automatisch generierten Code hinderlichen 

Größenbeschränkungen für Funktionen und Datenobjekte 

entfallen. Der Programmierer wird vom Paging befreit und 

hierbei vom neuen Compiler unterstützt, der so angelegt ist, dass 

er bestehenden S12X-Paging-Code selbstständig bereinigt. 

Hierzu ein 2. Beispiel, welches gleichzeitig den nun noch krasseren 

Unterschied zwischen dem Code für den S12X im Daten-Paging-Betrieb 

und dem für den neuen Controller generierten verdeutlicht. 

Gut, dies ist lediglich ein extremes Beispiel zu Demonstrationszwecken. 

Ein versierter Assemblerprogrammierer sieht 

hier für die S12X-Seite durchaus auch noch Möglichkeiten zur Optimierung, 

die aber das Ergebnis nicht wesentlich verändern. 

Für die Ermittlung von Vergleichszahlen werden solche Beispiele 

natürlich nicht herangezogen. Hierfür ermitteln Cosmic-Ergebnisse 

über „normalen“, heute bei den Anwendern im Einsatz befindlichem 

Applikationscode. Der S12Z erreicht hier eine Codeeinsparung 

gegenüber dem S12X Paging-Code die zwischen 15 % 

und 25 % liegt. Dies sieht im ersten Moment recht harmlos aus. 

Berücksichtigt man aber aus den inzwischen gemachten Erfahrungen 

beim Umstieg von voll ausgereizten S12X-Applikationen auf 

verschiedene 32-Bit-Controller, wird der S12Z richtig interessant! 

Compiler, Simulator und Hardware-BDM-Debugger sind verfügbar. 

Komplett wird die Toolkette mit dem integrierten Environment, 

MISRA-Checker und C Test It für einen nicht instrumentierten 

Source Unit Test auf Objektebene. (jj) 

n 

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Schnittstellenvielfalt 

Mehr als 5 Jahre nach der ersten Veröffentlichung der 

COM-Express-Spezifi kation macht die neue Revision 

2.0 den COM-Express-Standard nun fi t für die Zukunft. 

Zu den Neuerungen gehören beispielsweise bis 

zu vier USB-3.0-Schnittstellen, bis zu drei Digital Display 

Interfaces sowie maximal zwei zusätzliche PCIe 

2.0-Lanes. 


589ei0312 

alle Bilder: Congatec 

Bild 1: Größenvergleich der COM-Express-Versionen 

Extended, Basic und Compact. 

Digitale Displaydatenübertragung 

COM-Express-Revision 2.0 und die Veränderungen 

Seit ihren ersten Anfängen im Jahr 2005 setzt die COM-Express-Spezifi kation ihren Erfolgszug ungebrochen fort. 

Hauptziel war und ist die Defi nition verbindlicher Anforderungen an COM-Express-Module und Carrierboards, um 

Interoperabilität zwischen den Produkten verschiedener Hersteller zu gewährleisten. Durch ständige technische 

Fortschritte ist zusätzlich eine Anpassung der gemeinsamen Schnittstelle von Nöten. Autor: Christian Eder 

Die Revision 1.0 der COM-Express-Spezifikation definierte 

zwei Formfaktoren für COM-Express-Module: Basic 

(125 mm x 95 mm) und Extended (155 mm x 110 mm). 

Während der eher selten verwendete Extended-Formfaktor 

sich gut für Module mit hohem Stromverbrauch (Beispiel Server-Technologie) 

eignet, ist der deutlich häufiger gebrauchte Basic- 

Formfaktor für stromsparende mobile Embedded-Technologien 

konzipiert. Schon kurz nach der offiziellen Ratifizierung von Rev. 

1.0 haben mehrere Hersteller, darunter congatec, platzsparende 95 

mm x 95 mm-Module entwickelt, die allgemein als Compact-Module 

bekannt wurden. Die offizielle Aufnahme dieser zusätzlichen 

Formfaktor-Größe in Rev. 2.0 der COM-Express-Spezifikation 

kann als eine Hommage an die Popularität dieser Modulgröße angesehen 

werden. Die geringen Abmessungen der Compact-Module 

erleichtern die Integration, insbesondere bei stromsparenden 

Anwendungen mit begrenztem Platzangebot. 

Neuerungen bei den Schnittstellen 

Einige Änderungen in der neuen COM-Spezifikation tragen der 

fortwährenden Schnittstellenentwicklung Rechnung. Da heutzutage 

alle modernen Displays und TVs digitale Signale mit hoher 

Bandbreite, wie zum Beispiel HDMI, akzeptieren, kann auf analoge 

Videoübertragung über das TV-out verzichtet werden. 

Ein großer Vorteil des Computer-on-Module-Konzepts besteht 

darin, dass die Firmware eines Systems auf dem Modul oder auf 

dem Carrierboard gespeichert werden kann. Bei Rev. 1.0 gab es 

nur eine Möglichkeit, die Firmware von einem externen Speicher 

zu laden – und zwar über das Low Pin Count Interface oder kurz 

die LPC-Schnittstelle. Mit Rev. 2.0 steht nun Serial Peripheral Interface 

(SPI) als primäre Schnittstelle für extern gespeicherte Firmware 

zur Verfügung. Es ist zwar weiterhin möglich, das System 

über einen Firmware-Hub mittels LPC-Bus zu booten; angesichts 

der Vorteile der SPI-Schnittstelle empfiehlt sich dies aber bei neuen 

Designs nicht. SPI-Flashs sind nicht nur kostengünstiger und 

kompakter, sondern bieten auch mehr Speicherplatz als LPC- 

Flashs. In Rev. 2.0 können die bestehenden GPIO-Pins wahlweise 

als SDIO-Schnittstelle fungieren. Neben den typischen SD- und 

SDHC-Karten zur Massenspeicherung kann die SDIO-Schnittstelle 

auch zum Anschluss von I/O-Karten wie WLAN, Bluetooth und 

GPS dienen, vorausgesetzt sie haben die gleiche Größe wie die SD- 

Karte. 

Neu ist auch die offizielle Unterstützung von HD-Audio. Da moderne 

Embedded-Plattformen keine AC97-Unterstützung boten, 

wurde HD Audio bereits in Modulen der Rev. 1.0 verwendet, zum 

Beispiel beim Modul conga-BM67, obwohl es nicht Bestandteil der 

Rev. 1.0 der COM-Express-Spezifikation war. In Rev. 2.0 können 

die ehemaligen AC97-Pins nun entweder HD Audio oder AC97- 

Signale übertragen, je nach Modulanbieter. Beide Schnittstellen 

liegen auf dem selben Pin, AC97 und HD Audio haben aber verschiedene 

Protokolle und sind daher nicht kompatibel. 

Brandneue Steckverbinder 

Zusätzlich zu den bestehenden Pinout-Typen 1 bis 5, definiert Rev 

2.0 der COM-Express-Spezifikation mit Typ 6 und Typ 10 zwei 

vollkommen neue Steckverbinder. Pinout-Typ 10 ist eine aktualisierte 

Version von Typ 1 und nutzt einen einzigen 220-poligen 




Connector. COMs vom Typ 10 bieten eine moderne Display-Anbindung, 

die entweder als TMDS (HDMI/DVI), DisplayPort oder 

SDVO ausgeführt werden kann. Die Zahl der LVDS-Kanäle wurde 

halbiert, so dass nur ein LVDS-Kanal verfügbar ist. Ein zusätzlicher 

Typ-10-Steckverbinder (bisher 12 V) am A-B-Connector ermöglicht 

es dem Carrierboard, zwischen Rev 1.0 Typ 1, Rev. 2.0 

Typ 1 und Typ 10 Modulen zu unterscheiden. 

Am erfolgreichsten ist bisher der COM Express Pinout-Typ 2. 

Das liegt vermutlich an der Vielzahl der unterstützten Schnittstellen 

wie PCI, PCIe, IDE, SATA und USB 2.0, die darüber hinaus den 

meisten der aktuellen x86-Plattformen entsprechen. Die eher selten 

verwendeten Typen 3 bis 5 eignen sich spezifisch für individuelle 

Anwendungen, die weitere Ethernet-Verbindungen oder PCIe- 

Lanes benötigen. 

Der ebenfalls neu definierte Pinout-Typ 6 baut auf den gleichen 

Erfolgsprinzipien wie Typ 2 auf und berücksichtigt dabei auch zukünftige 

Schnittstellen. Der A-B-Connector hat fast die gleiche Belegung 

wie Typ 2 der Revision 2.0. Lediglich einige Pins sind für 

UART, FAN (PWM), Lid- und Sleep-Signale reserviert. Die UART- 

Pins (2x SER_Tx/Rx) wurden aufgrund ihrer Einfachheit für Debugging-Zwecke 

(zum Beispiel Konsolenumleitung) in die Spezifikation 

aufgenommen. Der C-D-Connector wurde für Pinout-Typ 

6 komplett neu definiert und auf Legacy-Schnittstellen wie PCI 

und IDE dabei verzichtet; stattdessen werden fortschrittliche 

Schnittstellen unterstüzt, darunter vier USB-3.0-Schnittstellen, 

drei Digital Display Interfaces und PCIe 2.0-Lanes. 

Neues bei der digitalen Displaydatenübertragung 

Digital Display Interface (DDI) bezeichnet eine Summe von Differential-Paaren 

die Displaydaten übertragen. Der neue Pinout-Typ 

6 bietet bis zu drei unabhängige DDI-Kanäle. Der erste DDI-Kanal 

unterstützt SDVO, Display Port und TMDS. Je nach I/O-Anschluss 

kann TMDS als HDMI oder DVI ausgeführt werden. Der zweite 

und dritte DDI-Kanal unterstützt nur TMDS und Display Port. 

Der Carrierboard-Designer muss also entscheiden, welche Schnittstelle 

am Besten für die jeweilige Anwendung geeignet ist. Wird 

ein DDI-Kanal als Display Port ausgeführt, ist es einfach, den 

COM-Express-Stecker direkt mit dem I/O-Anschluss auf der Trägerplatte 

zu verbinden. Dagegen ist bei TMDS-Auslegung wegen 

der unterschiedlichen Spannungspegel ein zusätzlicher Level-Shifter 

auf dem Carrierboard erforderlich. 

Einige Hersteller, darunter congatec, haben das Potenzial der 

Digital Display Interfaces erkannt und bieten diese Schnittstellen 

in den neuesten Typ 2 Rev. 1.0 kompatiblen Modulen an. Allerdings 

muss in diesen Modulen als Ausgleich auf PCIe Graphics 

(PEG) verzichtet werden. Pinout-Typ-6-Module wie das conga- 

TM77 unterstützen dagegen PEG-Port und DDI. 

DDI 1 DDI 2 DDI 3 

TMDS DisplayPort SDVO MDS DisplayPort TMDS DisplayPort 

Tabelle 1: Übersicht über die unterstützten DDI-Kanäle. 

Ein unersetzlicher Leitfaden für den Entwickler 

Um die Entwicklung von kundenspezifischen Carrierboards zu erleichtern, 

haben sich einige der größten COM-Express-Modulhersteller 

zusammengetan und im Rahmen eines technischen PICMG- 

Unterausschusses gemeinsam einen Carrierboard Design Guide 

entworfen. Dabei ist ein detaillierter, 160 Seiten umfassender Leitfaden 

entstanden, der Anleitungen zur Entwicklung von benutzerdefinierten 

Carrierboard-Systemen für COM-Express-Module 

gibt und alle notwendigen Referenz-Schaltpläne zur externen Anbindung 

der COM-Express-Peripheriefunktionen enthält. 

Ausblick 

Die technologische Entwicklung geht unaufhaltsam voran, und 

COM Express entwickelt sich entsprechend weiter. Für die erste 

Jahreshälfte wird die Rev. 2.1, eine leicht revidierte Fassung der 

COM-Express-Spezifikation, erwartet. Diese Version wird den 

Weg für den Wegfall der Grafikschnittstellen VGA und LVDS innnerhalb 

der nächsten Jahre ebnen sowie einen noch kleineren 

Formfaktor als den Compact mit sich bringen. 

Alle Änderungen seit Rev. 1.0 müssen auch im Carrierboard Design 

Guide integriert werden. Der technische Unterausschuss dazu 

wird gerade gebildet. Wenn die neu formierte Mannschaft von 

Spezialisten gut mit ihrer Arbeit vorankommt, dann können wir 

noch 2012 mit einem aktualisierten Design Guide rechnen. 

Die neuen Steckverbinder Pinout-Typ 6 und -Typ 10 erfüllen 

insbesondere das Marktbedürfnis nach optimaler Display-Unterstützung. 

Typ 6 geht sogar noch einen Schritt weiter und bietet Unterstützung 

für bis zu vier USB 3.0-Kanäle und zwei zusätzliche 

PCIe-Lanes, so dass sich eine PCIe x8-Konfiguration auf dem Carrierboard 

realisieren lässt. Im Gegensatz dazu wurde die Belegung 

von Typ 1 bis 5 nur geringfügig geändert, wodurch Rev. 1.0 Geräte 

weitgehend abwärtskompatibel bleiben. Die offizielle Aufnahme 

des Compact-Formfaktors ist ein logischer Schritt in Anbetracht 

seiner marktweiten Umsetzung. Insgesamt ist der Zeitpunkt für 

dieses Update richtig, um den COM-Express-Standard zukunftssicher 

zu machen. (jj) 

n 

Der Autor: Dipl.-Ing. (FH) Christian Eder, Marketing Manager, 

congatec AG, Deggendorf. 

Bild 2: conga-BM67 vom Typ 2 mit drei DDIs. Bild 3: Display-Schnittstellenkarte conga-ADD2DP. Bild 4: conga-TM67 Typ 6 mit Core i7 Gen2 CPUs. 


Die Premiere des Jahres: 

Themenpark „Power Electronics and 

Manufacturing for E-Mobility“ 

Besuchen Sie den Themenpark „Power Electronics and Manufacturing for 

E-Mobility“ auf der PCIM und SMT/Hybrid/Packaging in Nürnberg 

Das Thema Elektromobilität stellt die Unternehmen vor 

viele neue Herausforderungen. Im Bereich der Elektronikfertigung 

, in der Leistungselektronik, dem Energiemanagement 

und der Antriebstechnik sind neue, innovative 

Lösungen gefragt. 

Im Rahmen der in diesem Jahr zeitgleich stattfindenden 

Messen PCIM und SMT/Hybrid/Packaging in Nürnberg 

(vom .. bis ..), wird der Hüthig-Verlag in 

Kooperation mit dem Messeveranstalter Mesago erstmals 

einen Themenpark unter dem Motto „Power Electronics 

and Manufacturing for E-Mobility“ veranstalten.

Bilder: www.nuernbergmesse.de/de/presse/nm/mediacenter/fotos; Marcus Kretschmar/fotolia.com 

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Tel. +49 (0) 6221 489-0 

Fax +49 (0) 6221 489-481 

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Vereinfachung des IC-Prototypings 

Prototypenentwickler sollten einer wohldefinierten Methodik folgen 

Der Beitrag konzentriert sich auf ein spezielles Kapitel des FPGA-based-Prototyping-Methodology-Manual 

(FPMM), welches zusammenfasst, wie IC-Designs einfacher in Prototypen umgesetzt werden können, damit 

Prototyping einen wertvollen Beitrag für das IC-Team leistet. Das FPMM von D. Amos, R. Richter, A. Lesea und die 

begleitende Online-Community decken alle Aspekte des Prototypings ab, vom Projektbeginn bis zur Dokumentation, 

und führen unsere bewährten Methoden erstmals an einer Stelle zusammen. 

