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D 19067 · April 2013 · Einzelpreis 19,00 € · www.elektronik-industrie.de

04/2013

Sensoren

System-Monitor misst die relative

Luftfeuchte mit einer sehr hohen

Messgenauigkeit Seite 24

Das Entwickler-Magazin von all-electronics

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DIGIKEY.COM

Für Bestellungen

Messtechnik Über 65 €!

Eine Tool Chain, die den Grad der

Standardisierung erhöht und dabei

die Flexibilität bewahrt Seite 48

Stromversorgungen

Referenzdesign-Board für eine

schnelle Umsetzung geforderter

Energieeffi zienzlevel Seite 66

012712_FRSH_EIND_DE_snipe.indd 1

1/27/12 12:08 PM

Hochpräzise Hallschalter

Energie- und platzsparend im ultrakleinen

SOT23-Gehäuse Seite 16

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www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04 / 2013 3

DIGIKEY.COM


Editorial

Sensor + Test oder

PCIM oder beides

Dipl.-Ing. Hans Jaschinski,

Chefredakteur elektronik industrie

Auch dieses Jahr kommt es auf dem Messegelände in Nürnberg wieder zu einer

Doppelveranstaltung. Vom 14. bis 16. Mai finden dort parallel die Messen

Sensor + Test sowie die auf die Leistungselektronik zugeschnittene PCIM statt.

Für Elektronikentwickler, die in beiden Themenfeldern aktiv sind, eine ideale

Kombination. Wir haben uns dieser Ausgabe inhaltlich mehr der Sensor + Test

gewidmet. Das Thema Leistungselektronik haben wir unserer Schwesterzeitschrift

elektronik Journal überlassen.

Wie geht es der Sensor- und Messtechnikbranche Unter den AMA-Mitgliedern

– die AMA ist über eine Tochtergesellschaft Veranstalter der Sensor +

Test – werden regelmäßig Marktbefragungen

durchgeführt. Ergebnis: Die

Prognosen liegen bei einem Umsatzwachstum

von 4 %. Vorsichtig optimistisch

blickt die Branche ins laufende

Jahr und sieht für dieses Jahr einen

Investitionsanstieg von gut 2 %. Zu

beachten ist hierbei, dass Messgerätehersteller

an dieser Umfrage nur in

sehr geringem Maße teilnahmen.

Auf der Sensor + Test werden auch

diesmal wieder zahlreiche Innovationen

gezeigt. Ein Highlight ist die Vergabe

des AMA-Innovationspreises. In

diesem Jahr hat der Fachverband fünf

Bewerbungen für den mit 10.000 Euro dotierten AMA-Innovationspreis 2013

nominiert. Darunter wurden bereits zwei „Junge Unternehmen“ für innovative

Ideen mit dem neuen Sonderpreis, ein kostenloser Messeauftritt, ausgezeichnet.

Durchgesetzt hatten sich hier zum einen Xarion Laser Acoustics , Wien,

mit der Entwicklung eines optischen Mikrofons ohne Membran. Dabei wird

der Schalldruck optisch „berührungslos“ über die Änderung des Brechungsindex

in Luft gemessen. Und zum anderen das Team von Sens Action , Coburg,

für den Liquid Sens Multisensor zur Flüssigkeitsüberwachung.

Die weiteren Nominierten sind: die TU Ilmenau mit einem Infrarot-Detektor

auf der Basis eines neuartigen Mikro-Spiegel-Sensors, die Advico microelectronics

, Recklinghausen, präsentiert einen optischen Miniatur-Winkelsensor

mit geringer Justageanforderung sowie Polytec , Waldbronn, die ein 3D-

Raster-Laservibrometer-Mikroskop mit nur einem Messstrahl vorstellen.

Sie sehen, die Sensor-Branche ist sehr innovativ. Der oder die Gewinner des

AMA -Innovationspreises 2013 werden am 14. Mai 2013 in Nürnberg bekanntgegeben

werden. Zu welcher Messe Sie sich mehr hingezogen fühlen, bleibt

Ihnen überlassen. Besuchenswert sind auf jeden Fall beide.