Autor: Doug Amos 




Das bekannte Motto „Ganz oder gar nicht“ ermahnt uns, 

beim Einsatz von Prototyping auf FPGA-Basis den Prototypenentwicklern 

dabei zu helfen, ihre Aufgabe auf bestmögliche 

Weise zu erledigen. Jedes Prototyping-Team 

geht die Aufgabe auf unterschiedliche Art und Weise an, mit verschiedenen 

Stärken und Schwächen in ihren Methoden. Durch die 

Sammlung bewährter Vorgehensweisen in einem von allen Seiten 

befürworteten Satz von Richtlinien und einer bewährten Methodik 

können wir die Ergebnisse und den Zeitplan des gesamten IC- 

Projekts verbessern. Wir nennen diese Richtlinien Design-for-Prototyping. 

Bild 1 präsentiert die Meinung von Lesern, die das FPMM bereits 

studiert haben. Auf die Frage nach dem Grund ihrer Prototypenentwicklung 

nannten die allermeisten die Verifikation des IC- 

RTL-Codes. Andere klare Vorteile sind die gemeinsame Softwareund 

Hardware-Validierung und die Unterstützung der Embedded- 

Software-Entwicklung selbst. Obwohl also Prototyping im 

eigentlichen Kern eine Aufgabe von Hardware-Ingenieuren ist, 

sind die Software-Ingenieure die hauptsächlichen Nutznießer. Dies 

macht Prototyping in heutigen Software-dominierten Anwendungen 

äußerst wichtig. 

Bild 1: Die am meisten genannten Vorteile des FPGA-basierten Prototypings. 

Bild: Synopsys 


Prototyping in Software-dominierten Anwendungen 

Mehr als 80 % aller ICs werden zunächst als Prototypen auf FPGA- 

Basis realisiert. Es spielt keine Rolle, ob es sich bei dem IC um ein 

ASIC, SoC oder ASSP handelt, ob es eine Digital- oder Mixed-Signal- 

Schaltung ist, oder ob es lediglich um ein Stück IP geht, welches 

eventuell in vielen unterschiedlichen IC-Entwürfen eingesetzt wird. 

Ungeachtet dessen ist der Wert des Prototyps auf FPGA-Basis der 

gleiche. Prototyping gibt uns einen frühzeitigen Einblick, wie der Baustein 

in der realen Umgebung, in Echtzeit und mit realer Software 

funktionieren wird. 


516ei0312 

Bild: Synopsys 

Bild 2: Wrapper zur besseren Portierbarkeit von Designs. 

Was ist Design-for-Prototyping? 

Design-for-Prototyping ist die Praxis, den Prototypen bereits frühzeitig 

im Entwurfsprozess zu berücksichtigen, sowie Vorgehensweisen 

und Entwurfstechniken zu etablieren, welche die Prototypenentwicklung 

vereinfachen. Design-for-Prototyping besteht aus 

zwei Arten von Richtlinien: technische und methodische. Die 

technischen Richtlinien beinhalten Vorschläge für RTL-Stil- und 

Entwurfstechniken, um den RTL-Code portierbarer zu halten. Die 

methodischen Richtlinien empfehlen Wege zur besseren Integration 

der Prototypenentwickler in das IC-Team. Erfahrene Entwicklerteams, 

die bereits einen gut dokumentierten und portierbaren 

Entwurfsstil pflegen, werden einige Richtlinien als offensichtlich 

oder gar trivial ansehen. Andere Richtlinien sind dagegen weniger 

intuitiv. 

Der Rest dieses Artikels behandelt Beispiele dieser Richtlinien. 

Vollständige Details hierzu sind im FPMM zu finden. In jedem Fall 

muss stets bedacht werden, dass es sich um den Entwurf eines ICs 

handelt und die FPGA-Version lediglich ein temporäres, wenngleich 

wichtiges Modell darstellt. Aus diesem Grund muss man sicherstellen, 

dass die Design-for-Prototyping-Richtlinien nicht den 

endgültigen IC-Entwurf beeinträchtigen. Was das Prototyping unterstützt, 

muss auch den IC-Entwurf insgesamt unterstützen. Tatsächlich 

ist Design-for-Prototyping eine Erweiterung der Entwurfspraktiken, 

wie sie im klassischen Reuse-Methodology-Manual 

aus dem Jahr 2001 definiert sind. 

Trennung und Vereinfachung der Taktnetze 

IC-Taktnetze sind oft sehr komplex, und es gibt in der IC-Taktgenerierungslogik 

gewöhnlich viel mehr Optionen, als für den FP- 

GA-Prototyp erforderlich sind. Beispielsweise ist die Skalierung 

der Taktfrequenz zur Einsparung von Verlustleistung im IC bedeutungslos 

für den Prototyp, weil FPGAs und der endgültige IC völlig 

unterschiedliche Verlustleistungsprofile besitzen. 

Wenn der Block zur Taktgenerierung und -verteilung des ICs 

vom Rest des Designs getrennt gehalten wird, ist es leichter, ihn an 

das FPGA anzupassen oder ihn durch ein FPGA-Äquivalent zu ersetzen. 

Auf jeden Fall sollte Logik ohne oder mit lediglich geringem 

Bezug zur Taktgenerierung außerhalb des Taktgenerierungsblocks 

angeordnet werden. 

Selbst wenn die IC-Taktstruktur sorgfältig dokumentiert ist, 

kann es schwierig sein, sie im FPGA zu implementieren, weshalb 

im Prototyp manchmal nur eine Untermenge aller Taktungsoptionen 

vorgesehen wird. Dies kann bereits in einem frühen Stadium 

des IC-Projekts entschieden werden. 

Einsatz von ATPG statt manueller Testlogik 

Dem IC wird Logik hinzugefügt, um seinen Test zu unterstützen. 

Dazu gehören Scan-Ketten und Takt-Multiplexer, welche die Komplexität 

des Taktnetzes erhöhen. Außerdem gibt es praktisch keinen 

Grund, diese Strukturen in einen FPGA-Prototyp zu integrieren, 

zumal dies unnötige Anforderungen an die FPGA-Taktres- 



sourcen stellen würde. Daher sollte die Prototypenentwicklung auf 

dem RTL-Code basieren, welcher keine Testlogik enthält. 

Wenn Testlogik im RTL-Code manuell instanziiert wird, kann 

ihre Beseitigung eine komplizierte und fehleranfällige Aufgabe 

sein. Wird die Testlogik dagegen automatisch eingefügt, kann sie 

auf einfache Weise gelöscht oder deaktiviert werden. 

Verwendung von Makros zur Generierung Technologiespezifischer 

Logik 

IC-RTL-Code-Entwickler sollten die Verilog-Konstrukte `define 

und `ifdef (bzw. die Anweisungen if . . . generate in VHDL) verwenden, 

um notwendige Speziallogik für die jeweilige Zieltechnologie 

zu erzeugen. Die Makro-Variable ist in lediglich einer globalen 

Header-Datei definiert und erhält einen offensichtlichen Namen 

wie “fpga” oder “proto”. Diese wird dann global referenziert, 

um die Synthese zu steuern. Damit kann die Expansion des RTL- 

Codes auf die FPGA-Synthese beschränkt werden, während die 

vollständige Komplexität für die IC-Synthese erhalten bleibt. 

Einsatz von Wrappern zur Speicher-Isolation 

In einem IC gibt es viele Instanziierungen von Bibliothekselementen 

für ein spezifisches Element der Zieltechnologie. Instanziierungen 

von Speicherblöcken sind ein gängiges Beispiel. Ein Speicherelement 

direkt im RTL-Code zu instanziieren ist schlechte 

Praxis, da es auf diese Weise die gesamte RTL-Datei auf diese eine 

Ausprägung festlegt. Dies wiederum macht keinen Sinn, selbst 

wenn das Design lediglich auf eine andere Silizium-Bibliothek 

portiert wird. Es ist weitaus besser, eine generische Instanziierung 

für die Speicherfunktion, bezeichnet als Wrapper, vorzunehmen. 

Ein Wrapper erzeugt eine tiefere Hierarchieebene, welche den 

technologie-spezifischen Speicher enthält. Bild 2 zeigt einen Wrapper, 

welcher während der IC-Implementierung mit einer RTL-Datei 

ausgefüllt wird, die den IC-spezifischen Speicher enthält. Zur 

Prototypenentwicklung wird diese RTL-Datei dann durch das FP- 

GA-Äquivalent ersetzt, evtl. sogar durch eine Datei, welche einen 

externen Speicherbaustein auf dem Board spezifiziert. EDA-Tools 

wie Certify erlauben die Verwendung externer Speicher ohne weitere 

Änderungen am RTL-Code. 

Durch Einführung eines firmenweiten Standards für Wrapper- 

Namen und -Schnittstellen können Prototypenentwickler eine 

Speicherbibliothek erstellen, durch die sich jene in allen IC-Designs 

ersetzen lassen. Die beschriebene Wrapper-Methode erleichtert 

auch die Arbeit in dem Fall, dass eine zukünftige Version des 

ICs einen anderen Speicherblock enthalten soll. 

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Top-5-Empfehlungen für besseres Prototyping 

■ Die Entwicklung eines FPGA-Prototyps ist ein Schlüsselelement 

■ 

■ 

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■ 

Info-Kasten 

des gesamten IC-Entwurfsprojekts und muss daher in den Arbeits- 

und Zeitplänen berücksichtigt werden. 

Das RTL-Design hat nach einem robusten Codierungsstil zu erfol- 

gen, um sowohl FPGA- als auch IC-Technologie in effi zienter Weise 

zu repräsentieren, und zwar im ersten Codierungsansatz wie 

auch in späteren Verfeinerungen. Von der resultierenden Qualität 

der RTL-Defi nition wird das Design während seiner gesamten Lebensdauer 

profi tieren. 

Der Codierungsstil sollte modular sein und eine saubere Trennung 

prototyp-spezifi scher Komponenten vom Rest des Designs, einen 

unabhängigen Datenfl uss sowie isolierte Taktbereiche vorsehen. 

Die Entwurfsdokumentation sollte erweitert werden, um dem Pro- 

totypenteam zu ermöglichen, kritische Teile des Designs so früh 

wie möglich zu identifi zieren. 

Das IC-Team müsste sich leicht umorientieren, um Prototyping in 

seine Prozesse und Mitarbeiterprofi le zu integrieren. 

Gute Dokumentation und Revisionskontrolle 

Entwickler sollten immer danach streben, einen klaren und selbstdokumentierenden 

Code zu schreiben. Dennoch gibt es in einem 

umfangreichen Entwurf immer auch Details, die für den Entwickler 

selbst offensichtlich sein mögen, jedoch im Rahmen der Prototypenentwicklung 

schwierig zu interpretieren sind. In diesen Fällen 

helfen einige Zeilen Kommentar, unnötigen Aufwand aufgrund 

von Mehrdeutigkeiten oder fehlender Klarheit zu vermeiden. 

Außerdem kann die Verwendung eines bestimmten Kommentarstils 

hilfreich sein, beispielsweise die Angabe eines leicht erkennbaren 

Hinweises am Anfang einer Kommentarzeile wie . . . 

//proto: This ram to be mapped to external DDR memory in prototype. 

Prototypenentwickler können dann, selbst wenn keine vollständige 

Dokumentation vorliegt, leicht alle Dateien nach dem “// 

proto”-String durchsuchen. Dokumentation ist genauso wichtig 

für Korrekturen am Entwurf wie für Änderungen durch das Prototyping-Team. 

Daher sollte beides mit der gleichen Disziplin und 

im selben Revision-Control-System (RCS) aufgezeichnet werden 

wie der Rest des IC-Projekts. 

Integration der Prototypenentwickler in das IC-Team 

Design-for-Prototyping erhöht die Prototyping-Produktivität. 

Wenn es in vergangenen Projekten zu lange dauerte, Prototypen zu 

erstellen, lag die wirkliche Ursache nicht notwendigerweise bei 

den Entwicklern, sondern eher im IC-Entwurfsstil oder im Projektmanagement. 

Die Entscheidung, Prototyping auf FPGA-Basis zum Chip-Designflow 

hinzuzunehmen, sollte als Methodenänderung gegenüber 

vorherigen Praktiken angesehen werden, nicht aber als zusätzlicher 

Schritt. Prototypenentwickler sollten in alle entscheidenden 

Phasen des IC-Projekts eingebunden werden, um in relevanten 

Fragen wie IP-Auswahl, Top-Level-Topologie, Taktkomplexität, 

interne Überlastung des Designs, etc. beratend mitzuwirken. Selbst 

wenn das Design nicht vollständig FPGA-freundlich gestaltet werden 

kann, sind die Prototypenentwickler bereits im Voraus auf die 

Probleme vorbereitet und können entsprechend planen. 

Es muss vermieden werden, dass die Prototypenentwickler vom 

Rest des IC-Teams wie „die Hacker mit den FPGA-Boards“ angesehen 

werden. Prototypenentwickler sollten einer wohldefinierten 

Methodik folgen und ebenso diszipliniert sein wie IC-Entwickler 

und Verifikationsingenieure. (jj) 

■ 

Der Autor: Doug Amos ist Business Development Manager, Solutions 



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Data Operating Circuit im Controller 

Neue Wege bei der Verwendung von Peripherieelementen mittels DOC 

Was ist ein DOC? Bei dem DOC handelt es sich um einen Data Operating Circuit. Dieser neuartige Peripherie- 

Controller ist in den RX-Mikrocontrollern von Renesas Electronics der neuesten Generation integriert. Der DOC ist 

das erste in einer neuen Generation von intelligenten Peripherieelementen, mit denen sich vollständige, intelligente 

Peripherie-Subsysteme erstellen lassen, die ohne CPU-Beteiligung arbeiten. Autor: Graeme Clark 

Die Mikrocontroller-Familie RX200 von Renesas Electronics 

enthält erstmals einen Data Operating Circuit (DOC) 

und zählt zur neuesten Generation von Strom-sparenden 

Mikrocontrollern mit extrem niedriger Versorgungsspannung. 

Sie kombiniert einen leistungsfähigen 32 Bit RX CISC- 

CPU-Kern mit einer neuen Generation eines stromsparenden 

Niederspannungs-Halbleiterprozesses. 

Das erste Produkt aus der RX200-Familie ist der RX210. Dieser 

Baustein enthält alle gängigen Funktionsmerkmale eines typischen 

RX-Mikrocontrollers und bietet zugleich eine Reihe neuer und innovativer 

Peripheriefunktionen sowie eine umfassende Ausstattung 

an Standard-Peripherieelementen. Zu diesen zählen beispielsweise 

bis zu neun serielle Schnittstellen, leistungsfähige Motorsteuerungs-Timer, 

eine Echtzeit-Uhr sowie weitere Features für 

eine optimale Systemintegration. Bild 1 zeigt das Blockdiagramm 

eines RX210. Der Artikel konzentriert sich auf den Betrieb einer 

der interessantesten und mit Sicherheit außergewöhnlichsten Peripheriefunktionen 

im RX210, den Data Operation Circuit. 

Eine der wichtigsten Design-Anforderungen bei der Erstellung 

der ursprünglichen Designstudie für den RX210-Mikrocontroller 

bestand darin, so viele I/O-Funktionen wie möglich zu implementieren, 

die jeweils unabhängig von der CPU arbeiten können. Dies 

würde die Reaktionszeit auf interne und externe Echtzeit-Ereignisse 

minimieren und die Notwendigkeit verringern, dass die CPU 

eine große Anzahl von Interrupts abarbeiten müsste, was wiederum 

die Gesamtleistung des Systems erhöhen würde. 

Vor dem Hintergrund dieser Designkriterien wurden im RX210 

viele intelligente Peripherieelemente implementiert. Der Mikrocontroller 

enthält Features wie einen 4-Kanal Direct Memory Access 

Controller (DMAC) und einen Data Transfer Controller 

(DTC), um automatische Daten-Transfers zwischen Speicher und 

Peripherieelementen sowie Peripherieelementen und Speicher oh- 




ne CPU-Beteiligung zu ermöglichen. Weiter unten im Artikel wird 

der DTC genauer diskutiert, denn dieser ist im Einsatz mit einem 

DOC besonders nützlich. 

Event Link Controller 

Ebenfalls im RX210 implementiert ist ein Event Link Controller, 

über den ein beliebiges Hardware-Ereignis in einem Peripherieelement 

des Mikrocontrollers direkt ein anderes Peripherieelement 

steuern kann. So lässt sich ein I/O-Pin zum Beispiel direkt per 

Hardware mit einem Timer verknüpfen, so dass der Timer bei einer 

Zustandsänderung am Pin startet oder etwa einen Zählerstand 

inkrementiert. Ein Timer könnte auch an den A/D-Wandler angeschlossen 

werden, um zum Beispiel alle 12 ms einen bestimmten 

Eingang abzutasten. Im Zusammenspiel mit dem DMAC oder einem 

DTC könnte man auch das Ergebnis einer A/D-Wandlung 

ohne CPU-Beteiligung in den SRAM verschieben. Dies ermöglicht 

eine extrem schnelle Hardware-Reaktion auf Echtzeit-Events ohne 

Intervention der CPU, so dass die CPU für die Verwaltung anderer 

wichtiger Aufgaben frei bleibt. Vor allem aber – und dies wird weiter 

unten noch eingehender gezeigt – ermöglichen viele dieser 

Funktionen eine direkte Verbindung verschiedener Peripherieelemente, 

die im Zusammenspiel mit dem DOC den Aufbau extrem 

leistungsfähiger, flexibler und programmierbarer Hardware-Subsysteme 

im Inneren des Mikrocontrollers ermöglichen (Bild 2). 

Data Operations Circuit 

Bei Weitem das interessanteste und wahrscheinlich auch leistungsfähigste 

Peripherieelement im RX210 ist der Data Operations Circuit 

– vor allem wenn dieser gemeinsam mit einigen der anderen 

innovativen Funktionen im RX210 eingesetzt wird. 

Im Kern des DOC befindet sich eine einfache Arithmetic Logic 

Unit (ALU). Diese einfache ALU hat nur drei Grundfunktionen: 

Sie kann 16-Bit-Daten jeweils vergleichen, addieren oder voneinander 

subtrahieren, um dann anhand einer vorgegebenen Bedingung 

einen Interrupt auszugeben (Bild 3). 

Im 16-Bit-Vergleichsbetrieb wird ein erster Referenzwert in den 

DOC geladen; dann wird der damit zu vergleichende 16-Bit-Datenwert 

geladen und per Hardware mit dem Referenzwert verglichen. 

Je nach Programmierung kann der DOC dann einen Interrupt 

erzeugen, wenn das Vergleichsergebnis wahr oder falsch ist. 

Bei der Nutzung des 16-Bit-Additionsmodus wird ein erster 

16-Bit-Wert in den DOC übernommen. Weitere 16-Bit-Werte 

werden anschließend in den DOC geladen (ein Wert oder mehrere 

sind möglich) und zum ursprünglichen Wert addiert. Sobald alle 

erforderlichen Werte geladen sind, wird das Ergebnis auf Überlauf 

überprüft und es wird bei Bedarf ein Interrupt erzeugt. Dieser einfache 

Mechanismus ermöglicht eine Entscheidung, wenn ein bestimmter 

Schwellenwert überschritten wurde. Dies ist beispielsweise 

ideal für eine automatische Pegelüberwachung mithilfe des 

A/D-Wandlers. 

Nutzt man den 16-Bit-Subtraktions-Modus, so wird zunächst 

der erste 16-Bit-Wert in den DOC geladen. Weitere 16-Bit-Werte 

werden anschließend in den DOC übernommen (ein Wert oder 

mehrere sind möglich) und von dem ursprünglichen Wert abgezogen. 

Sobald alle erforderlichen Werte geladen sind, wird das Ergebnis 

auf eine Bereichsunterschreitung überprüft und bei Bedarf ein 

Interrupt erzeugt. Auch dieser einfache Mechanismus ermöglicht 

das Fällen einer Entscheidung, wenn ein bestimmter Schwellenwert 

unterschritten wird. 

Data Transfer Controller 

Die besondere Leistung des Data Operation Circuit besteht darin, 

dass sich diese drei einfachen Funktionen ohne jegliche CPU-Beteiligung 

für einfache Entscheidungen über das Systemverhalten 

nutzen lassen. Damit können erstmals einfache Entscheidungen 

direkt in der Mikrocontroller-Hardware gefällt werden, so dass Peripherieschaltungen 

anhand einfacher Vergleichsoperationen darüber 

entscheiden können, wie die von ihnen erzeugten Daten 

verwaltet werden sollen. 

Der DOC lässt sich im Zusammenspiel mit dem DMAC oder 

speziell dem DTC für die Automatisierung der Weitergabe von Daten 

und Vergleichsinformationen an den DOC einsetzen. Hier 

sind viele Anwendungen für den DOC denkbar. Beispielsweise 

kann der DOC zusammen mit einer UART-Schnittstelle zur automatischen 

Erkennung einer Eingangs-Adresse verwendet werden 

und die CPU alarmieren, wenn die Adresse gültig ist. Alternativ 

lässt sich der DOC zusammen mit einem A/D-Wandler in einem 

Pegel-Messsystem einsetzen, wo er automatisch erkennen kann, 

wann der Pegel eine vorprogrammierte Schwelle überschreitet. 

Der Einsatz des DOC bietet viele Vorteile für derartige Funktionen. 

So könnte sich die CPU beispielsweise auf andere Aufgaben 

Bild 1: Blockdiagramm 

eines 

RX210 Mikrocontrollers 

von 

Renesas. 


Mikrocontroller mit neuartigem Peripherie- 

Controller 

In die Mikrocontroller der Baureihe RX210 hat Renesas erstmals einen 

Data Operating Circuit (DOC) integriert. Die Mikrocontroller mit 

diesem integrierten Peripheriecontroller werden für eine breite Palette 

von Kommunikations- und Steuerungstechnik-Anwendungen wie Motorsteuerung, 

intelligente Sensorik, Metering, tragbare Geräte, Low- 

Power-Modems und viele andere Industrie- und Unterhaltungselektronikanwendungen 

angeboten. Diese Bausteine sind mit vielen unterschiedlichen 

Speichergrößen und in zahlreichen Gehäuse-Optionen 

erhältlich. 


515ei0312 



alle Bilder: Renesas Electronics 

Bild 2: Diagramm des „Interrupt Controllers“. 

Bild 3: Im Kern des DOC sitzt eine einfache ALU mit den drei 

Grundfunktionen: Sie kann 16-Bit-Daten jeweils vergleichen, 

addieren oder voneinander subtrahieren, um dann anhand einer 

vorgegebenen Bedingung einen Interrupt auszugeben. 

mit höherer Priorität konzentrieren, und nur dann vom DOC über 

einen Interrupt alarmiert werden, wenn eine bestimmte Bedingung 

erfüllt ist. Die CPU könnte sogar zur Senkung des Stromverbrauchs 

in einen Sleep-Modus versetzt und nur dann über einen 

Interrupt aufgeweckt werden, sobald ein gültiger Alarmzustand 

über eine DOC-Vergleichsoperation erkannt wird. 

Bild 4: Einige der 

verschiedenen DTC- 

Betriebsarten. 

DOC mit DTC kombinieren 

Um zu verstehen, wie man den DOC mit dem DTC kombinieren 

kann, ist es wichtig zu verstehen, wie der Data Transfer Controller 

selbst funktioniert. Er wurde mit dem Ziel entwickelt, einen einfachen 

aber extrem flexiblen Mechanismus für die Übertragung von 

Daten zwischen einem Peripherieelement und dem Speicher oder 

umgekehrt zu ermöglichen. Der DTC bietet so ein hohes Maß an 

Flexibilität im Betrieb, indem er für die Durchführung der Daten- 

Transfers einen einfachen, programmierbaren Controller anstelle 

eines großen, spezialisierten Hardware-Blocks nutzt, wie dieser 

beim DMA-Controller zum Einsatz kommt. Dies ermöglicht eine 

umfassende Programmierbarkeit, wobei der Baustein alle notwendigen 

Konfigurationsinformationen für den Transfer nicht in einem 

festen Satz von Chip-internen Registern speichert, sondern in 

einem kleinen Block im Chip-internen SRAM. Dadurch lässt sich 

der DTC-Controller nicht nur zum Aufbau von einem oder zwei 

Daten-Transferkanälen einsetzen, sondern bei Bedarf auch für 10 

oder 20. Dazu benötigt man für jeden zu definierenden Kanal einen 

kleinen SRAM-Block zur Ablage der Kanal-Konfigurationsinformationen. 

Der größte Nachteil dieser Technik: Bei jedem Transfer 

werden jeweils einige Zyklen für das Auslesen der im SRAM 

abgelegten Konfigurationsdaten benötigt, bevor sich der jeweilige 

Transfer ausführen lässt. Damit ist ein DTC-Transfer in der Regel 

langsamer als ein DMA-Transfer. 

Der DTC kann bis zu 256 mal 1 Byte oder mehr als nur 1 Byte 

zwischen einer Peripherieschaltung und dem Speicher oder umgekehrt 

übertragen. Die Ursprungs- und Zieladressen für den Transfer 

können jeweils die gleiche Adresse sein; alternativ lassen sich 

die Adressen zur Bildung einer Pufferstruktur auch unabhängig 

voneinander inkrementieren oder dekrementieren. 

Am Ende des Transfers kann der DTC einen Interrupt erzeugen 

und der CPU damit signalisieren, dass die Daten bereitstehen. Alternativ 

kann der Interrupt auch einen zweiten DTC-Transfer anstoßen. 

Dieser Mechanismus lässt sich bei Bedarf auch zur Verkettung 

mehrerer Transfers verwenden. Diese Verkettungs-Betriebsart 

(Chain Mode) ist besonders nützlich, wenn mehrere Datenblöcke 

zwischen Peripherieschaltungen verschoben werden müssen. 

Chain Mode ist besonders für den Einsatz zusammen mit dem 

DOC interessant, weil sich dann mehrere Transfers von verschiedenen 

Speicher- oder Peripherie-Adressen durch eine einzige Interrupt-Quelle 

triggern lassen. So können zum Beispiel mit nur 

einem Interrupt – wie etwa dem A/D-Wandler-Interrupt – Vergleichsdaten 

in den DOC geladen und über eine Verkettung eines 

zweiten Transfers Daten aus dem A/D-Wandler zum Vergleich in 

den DOC geladen werden; dabei läuft der gesamte Vorgang automatisch 

und ohne Beteiligung der CPU ab. Die Möglichkeit, dass 

ein Interrupt eine komplexe Abfolge unterschiedlicher Transfers 

anstoßen kann, ist nicht nur beim Einsatz mit dem DOC besonders 

interessant. Bild 4 zeigt einige der verschiedenen DTC-Betriebsarten. 

Der DTC lässt sich auch in einen Repeat-Modus setzen, in dem 

er jeden Transfer zusätzlich für eine vorgegebene Anzahl von 

Durchläufen wiederholt. Für die meisten Anwendungen ermöglicht 

die Flexibilität des DTCs einen sehr guten Kompromiss zwischen 

Geschwindigkeit, Flexibilität und natürlich auch Bauteilkosten. 

Automatische Transfers lassen sich fast ohne Einschränkungen 

zwischen beliebigen Peripherieelementen und dem Speicher einrichten. 

Der Data Transfer Controller ist eine geeignete Lösung zur 

Automatisierung einer Datenübertragung zwischen Peripherieschaltungen 

und dem Speicher ganz ohne Beteiligung der CPU. 

Wenn man den DTC in der Chain Betriebsart bei der Übertragung 

von Daten zum DOC einsetzt, dann können einfache Tests an vielen 

Datenblöcken ohne jegliche CPU-Beteiligung ausgeführt wer- 




ADC Transfer Request an DTC 

DTC Transfer 1 Vergleich[0] an DOC Chain aktiviert, also nächsten Transfer ausführen 

DTC Transfer 2 AN000 an DOC Chain aktiviert, also nächsten Transfer ausführen 






DTC Transfer 8 AN005 an DOC Chain deaktiviert, also Stopp 

Bild 5: System-Blockdiagramm eines Anwendungsbeispiels. Über eine 

Kombination aus DTC und DOC wird ermittelt, ob ein programmierbarer 

Schwellenwert überschritten wurde. 

Tabelle 1: A/D-Wandler Transfer Request an Data Transfer Controller (DTC). 

den, so dass das Bauelement selbst die Fähigkeit erhält, einfache 

Entscheidungen zu fällen. 

Einfaches Systembeispiel 

Nachdem nun die Grundfunktionen des DOC und des DTC klar 

sind, folgt nun ein einfaches Systembeispiel. Bei diesem System 

handelt es sich um einen einfachen Pegel-Detektor mit mehreren 

Eingängen, der den Group-Scan-Modus eines 12-Bit-A/D-Wandlers 

zur Erfassung von jeweils vier Eingangssignalen nutzt, und über 

eine Kombination aus DTC und DOC ermittelt, ob ein programmierbarer 

Schwellenwert überschritten wurde. Nach der anfänglichen 

System-Konfigurierung geht die CPU in den Sleep-Modus, 

um Strom zu sparen. Aus diesem Modus wird sie nur aufgeweckt, 

wenn ein Interrupt vom DOC kommt. Dieser Interrupt signalisiert, 

dass einer der Schwellwerte überschritten wurde. Bild 5 zeigt 

das zugehörige System-Blockdiagramm. 

Im Group-Scan-Modus tastet der A/D- 

Wandler kontinuierlich der Reihe nach jeden 

Eingang ab und legt die Ergebnisse im 

SRAM ab. Nachdem alle vier Eingänge abgetastet 

wurden, erzeugt der A/D-Wandler 

einen DTC-Request. Mithilfe des Chain- 

Modus stößt dieser Request eine Kette von 

acht Daten-Transfers zwischen dem Speicher 

und dem DOC an. Dabei werden vom 

Chip-internen SRAM die beiden Vierer- 

Sätze der A/D-Wandlerergebnisse und ein 

entsprechender Schwellenwert übertragen, 

mit dem jedes A/D-Wandlerergebnis verglichen 

werden soll. 

Im vorliegenden Fall wird der DOC so 

initialisiert, dass er jeden Wert vergleicht 

und ein Interrupt erzeugt, wenn bestimmte 

Schwellenwerte überschritten werden. Sobald 

der A/D-Wandler, der DOC und der 

DTC initialisiert sind, wird jeder Wandler- 

Eingang ohne jegliche CPU-Beteiligung 

kontinuierlich im Hintergrund abgefragt. 

Die CPU kann andere Tasks verwalten 

oder sogar in einen Low-Power-Modus 

versetzt werden und wird erst dann aufgeweckt, 

wenn einer der Eingänge den relevanten 

Wert überschreitet. Viele andere 

Low-Level-Tasks lassen sich auf gleiche 

Weise mithilfe dieser Kombination aus 

DOC und DTC automatisieren. Diese 

Technik zur Automatisierung von Low- 


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Level-Funktionen ist außerordentlich leistungsstark. Sie kann bei 

der Entwicklung von Low-Level-Softwaretreibern für diese Aufgaben 

sowohl Entwicklungszeit als auch Entwicklungskosten sparen. 