Hans Jaschinski, hans.jaschinski@huethig.de

kühlen schützen verbinden

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Wir stellen aus: 24.-26.9.2013

LED-Professional in Bregenz

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elektronik industrie 04 / 2013 3

Halle/Stand A 16


Inhalt

April 2013

Coverstory

16

Hochpräzise Hallschalter

Auf Basis einer neuen Technologie hat Infineon hochpräzise

Hallschalter eingeführt. Die uni- und bipolaren

Switches oder Latches der TLE496x-Familie mit unterschiedlichen

magnetischen Schaltschwellen bieten hohe

Betriebsspannung und geringe Stromaufnahme.

36

PXI-Vektorsignal-Transceiver

Trotz Verbesserungen an Mess- und Prüfalgorithmen sowie Busund

CPU-Geschwindigkeiten, sehen sich Entwickler angesichts

steigender Komplexität von RF-Anwendungen vor der Herausforderung,

Prüfzeiten zu minimieren und -kosten zu reduzieren.

58

DC/DC-Wandler

Hochisolierte Wandler mit

dualen Ausgängen liefern

die für IGBT-Applikationen

typischen Spannungen

von +15 und -9 V

und machen die IGBTs

zuverlässiger.

Märkte + Technologien

06 Die Top 5

07 News und Meldungen

14 In eigener Sache

Vierter Frühjahrsempfang der Hüthig

Elektronik Medien Gruppe

Coverstory

16 Hochpräzise Hallschalter

Energie- und platzsparend im

ultra-kleinen SOT23-Gehäuse

Leserservice infoDIREKT:

Zusätzliche Informationen zu einem Thema erhalten

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

• www.all-electronics.de aufrufen

• Im Suchfeld Kennziffer eingeben, suchen

Sensoren

20 Komplette Sensor-to-Bits-Lösung

Vereinfachte Entwicklung industrieller

Datenerfassungssysteme

24 Messen der relativen Luftfeuchte

System-Monitor mit hoher

Messgenauigkeit

26 Beleuchtungskosten senken

Mit innovativen Steuerungskomponenten

30 Wettlauf gegen die Zeit

Mit Druckausgleichselementen

Leben retten

32 Highlights und Neue Produkte

Messtechnik

36 PXI-Vektorsignal-Transceiver

VSG und VSA mit rekonfigurierbarem

FPGA-Backend

40 Moderne Funktionsgeneratoren

I/Q-Modulation und standardisierte

Bussignale simulieren

44 Zukunft des softwaredefinierten

Messens

EDA enger mit der Messtechnik

verknüpft

48 Volle Flexibilität erhalten

Standardisierung im Fertigungstest

verbessern

52 Highlights und Neue Produkte

Stromversorgungen

54 Für vielfältige Einsätze

Hohe Leistungsdichte im

platzsparenden Gehäuse

58 Hochisolierte DC/DC-Wandler

IGBT-Schaltungen zuverlässiger

machen

62 Mythen und Legenden aus dem

Reich der Wärmeleitmaterialien

Thermische Auslegung von

Leistungselektronik

66 Energieeffizientes Netzteil-Design

Unterschiedliche Schaltungen

auf einem Referenzdesign-Board

68 Highlights und Neue Produkte

4 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Inhalt

April 2013

Besuchen Sie uns vom 14. bis 16. Mai 2013

Halle 12 – Stand 388

Committed

to excellence

62

Der Umgang mit Wärmeleitmaterialien

Die thermische Auslegung von Leistungselektronik ist die Grundlage dafür,

dass später die Applikation ihre prognostizierte Lebensdauer erreicht

und damit einer der Schlüsselfaktoren im Designprozess.