Darüber hinaus verbessert sie durch eine Automatisierung der Basisfunktionen 

ohne die Notwendigkeit einer CPU-Beteiligung 

auch die Systemleistung. 

Die RX210-Familie von Renesas verbindet als erste Bausteinserie 

intelligente Peripheriefunktionen wie den Data Operation Circuit 

mit anderen Peripheriefunktionen, wie beispielsweise den Data 

Transfer Controller. DOC und DTC ermöglichen zusammen 

flexible und leistungsfähige Lösungen für die Automatisierung von 

Low-Level I/O-Funktionen in vielen verschiedenen Anwendungen. 

(jj) 

n 

Der Autor: Graeme Clark ist Product Marketing Specialist, Industrial Business 

Group, Renesas Electronics Europe. 

TriCore • Power Architecture 

XC2000/XE166 • SH-2A • XScale 

Cortex M0/M3/M4 • Cortex R4 • Cortex A8 • ARM7/9/11 

Wir stellen aus: Embedded World 2012, Halle 4, Stand 310


18 Bit Absolut Encoder-IC 

Magnetisch, für Hohlwellen- und Lineargeber 

Die meisten magnetischen Positionsgeber verwenden einen Diametral-Magneten und tasten zentrisch ab. Die 

dabei erreichbare Winkelauflösung und Genauigkeit wird allerdings durch die mögliche Interpolationstiefe und die 

verfügbare Feldqualität begrenzt. Optische Positionsgeber hingegen erreichen durch die Abtastung vieler Sinusperioden 

pro Umdrehung mühelos sehr hohe Auflösungen. Mit iC-MU wurde nun eine magnetische Chiplösung 

gefunden, die die Vorteile beider Lösungsansätze kombiniert und auf die prinzipiellen Vorteile magnetischer 

Sensorik nicht verzichten muss. 

Autoren: Hartmut Scherner und Joachim Quasdorf 

Als Spezialist für optische und magnetische Sensor-ICs liefert 

iC-Haus GmbH hochintegrierte Chiplösungen für 

industrielle Sensoren. Der hier vorgestellte neue Hall- 

Encoder iC-MU ist ein System-On-Chip mit Noniusberechnung, 

der viele magnetische Nord-/Südpol-Paare auf einer 

Trommel, einer flachen Scheibe oder auf einem Band erfasst. 

Die zu iC-MU passende magnetische Maßverkörperung benötigt 

zwei Inkrementalspuren mit Polbreiten von ca. 1,28 mm, wo- 

bei sich die Anzahl der Polpaare über die Messdistanz um ein Polpaar 

unterscheiden muss. Zur Digitalisierung der Hall-Sensorsignale 

kommen zwei synchron arbeitende Sinus-Digitalwandler zum 

Einsatz, die als Vektor-Nachlaufwandler Feldänderungen mit 8 

Msps nahezu verzögerungsfrei verfolgen. Anhand der Phasendifferenz 

zwischen den beiden Spursignalen berechnet der Hall-Encoder 

die Absolutposition über eine Noniusberechnung mit bis zu 

18 Bit Auflösung, ohne dass eine Bewegung erforderlich wäre. 




Eine Auflösung von 5 Winkelsekunden wird mit rotativen Anwendungen 

erreicht, wobei Eingangsdrehzahlen von bis zu 24.000 

U/min möglich sind. Bei Anordnung der Polpaare auf einem magnetisierten 

Polymer oberhalb einer flachen Scheibe sind sehr kompakte 

Systeme möglich – ideal für einen direkten Anbau an den 

Motorflansch. Für die planparallele Abtastung erlaubt das IC typischerweise 

einen Arbeitsabstand von 4/10 mm. 

Der Mikrochip integriert alle gewünschten Encoder-Funktionen 

auf kleinstmöglichem Bauraum, im 16-poligen DFN-Gehäuse auf 

nur 5 x 5 Millimetern. Die außermittige, so genannte Off-Axis- 

Platzierung erlaubt erstmalig Hohlwellen für hochauflösende magnetische 

Absolutgeber. Mit der Standardscheibe MU2S mit 32 Polpaaren 

im Durchmesser von 30 mm sind beispielsweise Achsen bis 

10 mm durchsteckbar. 

Zuverlässigkeit, hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit, keine 

zerbrechlichen Teile, Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung 

und Feuchtigkeit – Vorzüge, die für magnetische Systeme sprechen. 

Die ebenfalls verlangte hohe magnetische Störfestigkeit erreicht 

iC-MU durch seine mehrfach-differenzielle Feldabtastung. 

Montage 

Gegenüber der zentrischen On-Axis-Platzierung des Sensorchips 

ergeben sich andere mechanische Fehlerquellen, die bei der Inbetriebnahme 

eines derartigen Systems zu beachten sind. Ein nicht 

auf dem idealen Abtastradius sitzender Hall-Encoder (Bild 2, Fig. 

B) verfälscht die Sinussignale; der radial verschobene Baustein erfasst 

die Maßverkörperung, bzw. die kuchenstückartigen, segmentierten 

Pole nicht mit dem richtigen Pitchmaß. Es entsteht ein 

konstanter Phasenfehler zwischen den Sinus- und Cosinussignalen 

aus der Hall-Abtastung, der dank der integrierten Signalabgleichmöglichkeit 

kompensierbar ist. 

ERR RAD 

⎛ D + ∆R 

⎞ 

= 90° ⋅⎜ 

−1⎟ 

⎝ D ⎠ 

Formel 1 bestimmt den elektrischen Phasenfehler der Sensorsignale 

mit D als Abtastdurchmesser und ΔR als Verschiebung in radialer 

Richtung. Ein radialer Versatz des Hall-Encoders um beispielsweise 

1/10 mm ergibt bei einem Abtastdurchmesser von 26 

mm (Standardscheibe mit 32 Polpaaren) einen Phasenfehler von 

0,35°, bezogen auf eine elektrische Sinusperiode. Zur Umrechnung 

auf den mechanischen Winkelfehler pro Umdrehung von 360 Grad 

muss man durch die Anzahl der Polpaare teilen: bei 32 Polpaaren 

nur noch ca. 0,01 Grad. 


Kombi der Vorteile aus magnetischem und 

optischem Positionsgeber 

Als vollintegrierte Single-Chip-Lösung eignet sich iC-MU zur Abtastung 

magnetischer Polräder und Bänder für typische Motion-Control- 

Applikationen, wie beispielsweise für absolute Positionsgeber, Inkrementalgeber 

und Kommutierungsgeber für bürstenlose Motoren. Die 

Positionsdaten werden in Echtzeit erzeugt und über serielle Schnittstellen 

(BiSS, SSI, SPI) sowie als Inkrementalsignal verzögerungsfrei 

angeboten – dank der besonderen FlexCount-Interpolation ist eine 

beliebige Impulszahl wählbar. 


526ei0312 

Ein tangential verschobener Baustein (ΔX) hingegen beeinflusst 

den elektrischen Phasenwinkel beider Spursignale relativ gleichmäßig 

(Bild 2, Fig. A), so dass die Phasendifferenz für die Absolutwertberechnung 

weitgehend unverändert bleibt. Auch das Pitchmaß 

ändert sich nur geringfügig. 

Eine exzentrisch aufgebrachte Maßverkörperung verursacht einen 

Taumel derselben (Bild 2, Fig. C). Je kleiner der Durchmesser 

ist, desto stärker ändert sich das Pitchmaß der Maßverkörperung 

und es entsteht ein langwelliger Fehler, der die Absolutgenauigkeit 

beeinflusst. 

Der Exzentrizitätsfehler errechnet sich aus der Verschiebung ΔE 

der Maßverkörperung zur Drehachse und der Polbreite p der Maßverkörperung. 

Demnach führt ein Exzentrizitätsfehler von 10 Mikrometern 

auf einen Phasenfehler von 1,4 Grad bezüglich der Sinusperiode, 

bzw. auf einen mechanischen Winkelfehler von 0,05 

Grad bezogen auf die mechanische Umdrehung (Beispielrechnung 

für die Standardscheibe, bzw. einen Abtastdurchmesser von 26 

mm mit einer Polbreite von 1,28 mm und 32 Polpaaren). Bei der 

Bestimmung der Phasendifferenz zur Noniusberechnung spielt der 

Exzentrizitätsfehler nur eine untergeordnete Rolle, da er beide Signalspuren 

gleichermaßen beeinflusst. 

Typisch für Hall-ICs sind Automatikfunktionen, die Amplitudenänderungen 

ausgleichen und Offsetfehler eliminieren. Jedoch 

können auch Sensor-Anbaufehler zu Signalfehlern führen, die die 

Messgenauigkeit verringern. Deshalb verfügt iC-MU über spezielle 

Kompensationsmöglichkeiten zur statischen Korrektur von anbaubedingten 

Signalfehlern. 

Schnittstellen 

Die digitale Winkelposition kann über das inkrementale A/B/Z Interface 

in beliebiger Auflösung und mit Interpolationsfaktoren von 

1 bis 65536 ausgegeben werden. Diese als Flex Count bezeichnete 

Arithmetik ermöglicht es, mit nur einem Geberdesign auf unterschiedliche 

Anforderungen zu reagieren. Ein Design löst verschiedenste 

Gebertypen ab, unterschiedliche Maßverkörperungen sind 

nicht notwendig. Fertig aufgebaute Geber können mit der Auslieferung 

programmiert werden, für ein minimales Time to Market. 

Das Indexsignal ist bezüglich der Logikverknüpfung mit A und B 

sowie der absoluten Lage flexibel; das Setzen der Nullposition ist 

nach dem Anbau möglich. 

Für die Ansteuerung bürstenloser Gleichstrommotoren bietet 

iC-MU drei Kommutierungssignale (U, V, W) für Motoren mit 1 

bis 16 Polpaaren und ist damit ideal geeignet, als Positions- und 

Lagesensor in den Motor integriert zu werden. Die sonst als Kommutierungsgeber 

üblichen Hall-Schalter entfallen; die elektronische 

Einstellung der U/V/W-Signallage auf den Rotor ist ebenfalls 

ein nennenswerter Vorteil. Die Möglichkeit zur Hohlwellenmontage 

erlaubt es, auch Resolver einbaukompatibel zu ersetzen. Im Gesamtsystem 

betrachtet kann sich ein durchaus kostengünstiger 

Resolver-Ersatz ergeben, der dank seiner hohen Auflösung eine 

genauere Motorregelung ermöglicht. 

Als serielle Schnittstellen stehen SPI für den direkten Anschluss 

an einen Mikrokontroller, BiSS für die bidirektionale und CRCgesicherte 

Steuerungskommunikation auch über längere Anschlusskabel, 

oder SSI als Standard-Encoder-Schnittstelle zur Verfügung. 

Alle Schnittstellen erlauben Taktfrequenzen von bis zu 10 

MHz. Mit Hilfe eines Dateneingangs unterstützt iC-MU Multi- 

Slave-Applikationen unter BiSS für eine Kettenschaltung mehrerer 



Positionsgeber mit taktsynchroner Datenerfassung. Wird ein Referenzgeber 

verschaltet, kann die Absolutgenauigkeit während der 

Inbetriebnahme aufgenommen und ausgewertet werden, sogar bei 

höchster Geschwindigkeit. Die von iC-Haus kostenfrei zur Verfügung 

gestellte BiSS Reader-Software unterstützt durch Mathematik- 

und Grafikfunktionen beim Vergleich der Messwerte. Bild 3 

zeigt beispielhaft eine derart aufgenommene Genauigkeitskurve. 

Messgenauigkeit 

Die dargestellte Messkurve zeigt die absolute Winkelgenauigkeit 

für ein iC-MU-System mit Standardscheibe. Die hier erreichte 

Winkelgenauigkeit ist besser als +/-0,1 Grad über eine komplette 

mechanische Umdrehung von 360 Grad. 

Die Genauigkeit der Polrad-Magnetisierung kennt systematische 

Grenzen – variieren einzelne Pole, ergeben sich leichte Verschiebungen. 

Die vorliegende Messung lässt diesen Effekt im Bereich 

von 45° und 90° erkennen. Auch die mechanische Achsenkopplung 

zum Referenzgeber kann einen Zentrierungsfehler aufweisen, 

der als geringe langwellige Abweichung über eine 

Umdrehung sichtbar ist. Weil die magnetische Periode hier einem 

Winkel von nur 11,25 Grad entspricht, sind Periodenfehler bei der 

gezeigten Auflösung kaum wahrnehmbar; die Reproduzierbarkeit 

der Winkelschritte ist jedoch deutlich besser als 0,1 Grad. 

Lineare Anwendungen 

iC-MU ist ebenfalls für lineare Applikationen geeignet und kann 

Wegstrecken von 40, 80 oder 160 mm absolut messen, bei einer 

Positionsauflösung von ca. 160 nm. Für größere Messdistanzen 

können zwei Bausteine kaskadiert werden (Bild 4), wodurch sich 

die maximal mögliche absolute Wegstrecke um einen Faktor von 2 

bis 64 verlängert. Absolute Wegmesssysteme für einige Meter sind 

so realisierbar mit Verfahrgeschwindigkeiten von bis zu 16 m/s. 

Wie Bild 4 zeigt, arbeitet iC-MU(2) als Multiturn-Baustein für iC- 

MU(1). Der Multiturn-Baustein bestimmt aus der mittleren Spur, 

mit z. B. 1024 Perioden, und der oberen Spur, mit z. B. 1023 Perioden, 

die absolute Position. Über den gesamten Messbereich von 2,6 

Meter ist die Phasendifferenz eindeutig. Allerdings ist der Informationsgehalt 

sehr hoch, leichte Messfehler würden eine falsche 

Lageinformation erzeugen. 

Der untere Baustein iC-MU(1) berechnet die Phasendifferenz 

zwischen der mittleren Spur, mit z. B. 1024 Perioden, und der unteren 

Spur, mit z. B. 992 Perioden. Damit erzeugt dieser Baustein 

ebenfalls eindeutige Positionswerte, die sich aber 32-mal auf der 

gesamten Messdistanz wiederholen. Die Multiturn-Information 

von iC-MU(2) kann dann zur Unterscheidung der 32 Segmente 

herangezogen werden. 

Außer einer Kaskadierung von zwei iC-MU Bausteinen können 

auch andere Multiturn-Sensoren, beispielsweise Getriebesysteme, 

verwendet werden und ihre Multiturn-Daten an iC-MU liefern. 

Die Multiturn-Daten werden nach dem Anlegen der Versorgungsspannung 

automatisch eingelesen und im laufenden Messbetrieb 

zyklisch überprüft. 

iC-MU arbeitet an 5 V im Einsatztemperaturbereich von -40 °C 

bis 95 °C. Der Baustein kommt im platzsparenden 16-Pin DFN- 

Gehäuse und benötigt nur 5 mm x 5 mm Platz auf der Platine. Zur 

Bemusterung stehen verschiedene magnetische Maßverkörperungen, 

Demo-Boards, PC-Adapter sowie eine Bediensoftware für 

Windows zur Verfügung. (sb) 

n 

Die Autoren: Dipl.-Ing. Hartmut Scherner, Entwickler, und 

Dipl.- Ing.Joachim Quasdorf, ASSP-Vertrieb bei iC-Haus. 

Bild 1: Prinzipielle Anordnung von 

Polrad und Hall-Encoder iC-MU. 

Bilder: iC-Haus 

Bild 3: Gemessene Winkelgenauigkeit im 

System (Beispiel). 

Bild 2: Montagetoleranzen. 

Bild 4: Kettenschaltung für lineare Messsysteme. 