72

40G-Chipsatz

Ein vierkanaliger

40G-Transmitter-

Chipsatz verleiht

Datencentern einen

viermal so hohen

Datendurchsatz.

Optoelektronik

72 40G-Transmitter-Chipsatz

DC-gekoppelter Lasertreiber und optischer Mikrocontroller

73 Highlights und Neue Produkte

Rubriken

03 Editorial

Sensor + Test oder PCIM oder beides

80 Literatur

81 Gewinnspiele

82 Impressum, Inserenten-/Firmenverzeichnis

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Achsen-Technologien. In preissensiblen Anwendungen bringt sie

Vielseitigkeit und zeitgemäße Diagnose-Funktionen in Ihr Design. Die

Sensoren erlauben eine erweiterte Wegmessung bis zum zweifachen

der Magnetlänge und eine Winkelbestimmung bis zu 180 °. Sie sind

ideal geeignet für Anwendungen wie Drosselklappen, Pedale und

Abgasrückführung (EGR) und sind für jede Art der Positionserfassung

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Top 5

TOP

5

Artikel

1

Das Vier-Quadranten-Netzgerät

Toellner TOE 7621

400ei0113Toellner

Hier präsentiert Ihnen die elektronik industrie jeden Monat die Top 5 Artikel,

News und Produkte von unserer Internetseite www.all-electronics.de.

Unsere Leser haben diese Inhalte in den letzten vier Wochen am häufigsten

gelesen. Interessieren Sie sich für spezielle Informationen, gehen Sie auf www.

all-electronics.de und geben die infoDirect-Kennziffer (Beispiel 599ei0412) in

das Suchfeld ein. Übrigens finden Sie auf unserer Internetseite die Inhalte der

elektronik industrie seit 1999. Um immer auf dem Laufenden zu sein, abonnieren

Sie unseren Newsletter unter www.all-electronics.de.

2

3

4

5

Baukasten für die Embedded-Linux-Entwicklung

513ejl0113

Denx Software Engineering

RS-485-konformer Transceiver

605ei0213

Drahtloses Laden

603ei0313

Texas Instruments

IDT Integrated Device Technology

Faszinierendes Nordrhein-Westfalen

250ei0313Eigenbeitrag

NEWS

1

Neue Mikrocontroller-Familie

mit ARM Cortex-M0

620ei0213Infineon

2

3

Wasserstofferzeugung aus Ökostrom

655ei0113ZSW

Dirk Finstel jetzt bei Adlink Technology

525ei0313

Adlink Technology

4

Fujitsu baut EMV-Prüfleistungen aus

635ei0213

Fujitsu Technology Solutions

5

16 Cluster mit jeweils 16 Kernen

631ei0213Kalray

PRODUKTE

1

Menschlicher Körper

als Kommunikationskanal

503ei0313

Microchip

2

3

4

5

Datenübertragungen im 868-MHz-Frequenzband

641ei0213

Telit Wireless Solutions

Langzeit-Stabilität für AC/DC-Netzteile

243ejl213

TDK-Lambda

Neues Evaluationsboardkonzept für Renesas RX63N

523ejl0113Glyn/Renesas

Single-Board-Computer mit Dual-Core-ARM

526ejl0113

F & S Elektronik Systeme

6 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Märkte + Technologien

AMD verstärkt sich im Embedded-Bereich

APU mit vielen I/Os auf einem einzigen System-on-Chip

AMD verspricht

sich eine

deutliche

Umsatzsteigerung

im

Embedded-

Bereich mit den

Embedded SoCs.

Arun Iyengar, Vice

President and

General Manager

Embedded

Solutions bei AMD

in Kalifornien.

Bilder: AMD

Wenn das PC-Geschäft nicht mehr so richtig

läuft, lohnt es sich oft, auch andere

Märkte zu bedienen. Bisher lief das Thema

Embedded bei AMD nur auf kleiner Flamme,

jetzt scheint das Unternehmen mit einem

neuen SoC einen ernsthaften Schritt

in Richtung Embedded zu machen. Waren

im 3. Quartal 2012 noch 5 % des AMD-

Umsatzes dem Thema Embedded zuzuordnen,

will das Unternehmen bis zum 4.

Quartal 2013 bereits 20 % des Umsatz mit

Embedded machen und auf längere Sicht

sogar 40 bis 50 %, wie Arun Iyengar, Vice

President and General Manager Embedded

Solutions bei AMD bei der Vorstellung des

ersten SoCs der G-Serie bekannt gab.

CPU und GPU hat AMD schon seit einiger

Zeit unter dem Schlagwort APU (Accelerated

Processing Unit) vereint. Der jetzt

vorgestellte System-on-Chip enthält zusätzlich

eine Vielzahl von I/Os und wird in einem

28-nm-Prozess von TSMC hergestellt;

AMD ist ja bekanntlich seit rund zwei Jahren

fabless. Die neuen X86 SoCs sind alles

Einchip-Lösungen und benötigen 600 mm²

Platz auf dem Board oder Modul. Es gibt

Varianten mit zwei und vier sogenannten

Jaguar-Cores, sowie Varianten ohne GPU.

Die Embeddedd SoCs haben bis zu 2 MByte

Second-Level-Cache (aufgeteilt auf die

Cores), eine GPU Radeon HD8000 und natürlich

die I/Os. Die Bauelemente sind im

AMD-Embedded-Trend in Prozent, wieviel

geldwerter Umsatz dahinter steckt, wird sich

zeigen.

industriellen Temperaturbereich von -40 bis

85 °C einsetzbar Weitere Merkmale sind:

Speicher ECC, maximale DDR3 Geschwindigkeit

1600, DDR P-States, verbesserte

UVD (Unified Video Decoder) und Power

Gating 3D Engine.

Zu den umfangreichen Ein-/Ausgabemöglichen

gehören unter anderem Dual

Display (HDMI, VGA, Displayport 1.2,

UVD 4.2, VCE 2), 8 x USB 2.0, 2 USB 3.0,

SATA 2x/3x, zwei SO-DIMMs oder

UDIMMs. Die Taktraten bewegen sich, je

nach SoC, zwischen 1 und 2 GHz. Für die

Verlustleistung (TDP) werden 9, 15 und 25

W angegeben.

Zu den ersten CPU-Modul-Herstellern,

die dieses Bauelemente einsetzen, gehören

unter anderem Advantech, Congatec, Fujitsu

und General Electric. (jj)

n

infoDIREKT

583ei0413

Hannover Messe 2013

Eine zunehmende Vernetzung zeigt sich in allen Industriebereichen

Bild: Hannover Messe

Auf der Hannover Messe hatten sich in diesem

Jahr 6550 Aussteller aus 62 Ländern

präsentiert. „Entlang des Leitthemas Integrated

Industry zeigten die Aussteller, dass

Vernetzung zu mehr Kosteneffizienz, Produktqualität

und Nachhaltigkeit führen

wird und damit die Wettbewerbsfähigkeit

der Unternehmen stärkt. Die Experten

sind sich einig, dass integrierte Produktionsprozesse

die globale Industrie in den

nächsten zehn bis 15 Jahren nachhaltig

prägen werden“, so Dr. Jochen Köckler,

Mitglied des Vorstandes der Deutschen

Messe.

Das Partnerland war in diesem Jahr

Russland. Bundeskanzlerin Angela Merkel

und Russlands Präsident Wladimir Putin

hatten die Hannover Messe 2013 am 7. April

vor mehr als 3000 Gästen eröffnet. Russland

präsentierte sich als starke Wirtschaftsnation

und empfahl sich auf der

Messe als Partner im weltweiten Handel.

Besonders im Austausch mit Vertretern

der internationalen Wirtschaft wurden

wichtige Weichen für die weitere Zusammenarbeit

gestellt

Insgesamt kamen rund 225.000 Besucher.