Analoge-/Mixed-Signal-ICs 

Nutzsignalauflösung: 16 effektive Bit 

Energieeffizienz und störfeste Sensor-Signalverarbeitung 

Die Erweiterung bekannter, analoger und digitaler Sensorsignalverarbeitungskonzepte mit gezielten Energiesparlösungen 

ermöglicht störfeste, hochgenaue Sensorsignalmessungen bei reduzierter Leistungsaufnahme. Die 

Umsetzung der hier adressierten Konzepte ebnet den Weg für energieeffiziente High-Performance-Standard- 

Lösungen im Bereich der Smarten/Intelligenten Sensoren. 

Autor: Dr. Marko Mailand 

Heutige Marktanforderungen an Sensoren und Sensorsysteme 

erwarten steigende Leistungsparameter bei sinkenden 

Gesamtkosten: Modulgröße, Bedienkomplexität, 

Preis und Energieverbrauch. Die Ermittlung von Umgebungseigenschaften, 

wie beispielsweise Druck, Temperatur, Gewicht, 

Durchfluss, Drehmoment, Vibration, Tension, Dehnung, 

etc. führen dabei sowohl im Consumer-Bereich als auch im Industriesektor 

zu stetig wachsenden Ansprüchen an die Empfindlichkeit 

bzw. Auflösung, Störfreiheit und Genauigkeit. In diesem Zusammenhang 

hat sich das Systemkonzept des intelligenten Sensors 

(smart sensor) mit direkter Busanbindung in den letzten Jahren 

immer mehr etabliert. Intelligente Sensoren setzen sich dabei prinzipiell 

aus den Funktionselementen: Sensor, analoge Signalaufbereitung 

(zum Beispiel Verstärkung, Offsetkorrektur) Analog-Digital-Wandlung, 

digitale Signalkorrektur und digitale Auswertung 

zusammen. 

Während insbesondere für hochgenaue Sensorapplikationen der 

smarte bzw. intelligente Sensor de facto als Standardkonzept für 

Neuerscheinungen am Markt gilt, existiert noch immer eine sehr 

unterschiedliche Leistungsbandbreite, was die eigentliche Signalaufbereitung 

und -verarbeitung und insbesondere die Leistungsaufnahme 

angeht. So ist es beim Übergang zu kleineren Technologien 

immer noch und immer wieder eine Hauptaufgabe, alle schaltungsspezifischen, 

analogen Störeinflüsse zu eliminieren, zu kompensieren 

oder zumindest zu minimieren. Anderseits sind 

bewährte Konzepte und Lösungen zu verändern, um den Forderungen 

nach Energieeffizienz nachzukommen. Häufig führt dies 

zu konträren Lösungskonzepten. 

Nichtsdestotrotz existieren Schaltungstopologien und -ansätze 

die technologieunabhängig ihre Gültigkeit und insbesondere ihre 

Wirksamkeit für die Realisierung von hochauflösenden, energieeffizienten, 

rauscharmen, intelligenten Sensoren behalten. 

Einfacher Ansatz – Große Wirkung 

Ein vielfach eingesetztes Konzept zur Beseitigung von Störeinflüssen 

auf der Spannungsversorgung ist das ratiometrische Messprinzip. 

Ratiometrische Messungen zeichnen sich dadurch aus, dass 

das Messergebnis als Quotient zweier Größen gesucht ist, welches 



typischerweise von Störungen überlagert 

ist. Dabei ist jedoch ausschlaggebend, dass 

die Störungsüberlagerung die eigentliche 

Messung nicht beeinflusst. Eine ratiometrische 

Größe ist zum Beispiel unabhängig 

von der Versorgungsspannung. 

Bild 1 zeigt am einfachen Beispiel, dass 

das Verhältnis der gemessenen Spannungen 

V 1 

und V 2 

an den Widerständen R 1 

und R 2 

unabhängig vom Absolutwert der 

Betriebsspannung V DD 

ist. Somit kann bei 

bekanntem Wert für R 1 

durch Messung des 

Spannungsverhältnisses auf das Widerstandsverhältnis 

bzw. auf R 2 

geschlossen 

werden, wobei gilt: R 2 

= R 1 

x V 2 

/ V 1 

. 

Genau dieses Grundprinzip wird in Sensorinterface- 

und Sensor-Signal-Conditioning 

Standardschaltkreisen (SSC) von ZM- 

DI (beispielsweise ZSSC3016 und 

ZSSC3017) eingesetzt, um quasi rauschfreie 

und betriebsspannungs-störfeste Applikationen 

mit einer Nutzsignalauflösung 

von effektiven 16 Bit zu ermöglichen. Als 

Erweiterung des ratiometrischen Grundprinzips 

werden hierbei die IC-internen 

Referenzspannungen beispielsweise für 

den Verstärker und den Analog-Digital- 

Wandler (ADC) direkt von der entsprechenden 

Versorgungsspannung V DDB 

des 

resistiven Brücken-Sensorelements abgeleitet 

(Bild 2). In Folge dessen wirken sich 

Störungen auf V DDB 

nicht auf das Verhältnis 

der Sensorspannung V IN 

zur Eingangsspannung 

am AD-Wandler aus. Dies führt 

wiederum dazu, dass bei verbleibenden 

Schwankungen auf der Versorgungsspannung 

V DDB 

zwar die IC-internen Absolutpegel 

variieren, jedoch keinerlei Schwankungen 

im Wandlungsergebnis auftreten. 

Für die neueste SSC-Generation von 

ZMDI wurde dieses Konzept erweitert. 

Mittels leistungsarmer Betriebspannungsunterdrückung 

durch einen geeigneten 

Spannungsregler ist es mit dem ZSSC3016 

möglich, low-power Sensorsysteme in stark 

gestörten Applikationsumgebungen einsetzen 

zu können, zum Beispiel in Smart- 

Phones. Der Spannungsregler verringert 

dabei dynamische Verluste an parasitären 

Kapazitäten im Signalpfad und ermöglicht 

einerseits 16-Bit-genaue Systeme bei Betriebsspannungen 

bis 1,8 V unter gleichzeitiger 

Ausnutzung eines ratiometrischen 

Signalpfades. 

Energieeffizienz durch clevere 

Spannungsversorgung 

Der Betrieb bei niedrigen Betriebsspannungen 

bis hinunter zu 1,8 V bei gleichzeitiger 

IC-Stromaufnahme von höchstens 1 

mA sind Grundansätze, die bei aktuellen 

SSC-Neuentwicklungen von ZMDI, wie 

dem ZSSC3016, verfolgt werden. Um darüber 

hinaus energieeffiziente Sensorapplikationen 

zu ermöglichen, bieten ZMDI-SSCs 

verschiedene Operationsmodi, wobei insbesondere 

der Wake-Up- oder Sleep-Mode 

den Gesamtenergieverbrauch minimiert. 

Dabei ist der Schaltkreis in einem Quasi- 

Power-Down-Zustand (Stromaufnahme 

weniger als 250 nA), aus dem er innerhalb 

weniger Sekundenbruchteile per Bus- 

Kommando oder passende Schaltkreis-ID 

aufgeweckt werden kann, worauf eine 

komplette Sensormessung durchgeführt 

wird und der IC unmittelbar wieder in den 

Ruhezustand zurückkehrt. Je nach Interface-Protokoll 

kann das Messergebnis auch 

im Ruhezustand abgerufen werden. 

Mit dem in Bild 2 realisierten Systemkonzept 

wird unter Nutzung so genannter 

Low-Dropout-Regler (LDO) eine weitgehend 

stabile, sehr niedrige Betriebsspannung 

(V DDB 

= 1,7 V) erzeugt. Der gesamte 

analog-digitale Sensormesspfad wird auf 

dieser niedrigen Spannung betrieben. Da, 

nicht zuletzt aufgrund des ratiometrischen 

Ansatzes, auch das eigentlich Brückensensorelement 

von V DDB 

gespeist wird, kann so 

die Gesamtstromaufnahme des Intelligenten 

Sensors minimiert werden. 

Zusätzlich wurde zum Beispiel im 

ZSSC3016 der LDO so ausgelegt, dass er 

eine stabil-geringe Versorgungsspannung, 

V DDB 

auch unter extremen Bedingungen 

erzeugen kann, wie sie in mobilen Endge- 


Ratiometrisches Messprinzip 

Die Trennung der Betriebsspannungs-Domainen für Interface- und Signalverarbeitung ermöglicht 

einen neuen Grad an Energieeffi zienz für hochgenaue intelligente Sensoren. Zur Beseitigung 

von Störeinfl üssen auf der Spannungsversorgung wird das ratiometrische Messprinzip in 

Sensorinterface- und Sensor-Signal-Conditioning-ICs von ZMDI (beispielsweise ZSSC3016 und 

ZSSC3017) eingesetzt, um quasi rauschfreie und betriebsspannungsstörfeste Applikationen mit 

einer Nutzsignalaufl ösung von effektiven 16 Bit zu ermöglichen. 


595ei0312 



Bild 1, oben: Basisschaltung ratiometrisches 

Messen. 

Bild 2, rechts: Trennung von Interface 

und Ratiometrischer Topologie für 

energieeffiziente, resistive Brückensensor-Signalmessung 

(zum Beispiel im 

ZSSC3016 von ZMDI). 

Alle Bilder: ZMDI 

räten zu finden sind; eine Betriebsspannungs-Störunterdrückung 

von bis 90 dB ohne die Notwendigkeit zusätzlicher, externer Komponenten 

steht hier zur Verfügung. 

Analoge Korrektur ist nur die Hälfte 

Analoge Leistungsparameter sind für die letztliche Sensormesswertqualität 

sehr wichtig; doch die digitale Signalkorrekturfähigkeit 

ist ebenfalls von wesentlicher Bedeutung. Typischerweise besitzen 

Sensorsysteme eine inhärente Nichtlinearität, welche sich 

sowohl aus der eigentlichen Messgröße ergibt (zum Beispiel Höhenluftdruck, 

hydrodynamischer Druck und Torsionsschwingung) 

als auch aus der Sensor-Charakteristik selbst. Zusätzlich besteht 

nicht nur bei resistiven Sensoren häufig ein nichtlinearer Zusammenhang 

zwischen Sensorsignal und Umgebungs- bzw. Sensorsystemtemperatur. 

Um daraus resultierende Messwertverläufe zu linearisieren 

und dadurch für die nachfolgende Auswertung optimal 

nutzbar zu machen, beinhaltet der ZSSC3016 beispielsweise eine 

speziell angepasste, digitale Verarbeitungseinheit, welche bis zu 7 

verschiedene 18 Bit genaue Kalibrierkoeffizienten berücksichtigen 

kann. Die entsprechend notwendigen Kalibrierpunkte sind für jedes 

Sensor-IC-Paar spezifisch und müssen jeweils separat, in der 

Regel während der Inbetriebnahme des Sensorsystems, ermittelt 

werden. Dazu unterstützten die ZMDI-SSCs derartige Korrekturmethoden 

durch zusätzlich integrierte Temperatursensoren, die 

wie im ZSSC3016 mit einer rauschfreien Auflösung von unter 

0,005 K/LSB im Bereich -40...+85 °C eine eigene Klasse für sich 

bilden könnten. 

Darüber hinaus können schaltkreisinterne Signaloffsets, V off 

über eine so genannte Auto-Zero-Messung (AZ) bestimmt und 

letztlich das eigentlich gewünschte Sensorsignal damit korrigiert 

werden. Dafür wird direkt am IC-Eingang der Signalpfad kurzgeschlossen. 

Zusätzlich zur Signalkorrektur ermöglicht die AZ-Messung 

die inhärente Applikations-Diagnose zur Überwachung von 

zum Beispiel Systemstabilität und Driftverhalten. 

Mit diesen Methodiken lassen sich nichtlineare und temperaturabhängige 

Messgrößen und Sensorsignale optimal für die eigentliche, 

auf die Messwertermittlung folgende Informationsverarbeitung 

vorbereiten. 

Standard-Features 

Bestehende und zukünftige Sensorinterface- und SSC-Schaltkreise 

von ZMDI bieten neben den erläuterten Eigenschaften unter anderem 

industriestandard-konforme und inhaltsflexible Digitalschnittstellen, 

wie I 2 C (bis 3,4 MHz) oder SPI (bis 20 MHz). Als 

Basis-IP für den ADC wird eine in Auflösung und Segmentierung 

programmierbare Charge-Balancing-Architektur eingesetzt. Hier 

kann zwischen reiner MSB-Wandlung (Most Significant Bit) und 

kombinierter MSB/LSB-Wandlung (LSB, Least Significant Bit) gewählt 

werden, wobei ein anwendungsspezifisches Optimum zwischen 

Wandlungsgeschwindigkeit und weiterer Rauschreduktion 

des Messergebnisses einstellbar ist. Komplett SSC-korrigierte, 

16-Bit-aufgelöste Wandlungsergebnisse können mit einer Rate von 

bis zu 175 s -1 erzeugt werden. Mittels feinstufig programmierbarer, 

analoger Vorverstärkung und anpassbarer ADC-Eingangsoffset- 

Verschiebung lassen sich ICs, der ZSSC31016 und andere auf verschiedenste 

Signalverläufe von Umgebungssignal sowie Sensorelementcharakteristiken 

(insbesonders Offset, Empfindlichkeit und 

Messbereich) und somit für nahezu jede Messaufgabe anpassen. 

Letztlich bietet ZMDI dem Markt für Standard-ICs mit seinen 

16-Bit-Schaltkreisen die Möglichkeit, größenoptimierte und energieeffiziente, 

intelligente Sensoren mit Leistungsparametern zu realisieren, 

die bisher nur von ASIC-basierten oder Einzelchiplösungen 

bekannt waren. (jj) 

n 

Bild 3: Typische Operationsmodi von ZMDI: Sensorinterface- und Sensor- 

Signal-Conditioning-ICs. 

Der Autor: Dr. Marko Mailand ist Projektmanager für Mixed- 

Signal-IC-Entwicklung im Bereich Medical, Consumer und 

Industrial bei ZMDI in Dresden. 




Vierkanal-Stromversorgungsmanager 

Grafische Benutzerschnittstelle 

Linear Technology präsentiert den 

LTC2974, einen Stromversorgungsmanager 

mit internem EEPROM für das umfassende 

digitale Management von Stromversorgungssystemen 

mit vier oder mehr Betriebsspannungsschienen. 

Der Baustein 

kann sowohl positive als auch negative 

Stromversorgungen überwachen und steuern. 

Der IC kommuniziert über eine I 2 C- 

Schnittstelle und wird mithilfe von PMBus- 

Befehlen gesteuert. Er bietet leistungsfähige 

Debugging-Funktionen für schnelle 

Fehlerdiagnose im Rahmen der Entwicklung 

und Produktion von Stromversorgungen 

und leistet wertvolle Dienste bei der 

Analyse von Ausfällen. Jede Stromversorgung, 

die über einen Run-Anschluss verfügt, 

kann über Tracking-Mechanismen 

oder zeitgesteuert sequenziert und gesteuert 

werden. Der Stromversorgungsmanager 

kann die Spannungen und Ströme in 

bis zu vier Kanälen plus vier externe Temperatursensoren 

gleichzeitig überwachen. 

Dadurch ist es möglich, auf Veränderungen 

des R DS(ON) 

von MOSFETs oder des 

DCR von Induktivitäten entsprechend zu 

reagieren. Die zulässigen Ausgangsspannungs- 

und -stromtoleranzen können für 

jede der überwachten Stromversorgungen 

individuell vorgegeben werden. Eine digitale 

Regelschleife misst kontinuierlich die 

Ausgangsspannungen und hält sie konstant, 

auch bei Temperaturschwankungen. 

Sämtliche Stromversorgungsüberwachungsfunktionen 

haben eine hohe Genauigkeit, 

der Gesamtfehler ist kleiner als 

±0,25 %, ohne dass hierfür ein Abgleich erforderlich 

wäre. Über die leistungsfähige 

grafische Benutzerschnittstelle (GUI) LT 

power Play kann der Anwender die Register, 

anwenderdefinierten Einstellungen 

und das Fehlerprotokoll intuitiv konfigurieren 

bzw. abfragen. Für Anwendungen, 

die mehr als vier Stromversorgungen erfordern, 

können mehrere Stromversorgungsmanager 

unter Verwendung eines 1-Draht- 

Synchronisationsbusses kaskadiert werden. 

Dabei benutzen alle LTC2974 einen gemeinsamen 

Fehlerbus; die Reaktionen der 

einzelnen Kanäle auf einen Fehler in einem 

anderen Kanal sind programmierbar. 

Der Stromversorgungsmanager enthält 

alle Funktionsblöcke, die für ein vollständiges 

digitales Management eines ansonsten 

rein analogen Stromversorgungssystems 

benötigt werden, beispielsweise differenzielle 

Mess- und Abgleichschaltungen, 

hochauflösende Datenwandler, ein nichtflüchtiges 

EEPROM und eine hochgenaue 

Referenz. Der Chip enthält außerdem einen 

programmierbaren Watchdog-Timer 

zur Überwachung eines externen Mikrocontrollers, 

FPGAs oder ASICs. 

Alle vier Kanäle bieten die volle Funktionsausstattung 

– für Überwachung, Sequenzierung, 

Toleranzbereich-Programmierung, 

Trimmung und Fehlerschutz. 

Der Black-box-Fehlerlogger protokolliert 

kritische Parameter im EEPROM und ermöglicht 

es dadurch, bei einem Fehler die 

genauen Umstände zum Zeitpunkt des 

Auftretens zu analysieren. In der Anwendung 

arbeitet der LTC2974 autonom; der 

IC überwacht die angeschlossenen Stromversorgungen 

kontinuierlich und führt im 

Falle eines Fehlers eine vorprogrammierte 

Aktion aus. Der LTC2974 ist zudem durch 

einen internen Chip-Temperatursensor geschützt. 

Der IC ist im 64-poligen, 9 mm x 9 

mm großen, RoHS-konformen QFN-Gehäuse 

untergebracht und ist 

über die kommerziellen und 

industriellen Temperaturbereiche 

spezifiziert. 

n 

infoDIREKT 

571ei0312 

Bild: Linear Technology 

Digitaler Vierkanal Stromversorgungsmanager 

überwacht 

Spannung, Strom und Temperatur. 



Mixed-Signal- 

Stromversorgungscontroller 

Programmierbare Stromversorgungen auf Chip-Ebene 

Unter den verschiedenen Möglichkeiten von digitaler Power hat Exar eine gefunden, bei der durch ein cleveres 

Chipdesign ein digitaler programmierbarer Stromversorgungscontroller kreiert wurde, der zum Preis von Analogbausteinen 

angeboten werden kann. 

Autor: Stefan Landau 

Halbleiterhersteller bieten unter dem Begriff Digital Power 

eine Reihe von unterschiedlichen Lösungen für Stromversorgungscontroller. 

Einige verstehen unter Digital Power 

die Kombination von digitalen Funktionen und 

Kommunikation mit einer analogen PWM. Bei anderen ist es eine 

Statemachine mit einer digitalen PWM und weitere schließlich 

verwenden einen DSP auf dem ein Algorithmus läuft, der die Regelschleife 

schließt. 

Die Power XR-ICs von Exar integrieren das Beste aus zwei Welten: 

preiswerte und flexible digitale Leistungssteuerung ebenso wie 

die robusten Möglichkeiten von Hochleistungs-Analogschaltern. 

Damit kann der Entwickler eine kleine, auf einem SoC basierende 

Stromversorgungslösung mit vier integrierten Leistungscontrollern, 

einem LDO und allen notwendigen Powermanagementfunktionen 

auf nur einem Chip integrieren. Power XR-Produkte reduzieren 

die Entwicklungszeit von Monaten auf wenige Wochen und 

ermöglichen so einen erheblichen Time-to-Market-Vorteil für Systementwickler. 

Weitere Vorteile liegen darin, dass eine einheitliche 

Plattform für verschiedene Kundendesigns verwendet und insgesamt 

die Risiken eines Powerdesigns minimiert werden können. 

Die Power XR-Produkte 

Die Bausteine der Power XR-Familie integrieren drei oder vier digitale 

pulsbreitenmodulierte Step-down DC/DC-Controller 




Verluste reduzieren und on-the-fly konfigurieren 

Die Power XR Technik kombiniert digitale Steuerung und Monitoring mit der High Performance 

Analogtechnik von Exar und ermöglicht es Produkte zu entwickeln, die Verluste auf ein Minimalmaß 

reduzieren und die on-the-fly konfigurierbar sind. Produktänderungen lassen sich auf 

einfache Weise vornehmen und durch eine echte What-if-Analyse kann sich der Entwickler in 

Iterationsschritten an die optimale Lösung heranarbeiten. Außerdem lässt sich eine mit Power 

XR entwickelte Stromversorgung später im Feldeinsatz für Upgrades oder Reparaturzwecke 

umkonfigurieren. Die verwendete Analoghalbleitertechnik ermöglicht die effiziente Aufteilung 

der digitalen und analogen Schaltungsanteile im IC und damit die Möglichkeit, ein Produkt auf 

alle Anforderungen zuzuschneiden und dies mit einem geringeren Platzbedarf als bei nicht konfigurierbaren 

Techniken. 


598ei0312 

Bild: PhotoSG - Fotolia.com 

(DPWM) sowie ein komplettes Powermanagement 

inklusive umfassender Überwachungsfunktionen, 

zusammen mit einem 

konfigurierbaren LDO für Standby-Power 

und GPIOs. Die Bauelemente XRP7704, 

7708, 7714, 7740 (mit vier DPWMs) und 

der XRP7713 (drei DPWMs) stellen eine 

komplette Powermanagementlösung in einem 

IC dar. So sind beispielsweise die Ausgangsspannungen 

sowie viele weitere Parameter 

im Entwicklungsstadium und später 

auch im Feld on-the-fly über das serielle 

I 2 C-Interface konfigurierbar und rekonfigurierbar, 

also vollständig programmierbar. 

Die drei oder vier unabhängigen digitalen 

Pulsbreitenmodulatoren regeln die 

Ausgangsspannung und bieten alle erforderlichen 

Schutz- und Überwachungsfunktionen 

wie Strombegrenzung und 

Überspannungsschutz. Die Power XR SoC- 

Lösung ersetzt in einem nur 6 x 6 mm 2 

messenden Gehäuse bis zu 13 einzelne ICs 

nebst externer Beschaltung und umständlichem 

Eindesignen. Für eine Spannungsversorgung 

mit beispielsweise vier Ausgangsspannungen 

kann damit die Anzahl 

der bei einem analogen Aufbau bis zu 150 

erforderlichen Komponenten auf unter 40 

Komponenten reduziert und damit der 

entsprechende Flächenbedarf auf ein Minimum 

reduziert werden. 

Die Merkmale der Power XR-Familie 

Bild 1 zeigt die Architektur der Power XR- 

Familie. Zu den besonderen Merkmalen 

der Mixed-Signal-Bausteine zählen die 3 

bis 4 getakteten digitalen Buck- (Stepdown) 

PWM-Controller, von denen jeder 

mit einem nachfolgenden nFET-Treiber 

ausgestattet ist. Die Ausgangsspannungen 

sind jeweils im Bereich von 0,9 V bis 5,1 V 

programmierbar. Außerdem bieten die 

Bausteine bis zu sechs (re)konfigurierbare 

GPIO-Pins, mit deren Hilfe zum Beispiel 

Power-Good-Signale generiert werden 

können oder einzelne oder Gruppen von 

Die Bauelemente XRP7704, XRP7708, XRP7714, XRP7740 (mit vier DPWMs) und der XRP7713 (drei 

DPWMs) stellen eine komplette Powermanagementlösung in einem IC dar. 



Bild 1: Architektur der Power XR-Familie. 

Alle Bilder: Exar/Eurocomp 

Bild 2, oben: 

Applikation des 

XRP7740 (V in 

= 12 V, 

I out 

= 3 bis 15 A, V out 

= 

0,9 bis 2,5 V). 

Bild 3, links: Das Tool 

Digital Power Studio 

ermöglicht schnelles 

und einfaches Design 

von komplexen 

Leistungslösungen. 

Kanälen individuell ein- und ausgeschaltet werden können. Die 

Bausteine werden via I 2 C-Interface programmiert und sind so einfach 

in Systeme einzubinden. Weitere wesentliche Merkmale sind: 

■■ Unabhängige digitale Pulse Width Modulator (DPWM) -Kanäle 

mit einer digitalen 5-Koeffizienten PID-Regelung. 

■■ Hohe Integration: Eliminiert externe Schaltungen und Komponenten, 

die für Kompensation, Parameterabgleich, Überwachungsfunktionen 

und Schnittstellen notwendig wären. 

■■ Programmierbarer DPWM-Frequenzbereich (300 kHz bis 1,5 

MHz) ermöglicht hohe Effizienz und optimiert die Größe der 

Komponenten. 

■■ Komplettes Power-Monitoring und -Reporting. 

■■ Unabhängig gesteuerte Start-up-Verzögerung und Rampe für 

jeden der integrierten Regler. 

■■ Unabhängig gesteuerte Soft-stopp-Verzögerung und Rampe für 

jeden Regler mit einer programmierbaren Stopp-Spannung. 

■■ Übertemperaturschutz (OTP) und Unterspannungs-Lockout 

(UVLO); Überstromschutz je Kanal (OCP) sowie Überspannungsschutz 

(OVP). 

Außerdem verfügen die Bausteine über einen built-in LDO 

(konfigurierbar für Spannungswerte bis 3,3 V oder 5 V, 100 mA), 

sowie Überstromschutz, Temperaturüberwachung und Konfigurationsregister 

sowie einen nichtflüchtigen Systemspeicher in dem 

die Bausteinkonfiguration abgelegt wird. 

Applikationen 

Die Power XR Familie ist eine vollständige digital (re)konfigurierbare 

SOC-Stromversorgungslösung, die über einen breiten Bereich 

von Eingangsspannungen verfügt und so mit einer Vielzahl von 

embedded Prozessoren, FPGAs, ASICs oder SoCs eingesetzt werden 

kann. Sie bietet eine hohe Effizienz von bis zu 93 % an vier 

kombinierten Ausgangskanälen. Zu den möglichen Applikationen 

zählen Consumer-Set-Top-Box (STB), IP-Kameras, Plasma Display 

Panel (PDP) sowie Server und Speichersysteme. Weitere Anwendungen, 

in denen die Programmierbarkeit von Vorteil ist, finden 

sich in Testsystemen, Point of Sales-Geräten, Medizingeräten 

sowie in Netzwerk- und Telekommunikationsgeräten und Ethernet-Adapter-Karten. 

Entwicklungsunterstützung 

Power Architect von Exar ist eine einfach anzuwendende und kostenlos 

verfügbare Softwareumgebung, die den Entwickler mit einer 

grafischen Oberfläche in die Lage versetzt, komplexe sequenzielle 

Schaltungen und Leistungssysteme zu entwerfen und Spannung, 

Strom und andere Parameter in Sekunden anzupassen, alles 

ohne Hardwareänderungen. Das interaktive Designtool ermöglicht 

es, mit ein paar Mausklicks, eine komplette, optimierte 4-Kanal-Stromversorgung 

mit komplexem Sequencing und vielen fortschrittlichen 

Powermanagement-Merkmalen zu entwickeln. 

Für die Power XR-Familie sind einfach zu handhabende Evaluierungsplattformen 

verfügbar, mit denen in weniger als einer Stunde 

erste Designergebnisse erzielt und erste Messungen durchgeführt 

werden können. (jj) 

n 

Der Autor: Stefan Landau ist Sales Manager Exar bei Eurocomp in Bad 

Nauheim. 




Neue Produkte 

4 A Ausgangsstrom 

DC/DC-Wandler mit 2,7...6,5 V Eingang 

Mit 12 GS/s einer der schnellsten 

14-Bit-DA-Wandler in CMOS 

Bild: Analog Devices 

Analog Devices hat jetzt den DC/ 

DC-Wandler ADP2164 für 4 A 

Ausgangsstrom im Programm, 

der einen Umwandlungs-Wirkungsgrad 

von mehr als 96 % 

erzielt. Der Reglerbaustein eignet 

sich für den Eingangsspan- 

nungsbereich 2,7...6,5 V und 

bietet einen bei 0,6 V beginnenden 

Ausgangsspannungsbereich. 

Er enthält Schalt-FETs mit 

niedrigem On-Widerstand. Das 

kompakte QFN-16-Gehäuse hat 

eine Kantenlänge von nur 4 mm 

x 4 mm. Die Schaltfrequenz 

lässt sich auf Werte zwischen 

500 kHz und 1,4 MHz programmieren 

oder zu einem externen 

Takt synchronisieren. Ebenso 

besteht die Möglichkeit, 2 

ADP2164-Regler um 180° phasenversetzt 

zu synchronisieren. 

infoDIREKT 

570ei0312 

Bild: Fujitsu Semiconductor 

Fujitsu Semiconductor präsentiert 

mit dem MB86066 Anakin einen 

DA-Wandler, der eine 14-bit-Auflösung 

mit einer Umwandlungsrate 

von bis zu 12 GS/s hat. Im DA- 

Wandler integriert sind zwei kaskadierte 

x2-Interpolationsfilter 

und reduziert damit die für 3 GS/s 

erforderlichen Eingangsdaten für 

einen Betrieb mit voller Übertra- 

gungsgeschwindigkeit. Die Eingangsdaten 

werden auf zwei parallele 

LVDS-Busse aufgeteilt, die 

jeweils bis zu 1,5 GS/s in einen 

DDR-RAM mit 750-MHz-Takt 

schreiben. Zwei weitere LVDS- 

Busse unterstützen Anwendungen 

mit extrem großer Bandbreite, die 

Eingangsdaten von 6 GS/s benötigen. 

Der IC befindet sich in einem 

15 mm x 15 mm Kunststoff-BGA 

mit 324 Kontakten. Die Leistungsaufnahme 

bei Betrieb mit 12 GS/s 

und Aktivierung beider Filter ist 

2,2 W und sinkt bei Kabelmodems 

mit 5,3 GS/s auf bis zu 950 mW. 

infoDIREKT 

569ei0312 

SPI- und 3-Draht-Schnittstellen 

Niederspannungs-Digitalthermometer/Thermostat-IC 

Bild: Maxim Integrated Products 

Die Digitalthermometer/Thermostat-ICs 

MAX31722/MAX31723 

von Maxim ermöglichen es, die 

lokale Temperatur wahlweise 

über eine SPI- oder 3-Draht- 

Schnittstelle abzufragen. Die 

Temperatursensoren benötigen 

eine Betriebsspannung von nur 

1,7 V. Als Ruhestrom werden 2,4 

µA angegeben. Die Messwertauflösung 

kann zwischen 9 und 12 

Bit betragen; der gewünschte 

Wert ist vom Entwickler wählbar. 

Das Bauteil ist in einer hochgenauen 

Version (MAX31723, ±0,5 

°C) und in einer Version mit geringerer 

Genauigkeit (MAX31722, 

±2,0 °C) verfügbar. Die Thermostat-Schwellenwerte 

und die Konfigurationsdaten 

werden nichtflüchtig 

gespeichert. Beide Bauteile 

bieten Single-Shot- und 

kontinuierliche Temperaturmessung. 

Im Single-Shot geht das 

Bauteil nach einer Messung in 

den Sleep-Modus und wird wieder 

geweckt, wenn der Benutzer 

die nächste Messung initiiert. Im 

kontinuierlichen Modus misst das 

Bauteil ständig autonom die Temperatur. 

Die Bauteile akzeptieren 

den Spannungsbereich 1,7...3,7 V 

und sind für den Temperaturbereich 

–55...+125 °C spezifiziert. 

infoDIREKT 

566ei0312 


Neue Produkte 

Verschlankte Elektronik-Schleppkettenleitung 

Bis zu 30 Prozent weniger Gewicht 

Schaltleistung bis 100 W 

Magnetisch aktivierte Reed-Sensoren 

Bild: TKD 

Der Kabelanbieter TKD hat seine 

Elektronikleitung durch eine 

schlankere und leichtere Kabeltype 

ersetzt. Ergebnis ist die Kaweflex 

3333 SK-C-PUR, die verglichen 

zum direkten Vorgängermodell 

in Sachen Gewicht und Au- 

ßendurchmesser mit einer 

Ersparnis von 30 Prozent aufwartet. 

Das Spektrum reicht von mehr 

Flexibilität und höherer Lebensdauer 

bei dauerndem Biegewechsel-Stress 

über weniger Masse 

und größere Packungsdichte in 

der Schleppkette bis zu geringeren 

Kosten. Die Leitung ist halogenfrei, 

flammwidrig und adhäsionsarm. 

Der PUR-Außenmantel 

ist weitgehend beständig gegen 

Kühlflüssigkeiten, Schmiermittel 

und Öle. 

infoDIREKT 

563ei0312 

Bild: Meder electronic 

Meder electronic hat die magnetisch 

aktivierten Reed-Sensoren 

der Baureihe MK27 vorgestellt. 

Sie ist hat ein robusten Aluminium-Gehäuse, 

welches den Magneten 

und den Sensor in extremen 

Bedingungen schützt. Der Reed- 

Sensor wird im Set mit dem M27 

Betätigungsmagneten geliefert, 

der bereits kalibriert ist. Der Sensor 

hat ein durch einen Metallmantel 

isoliertes Kabel, wurde für 

Schraubbefestigung entwickelt 

und wird typischerweise auf eine 

feste Oberfläche montiert, während 

der Betätigungsmagnet auf 

dem beweglichen Teil befestigt 

wird. Der Reed-Sensor ist mit 

10...100 W Schaltleistung, 

200...1000 V DC Schaltspannung 

und 0,5...1,0 A Schaltstrom erhältlich. 

infoDIREKT 

574ei0312 

Plattform für ICT- und AdvancedTCA-Anwendungen 

400 W DC/DC-Wandler 

End-to-End-Lösungen für High-Speed-Kanäle 

Interoperabilität bei 25 Gbit/s-Kanälen 

Bild: Ericsson 

Ericsson hat seine zweite Digital- 

Power Advanced Bus-Converter- 

Plattform für leiterplattenmontierte 

DC/DC-Module vorgestellt. Die 

Plattform FRIDA II basiert auf dem 

32-Bit-Mikroprozessor-Core 

ARM7TDMI-S und enthält neue 

Hardware und Firmware, die daraufhin 

optimiert wurde, bei jedem 

scopes und mehr 

Messtechnik 

zum fairen Preis 

Betriebspunkt den 

höchsten Wirkungsgrad 

zu garantieren. 

Sie stellt eine genau 

geregelte Ausgangsspannung 

(2 %) über 

den gesamten Betriebsbereich 

von 36 

bis 75 V zur Verfügung. 

Der Totzeit-Regelalgorithmus 

ist 

ebenfalls um zusätzliche Funktionen 

erweitert worden und ermöglicht 

im Vergleich nun geringere 

Schaltverluste und entlastet die 

Bauteile während des Schaltens. 

Der integrierte Leistungscontroller 

verringert zusammen mit den Regelalgorithmen 

die Anzahl erforderlicher 

Bauteile für die FRIDA-II- 

Plattform um etwa 10 %. Der integrierte 

Transformator und die 

Rückkopplungsbauteile wurden 

ebenfalls speziell entwickelt, um 

eine Isolationsspannung von 2250 

V DC für Anwendungen mit entsprechend 

hohen Anforderungen 

zu gewährleisten. Das erste Produkt 

wird der Quarter-Brick Advanced 

Bus-Converter BMR456 

sein, der eine Ausgangsleistung 

von 400 W und mehr zur Verfügung 

stellt. Es folgt der 1/8-Brick-Wandler 

BMR457 mit einer Ausgangsleistung 

von 250 W und mehr. 

infoDIREKT 

517ei0312 

Bild: Spezial Electronic Bild: Molex 

Für die nächste Generation von 

100 Gbit/s Ethernet und 100 

Gbit/s InfiniBand Enhanced Data 

Rate (EDR) -Anwendungen bietet 

Molex ein breites Spektrum an 

End-to-End-Lösungen für High- 

Speed-Kanäle an. Die Produkte 

gewährleisten hohe Datenraten 

bei extrem niedrigem Nebensprechen 

und maximaler Signalintegrität 

und eignen sich damit her- 

Schlüsselfertig für Version 4.0 

Bluetooth Low Energy Modul 

SE Spezial-Electronic hat jetzt das 

Bluetooth-Modul OLP425 von 

connect Blue im Programm. Es 

basiert auf dem Bluetooth 4.0 

Standard, nutzt die Bluetooth Low 

vorragend für Mobilfunk und Datenübertragung 

und für Anwendungen 

in der Speicher- und 

Netzwerktechnik. Am Beginn eines 

typischen Kanals könnte zum 

Beispiel ein SMT-I/O-Stecker im 

Format zSFP+ stehen, die die an 

einem Switch-Gehäuse eingehenden 

Daten entgegennehmen (beispielsweise 

ein Signal). Die 

20-poligen zSFP+-Stecker sind 

für serielle 25-Gbit/s-Kanäle ausgelegt. 

Anschließend könnte das 

Signal über einen Searay-Boardto-Board-Mezzanine-Steckverbinder 

auf ein Motherboard geführt 

werden. 

infoDIREKT 

Energy Technology und kann als 

einfaches Modul mit digitalen und 

analogen GPIOs geliefert werden 

oder komplett ausgestattet mit 

Batterie sowie Temperatur-, Beschleunigungs- 

und Feuchtesensor. 

Neben der Bluetooth 4.0-Zertifizierung 

besitzt das Modul auch 

die Funkzulassungen R&TTE/CE, 

FCC und entspricht den EMC, Safety 

und Medical-Standards. 

infoDIREKT 

564ei0312 

565ei0312 



Bild: MPE-Garry 

W2B-Selector auf der Homepage 

Wire To Board Lösungen 

MPE-Garry hat in den letzten 10 

Jahren das Angebot im Bereich 

Wire To Board (W2B) stark erweitert. 

Von genormten IDC-Steckverbindern 

über Crimp- und Löt- 

Steckverbinder bis hin zu Fine- 

Pitch FFC-Steckverbinder erstreckt 

sich das mittlerweile 

äußerst umfangreiche Sortiment. 

Um die W2B-Produkte noch besser 

präsentieren zu können, hat 

die Firma eine Musterplatine mit 

den gängigsten W2B-Lösungen 

angefertigt, die von den Außendienstmitarbeitern 

und den Distributoren 

mitgeführt wird. Um über 

Steckverbinder von dieser Platine 

technische Daten 

oder Maßzeichnungen 

abzurufen, hat 

MPE-Garry auf seiner 

Webseite den W2B- 

Selector installiert. 

Hier sieht man ein 

Foto der Platine mit 

einer Lupe. Durch 

Ziehen eines Auswahlcursors 

oder 

durch einen Klick auf das gewünschte 

Produkt erscheint dieses 

dann in der Lupe. Im rechten 

Teil des Fensters erscheint ein 

Bild des Produktes sowie auch 

der passenden Gegenstücke. 

Durch Klicken auf den Link „Mehr 

Informationen“ oder auf das Bild, 

öffnet sich ein neues Fenster mit 

allen technischen Daten und 

Maßzeichnungen. Von hier aus 

besteht die Möglichkeit, dieses 

Produkt bei MPE-Garry anzufragen 

oder ein Muster zu bestellen. 

infoDIREKT 

575ei0312 

45°-Kabelabgang variabel in vier Richtungen 

Multiflexibel, platzsparend und doppelt schnell 

Oft kopiert – 

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Leiterplatten 

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PCB-POOL ® ist eine eingetragene Marke der Beta LAYOUT GmbH 

Bild: Harting 

Die Harting-Technologiegruppe 

hat einen platzsparenden gewinkelten 

RJ45-Steckverbinder aus 

der RJ-Industrial-Baureihe auf 

den Markt gebracht. Der 45°-Kabelabgang 

kann variabel in vier 

Richtungen montiert werden. Der 

Anwender hat so die Möglichkeit, 

mit nur einer Artikelnummer immer 

die passende Kabelabgangsrichtung 

zu realisieren. Der RJ Industrial 

10G gewinkelt bietet gepaart 

mit der Schneidklemm-Anschlusstechnik 

für einen großen 

Adern- und Kabeldurchmesser- 

bereich das Maximum 

an Flexibilität. 

Die Schneidklemmen 

sind für flexible und 

starre Leiter mit 

Adernquerschnitten 

von AWG 27/7 bis 

AWG 22/1 ausgelegt. 

Es können Kabel mit 

einem Durchmesser 

von 4,5 mm bis 8 

mm angeschlossen werden. Eine 

einfache Konfektionierung durch 

werkzeuglosen und sicheren 

Schnellanschluss und Datenübertragungsraten 

bis 1...10 Gbit/s 

Ethernet machen den RJ Industrial 

10G doppelt schnell. Diese 

IP20-Variante ist durch ihre kompakte 

Bauform auch multiportfähig. 

Es werden alle bekannten 

IP65/67-Typen von Push Pull bis 

Han 3A mit diesem RJ45-Einsatz 

angeboten. 

infoDIREKT 

573ei0312 

www.stecken und messen.de 

Ottmar Schnepp 

elektronische Bauteile 

Auweg 5 

D 74861 Neudenau 

Fon 06264 9203-0 

Fax 06264 920333 

e-mail faosp@web.de 


Literatur 

Bild: Elektor 

Bild: GHM Messtechnik 

Fachbuch, Band 1: Grundlagen 

Stromversorgung ohne Stress 

Eines haben alle elektronischen Schaltungen 

und Geräte gemeinsam: ihre 

Funktion steht und fällt mit der Stromversorgung. 

Schon deshalb muss man 

dieser Baugruppe besondere Aufmerksamkeit 

widmen. Dieses Buch beinhaltet 

Grundlagen und Schaltungen der 

Stromversorgungstechnik für elektronische 

Geräte aus der Praxis. Dem aktuellen 

Trend folgend hat der Autor der mobilen 

Stromversorgungstechnik und der 

Schaltnetzteiltechnik besondere Aufmerksamkeit 

gewidmet. Dabei wird berücksichtigt, 

dass die Stromkonstanter gegenüber den Spannungskonstantern 

zunehmend an Bedeutung gewinnen. Man findet im Buch außer 

den notwendigen Grundlagen zum Bau eigener Stromversorgungsgeräte 

und -baugruppen auch ganz praktische Anwendungsbeispiele, etwa 

für den Ersatz defekter Netztransformatoren, für die mobile Stromversorgung 

auf Fahrradtouren oder für den Betrieb von LEDs. In einem Forschungsprojekt 

hat sich der Autor F. P. Zantis ausführlich mit der Stromversorgung 

von eigensicheren Geräten auseinandergesetzt. 

Von Franz P. Zantis, Elektorverlag, Format: 17 x 23,5 cm (kartoniert) 294 

S., Preise: € 38,00 (D) / € 39,10 (A) / CHF 47,20, ISBN: 978-3-89576- 

248-2 

infoDIREKT 

GHM Messtechnik Produktübersicht 

Professionelle Messtechnik 2012 

459ei0312 

Die Produktübersicht der GHM Messtechnik 

wurde als Sammel-Ordner angelegt, 

der in sieben Kapiteln das Gesamtangebot 

der GHM-Gruppe zusammenfasst. 

Nach einer Übersicht aller 

Produktgruppen der beteiligten Firmen 

Greisinger electronic, Honsberg Instruments, 

Martens Elektronik und Imtron 

Messtechnik, die auch als Wegweiser 

auf die im Ordner untergebrachten umfangreichen Produktinformationen 

dient, befinden sich Unterordner mit ausführlichen Produktinformationen. 

Diese Produktinformationen sind wiederum nach den Einsatzgebieten 

gegliedert: In industrielle Sensorik und Messtechnik, Prozessmesstechnik 

Hygienic Design, Labormesstechnik, Industrieelektronik 

und Messdatenerfassung. Auf den insgesamt 1260 Seiten findet man 

professionelle Messtechnik für die Größen Temperatur, Durchfluss, Füllstand, 

Feuchte, Druck und Kraft, u.a. angefangen von den zugehörigen 

Sensoren über Anzeigeinstrumente, Handmessgeräte bis hin zur Reglern, 

Messumformern, Signalkonidionierern, Trennverstärkern, Sicherheits- 

und Überwachungsgeräten sowie Komponenten der Leistungselektronik. 

Außerdem Kalibriergeräte, Datenlogger und Geräte zur Messdatenüberwachung 

sowie rechnersteuerbare Messverstärker. Für die 

Messtechnik für den Einsatz in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie 

ist eine eigene Übersicht vorhanden, ebenso für die Analysetechnik 

von pH, Redox, Leitfähigkeit u.a. 

Bild: reichel elektronik 

1140 Seiten umfasst der Katalog 1/2012 

mit mehr als 5000 neuen Produkten aus 

den Bereichen der Elektronik-Komponenten 

sowie der PC- und Netzwerktechnik. 

Durch das stetig wachsende 

Angebot und bewährt guten Service 

überzeugt reichelt elektronik – sowohl 

im Internet auf www.reichelt.de als 

auch auf den 1140 Seiten geballter 

Technik-Kompetenz im neuen Hauptkatalog. 

Der Katalog ist kostenlos erhältlich 

und kann über www.reichelt.de bestellt 

oder als so genannter „Blätterkatalog“ mit direkter Verlinkung zum 

Internetshop eingesehen werden. 

infoDIREKT 

477ei0312 

Keithley Instruments hat seinen Testund 

Messtechnik-Produktkatalog 2012 

vorgestellt. Der auf einer CD verfügbare 

Katalog enthält detaillierte Informationen 

und technische Daten zu den universellen 

und hochempfindlichen Quellen- und 

Messprodukten, DC-Schaltlösungen, 

Halbleiter-Testsystemen und Schaltlösungen 

mit geringem Leckstrom. Nützliche 

Auswahlhilfen und Anleitungen unterstützen 

den Anwender bei Auswahl der richtigen Lösung für die jeweilige 

Aufgabe. Ein kostenloses Exemplar der CD kann über die Homepage 

angefordert werden. Der Katalog ist nach Test- und 

Messtechnik-Produktkategorien sortiert. 

Bild: Keithley Instruments 

Bild: Maxim 

Reichelt elektronik 

1140-Seitiger Hauptkatalog 1/2012 

Keithley Instruments 

Test- & Messtechnik-Katalog 2012 


Die Anforderungen an Smart Meter 

Smart Grid Solution Guide 

501ei0312 

Der Maxims Solutions Guide 2011 zeigt 

auf rund 50 Seiten Lösungen zum Thema 

Smart Grid. Dabei geht es um Smart 

Meter und die Anforderungen dazu, die 

im Detail beschrieben werden. Gefolgt 

von den Produkten, die die Firma dazu 

im Programm hat (Energy-Meter SoCs, 

MEMs RTC und andere). Vergleichbar 

aufgebaut sind die Kapitel Power-grid 

Monitoring und Communication sowie 

Energy Measurement. Der Solution Guide 

eignet sich zum Einlesen in das Thema und zeigt viele Applikationsbeispiele. 

Maxim war unter anderem Teilnehmer unseres Smart Metering 

Roundtables (elektronik industrie 12-2011, S. 20ff). 

infoDIREKT 

500ei0312 

infoDIREKT 

436ei0312 



Gewinnspiel 

elektronik industrie-Leser gewinnen immer 

Gewinnen Sie ein Entwicklungskit für LED-Beleuchtungen, gespendet 

von Microchip im Wert von rund 249 US-$! 

Einsendeschluss: 

??.??????.2012 

Die Zeitschrift elektronik industrie verlost ein 

LED Lighting Development Kit (DM330014) von 

Microchip. Mit dem Entwicklungskit lassen 

sich die Funktionen und Fähigkeiten der 

dsPIC33F-GS-Serie digitaler Signalcontroller 

(DSCs) zur Entwicklung von LED-Beleuchtungen 

schneller nutzen. Der dsPIC33F GS DSC 

und das Entwicklungskit ermöglichen eine zu 

100 % digital geregelte Ballast-Funktion 

sowie das Dimmen und Einstellen 

des Farbtons. Das Kit enthält ein LED- 

Baseboard mit integriertem dsPIC33F- 

J16GS504, eine DC/DC-Buck- und DC/ 

DC-Boost-Tochterkarte. Die Vorteile der 

digitalen Technik im Referenzdesign 

und der dsPIC33-GS-Serie: 

■■geringere Systemkosten durch höhere 

Integration, 

■■höherer Wirkungsgrad durch digitale 

Regelungstechnik, 

■■flexible und wiederverwendbare Designs, 

■■ fortschrittliche Leistungsmerkmale – implementiert 

in Software. 

Beispielanwendungen: Zu den LED-Beleuchtungsanwendungen, 

die das Kit unterstützt, zählen 

dimmbare LCD-Hintergrundbeleuchtungen, 

Signage, LED-Ersatz von fluoreszierenden Lampen 

und Glühbirnen, architektonische Beleuchtung 

und Lampen/Leuchten im Automobilbereich. 

Letztere umfassen externe Anwendungen 

wie Frontleuchten, Tagesfahrlicht und 

Signalleuchten. 

Die wesentlichen Leistungsmerkmale des Kits 

sind: Farbregelung für RGB-LEDs, unterstützt 

DMX512-Standard für Helligkeitsregelung, 

flexible Eingangsspannung einschließlich 

Buck- und Boost-Topologien, voll dimmbar, 

voll digital regelbar, Fehlerschutz, Vollregelung 

mit einem einzigen dsPIC33FJ16GS504 

DSC. 

Um ein LED Lighting Development Kit zu gewinnen, 

geben Sie Ihre Kontaktdaten bis zum 

30. April 2012 über den folgenden Link ein: 

http://www.microchip-comps.com/elin-led 

Viel Glück wünscht die Redaktion! 

Die Gewinner der Gewinnspiele werden jeweils 

in einer der nächsten Ausgaben veröffentlicht. 

Der Rechtsweg ist ausgeschlossen. 

infoDIREKT www.elektronik-industrie.de 

585ei0312 

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Wir machen komplexe Sachverhalte regelmäßig transparent. Zuverlässig und 

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High Tech Toy 

Leistungsverstärker Hero 

Wenn es auf äußerste Präzision ankommt 

Sei es die Feinjustierung der Zielkoordinaten beim Raketenstart oder die Untersuchung von Magnetkennlinien, 

Anwendungen in der Adaptronic, die Bordnetzsimulation oder der Komponententest in der Automobilentwicklung, 

die Entwicklung von getakteten Antrieben und Frequenzkonvertern oder die Simulation von HGÜ-Übertragungsnetzen 

– bei allen diesen Anwendungen kommt es auf hohe Genauigkeit an und da werden die Präzisionsverstärker 

der Hero-Serie eingesetzt. Einen typischen Vertreter haben wir aufgeschraubt und zeigen wie er funktioniert. 

 

Autor: Siegfried W. Best 

Bild 1: Der Abschusswinkel des Spaceshuttles wird mit Präzisionsverstärkern 

der Hero-Serie bestimmt. 



High Tech Toy 

Bild 2: Blockschaltbild eines Hero-Präzisionsverstärkers. 

Bild 3: Regelplatine mit den Hauptkomponenten (siehe Text). 

Bild 4: Leistungsendstufe mit 432 parallelgeschalteten MOSFETs auf Kühlkörper montiert. 

Zu den wesentlichen Merkmalen eines rein linear geregelten 

Präzisions- Leistungsverstärkers zählen eine geringe Restwelligkeit, 

ein optimales Signal-/Rauschverhältnis, der 

echte 4-Quadrantenbetrieb als Quelle und Senke, präzise 

Nulldurchgänge, hohe Bandbreite und beliebige arbiträre Funktionen. 

Außerdem dürfen keine Schaltstörungen auftreten und der 

Quellwiderstand des Ausgangs im U-Betrieb muss gegen null Ohm 

gehen bzw. im I-Betrieb extrem hochohmig sein. 

Anhand des Wirkschaltbildes (Bild 2) und der Bilder 3, 4 und 5 

wird im Folgenden die Funktion eines Hero Präzisions-Leistungsverstärkers 

erklärt. 

Die Steuerspannung von einem Funktionsgenerator oder einer 

PC-Karte gelangt über den Analogeingang (UIN) zur Regel- und 

Steuerplatine, die für die unterschiedlichsten Applikationen anpassbar 

ist. Hierzu ist eine Reihe von Steckplätzen vorgesehen. 

Nach der Pegelanpassung mittels OpAmps erfolgt die galvanische 

Trennung über Isolierverstärker von Analog Devices (3 in Bild 3). 

Dann erfolgt die nötige Signalkonditionierung (zum Beispiel Umschaltung 

U auf I oder Soll/Ist-Vergleich, 8 in Bild 3), abgestimmt 

auf die geforderten Spezifikationen. 

Nun wird das aufbereitete Steuersignal zum Sollwert und der 

Leistungsendstufe (Bild 4) zugeführt. Mit dem zurückgeführten 

Ausgangssignal (Istwert – Steckverbinder 7 in Bild 3) entsteht der 

Regelkreis, der mit höchster Präzision abgeglichen wird, um auch 

bei hoher Bandbreite L- und C-Lasten betreiben zu können. Die 

Leistungsendstufe besteht aus einer Vielzahl von parallelgeschalteten 

n- und p-Kanal Power-MOSFETs (beispielsweise von Hitachi, 

das Bild 4 zeigt 144 der insgesamt 432 MOSFETs), die selektiert 

und gepaart wurden. Der Ausgangsstrom gelangt über zwei Hochleistungsshunts 

der Firma Isabellenhütte (in Bild 5 nur einer sichtbar) 

zum Ausgang des Verstärkers. Die Shunts sind auf massivem 

Kühlkörper montiert, um einer Temperaturdrift vorzubeugen. 

Die über den Shunts erfasste Spannung steht galvanisch getrennt 

(3 in Bild 3) über die Anzeigeverstärker (Operationsverstärker) an 

den Ausgängen IMON, IPeakMON zur Verfügung, die Ausgangsspannung 

wird an einem entsprechenden Teiler abgegriffen, mit 

Differenzverstärkern (3 in Bild 3) entkoppelt und steht am Ausgang 

UMON zur Verfügung. 

Die Regelgröße des Verstärkers kann innerhalb von µs digital 

zwischen Spannung und Strom (8 in Bild 3) umgeschaltet und 

außerdem der Leistungsverstärker zwischen zwei Leistungsbereichen 

umgeschaltet werden. Die Temperaturüberwachung der 

Endstufe erfolgt mittels Sensoren, die über Anschlüsse (6 in Bild 

3) mit der Regelplatine verbunden sind. Außerdem wird die Verlustleistung 

kontinuierlich überwacht (Anschluss 5 in Bild 3). 

Die Steuerung des Verstärkers erfolgt über die Frontplatte (angeschlossen 

an Steckverbinder 4a in Bild 3) oder Remote (4b) von 

einem Computer aus. Anzeigeinstrumente werden bei 1 in Bild 3 

angeschlossen. (jj) 

■ 

Kontakt: Rohrer GmbH, Philip-Reis Str. 13, 81479 München 

Tel. 089/897 01 20 


588ei0312 

Info-Kasten 

alle Bilder: Rohrer 

Wesentliche technische Daten der Hero-Serie 

Regelgröße Ua/Ia umschaltbar 

±50 V/±50 A bis ±150 A/200 ms 

±25 V/±50 A bis ±150 A/200 ms 

Frequenzbereich I-Betrieb 40 kHz (-3 dB) 

Nullpunkt-Stabilität ±0,005 %/K vom Endwert 

DC-Linearität ±0,01 % vom Messwert 

AC-Stabilität-Aussteuerung 0,01 %/K bei unter 1 kHz 

■ 2 analoge Monitore für Ia1-Skalierung 1 V = 10 A; Ia2-Skalierung 

1 V = 50 A 

■ Verlustleistung bei RT dauernd 900 W DC/AC-Betrieb 

Spitzenverlustleistung 10 µs < 100 µs = 10 kW 

■ 

Bild 5: Netzteil mit Gleichrichtern und Ladeelkos. Die zugehörigen Netztrafos 

befinden sich zusammen mit 12 Umschaltrelais im Unterteil des Verstärkers. 


Verzeichnisse/Impressum 

Inserenten 

AUG Elektronik, A-St. Martin a.W. 23 

batteryuniversity.eu, Karlstein (Main) 31 

BECOM Electronics, A-Lockenhaus 22 

Beta LAYOUT, Aarbergen 77 

Bicker Elektronik, Donauwörth 41 

Conrad Electronic SE, Hirschau 13, 15 

COSMIC, Stuttgart 58 

dataTec, Reutlingen 75 

Demmel, A-Wien 21 

Digi-Key, USA-Thief River Falls 

Titelseite, 2. US 

Distrelec Schuricht, Bremen 5 

E-A Elektro-Automatik, Viersen 39 

EKF Elektronik, Hamm 47 

Emba-Protec, Vlotho 

3. US 

EMTRON Electronic, Nauheim 25, 41 

ET System, Altlußheim 29 

Fischer Elektronik, Lüdenscheid 3 

Frei, Albstadt 43 

Ginzinger electronic, 

A-Weng im Innkreis 23 

GlobTek, USA-Northvale 33 

GLYN GmbH & Co. KG, 

Idstein 67, 69, 71, 73 

HAMEG, Mainhausen 76 

Häusermann, A-Gars am Kamp 22 

iC-Haus, Bodenheim 27 

LICO Electronics, A-Kledering / Wien 23 

Linear Technology, Ismaning 7 

MC-Components, A-Wimpassing 22 

MF Instruments, 

Albstadt-Truchtelfingen 49 

Microchip Technology, GB-Wokingham 11 

MSC Vertriebs, Stutensee 59 

OMICRON electronics, A-Klaus 22 

PCE, Dietmannsried 

Beilage 

PIK-AS, A-Mariasdorf 21 

PLS, Lauta 63 

RECOM ELECTRONIC, Dreieich Titelseite 

Rohm Semiconductor, Willich 9 

RS Components, A-Gmünd 17 

RUTRONIK, Ispringen 51 

Schnepp, Ottmar, Neudenau 77 

Schukat electronic, Monheim 35 

Schulz-Electronic, Baden-Baden 37 

Silicon Laboratories, USA-Austin 4. US 

technosert electronic, 

A-Wartberg ob der Aist 21 

Würth Elektronik eiSos, Waldenburg 31 

Zuken, Hallbergmoos 45 

Unternehmen 

ACAL BFi Germany 44 

Advantech 6 

Agilent Technologies 14 

Altium 10 

Amplicon 47 

Analog Devices 10, 75 

Arrow Electronics 6 

Atlantik Elektronik 12 

Atmel 10 

austriamicrosystems 16 

BEST-Klebstoffe 15 

Bicker Elektronik 43 

Boston Engineering 6 

Codico 16 

Compumess 42 

congatec 6, 52 

connect Blue 76 

Cosmic Software 50 

Cyth Systems 6 

Data Modul 6 

EDT 12 

Elektorverlag 78 

Emtron electronic 42 

Energy Micro 11 

EnOcean 6 

Enpirion 41 

Ericsson 76 

ET System electronic 36 

Eurocomp 72 

Exar 72 

Freescale 8 

Fujitsu Semiconductor 8, 75 

Future Electronics 6, 11 

GHM Messtechnik 78 

Globtek 42 

Glyn 12 

Green Hills Software 47 

Hacker-Datentechnik 47 

Harting 77 

Häusermann 16 

iC-Haus 64 

IDT 28 

IMST 15 

IPC2U 12 

Keithley Instruments 78 

Kontron 6, 48 

Linear Technology 71 

Maxim 10, 16, 75, 78 

Mean Well 42 

Meder electronic 76 

Meilhaus 14 

Melecs 16 

MEN 13 

Microchip 8, 79 

Micro Power Direct 42 

Mitsubishi Electric 13 

Molex 76 

MPE-Garry 77 

MSC 6, 12 

MTM Power 42 

National Instruments 6, 14 

Netmodule 12 

Nürnberg Messe 6 

Optogan 12 

Peta Logix 10 

Qualcomm Atheros 6 

Recom Electronic 20, 24 

reichelt elektronik 78 

Renesas Electronics 60 

RFM 6 

Rigol Technologies 14 

Rohde & Schwarz 14 

Rohrer 80 

S.E.A. Datentechnik 6 

Schukat electronic 15 

Seco 6 

SE Spezial-Electronic 76 

Sharp 13 

Sierra Wireless 6 

Silicon Labs 9 

STMicroelectronics 8, 32 

TDK-Lambda 43 

Tecnova 6 

Tektronix 14 

Telemeter Electronic 42 

Texas Instruments 10 

TKD 76 

Toshiba Electronics 8, 38 

TQ 13 

Tracopower 42 

TTi 42 

Wire Flow 6 

Wiznet 44 

Xilinx 10 

Zilog 8 

ZMDI 68 

Impressum 

REDAKTION 

Chefredakteur: 

Dipl.-Ing. Hans Jaschinski, (jj) (v.i.S.d.P.), 

Tel: +49 (0) 6221 489-260, 

E-Mail: hans.jaschinski@huethig.de 

Redaktion: 

Dipl.-Ing. Alfred Vollmer (av) 

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Redaktion all-electronics: 

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Melanie Feldmann (mf), Tel.: +49 (0) 6221 489-463 

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Ina Susanne Rao (rao), Tel.: +49 (0) 8181 125 494 

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Office Manager und Sonderdruckservice: 

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Anzeigendisposition: 

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Zur Zeit gilt die Anzeigenpreisliste Nr. 41 vom 01.10.2011 

Verlag 

Hüthig GmbH, Im Weiher 10, 69121 Heidelberg 

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Produktmanager Online: Philip Fischer 

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Leitung Herstellung: Horst Althammer 

Art Director: Jürgen Claus 

Layout und Druckvorstufe: 

Vera Faßbender 

Druck: pva GmbH, Landau 

ISSN-Nummer: 0174-5522 

Jahrgang/Jahr: 43. Jahrgang 2012 

Erscheinungsweise: 10 Ausgaben jährlich 

Bezugsbedingungen/Bezugspreise 2012 (unverbindliche 

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