Damit lag die Messe auf dem Niveau

der 2011er Veranstaltung. Die starke Fachund

Entscheidungskompetenz der Besucher

wurde von vielen Ausstellern besonders

hervorgehoben. Jeder vierte Besucher

kam aus dem Ausland, die meisten aus der

Europäischen Union (50 Prozent) sowie

aus Süd-, Ost-, und Zentralasien (20 Prozent).

Die Niederlande und China waren

mit rund 3500 beziehungsweise 3400 Besuchern

am stärksten vertreten, gefolgt von

Indien, Italien, Österreich und Dänemark.

infoDIREKT

699ei0413

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04/2013 7


Märkte + Technologien

Erni Electronics: Wechsel in der Führungsriege

Ausrichtung der Firmenorganisation

Erni Electronics hat die Unternehmensführung

geordnet. Mit der Umstrukturierung

werden die Bereiche Vertrieb und

Fertigung weiter gestärkt. Im Rahmen der

ausgerichteten Firmenleitungsstruktur von

Erni übernimmt Herbert Sixl, der bisher

die Vertriebsleitung inne hatte, als Geschäftsführer

den Bereich Vertrieb Europa.

Michael Rentschler, bisher Materialwirtschaftsleiter,

fungiert als gleichgestellter

Geschäftsführer für die Produktionsgesellschaften.

Der bisherige Geschäftsführer

von Erni, Martin Seidenfuß, wechselt zur

Erni International in die Schweiz und verantwortet

dort die Bereiche Forschung und

Entwicklung sowie Business Development.

Martin Seidenfuß wird zudem die Stellvertretung

von Walter Regli, CEO der Erni-

Gruppe, übernehmen. Mit der Firmenstruktur

wurde auch die Rechtsform des

Unternehmens in ERNI Electronics GmbH

+ Co. KG geändert.

Bilder: Erni

ven Fertigung Rechnung. Damit werden

wir auch künftig unsere weltweite Kundenbasis

mit unseren hochwertigen Produkten

schnell, zuverlässig und zu attraktiven

Preisen beliefern“, ergänzte Michael Rentschler.

(rao)

n

infoDIREKT

Links:

Herbert Sixl wird

Geschäftsführer für

den Vertrieb in

Europa.

Rechts:

Michael Rentschler

fungiert nun als

gleichgestellter

Geschäftsführer für

die Produktionsgesellschaften.

256ejl0213

Veränderte MEN Eigentümerstruktur

Equita Holding sichert Eigenständigkeit der MEN Mikro Elektronik

Bild: MEN Mikro Elektronik

Manfred

Schmitz,

geschäftsführender

Gesellschafter

der MEN Mikro

Elektronik

GmbH,

Nürnberg.

Im Rahmen einer Nachfolgeregelung wurde

mit der Equita Holding KGaA am 26.

März 2013 der Kaufvertrag zum Erwerb

der Mehrheit der Anteile an der MEN Mikro

Elektronik GmbH unterzeichnet. Die

Transaktion erfolgt unter maßgeblicher

Rückbeteiligung von Manfred Schmitz –

als CEO und Mitbegründer der Gesellschaft

– sowie unter Beteiligung weiterer

Mitglieder des Management-Teams. Der

Vollzug der Transaktion ist für Ende April

vorgesehen. Im Rahmen der Transaktion

„Mit einer Vertriebsstruktur, die direkt

in der Geschäftsführung aufgehängt ist,

können wir noch schneller und flexibler

auf die steigenden Anforderungen im globalen

Wettbewerb reagieren“, betonte Herbert

Sixl. „Die Neuorganisation trägt auch

dem hohen Stellenwert unserer modernen,

höchst automatisierten und sehr produktiziehen

sich mit Udo Fuchs und Werner

Witt, die beiden weiteren Gründungsgesellschafter,

aus dem operativen Geschäft

zurück.

MEN Mikro Elektronik entwickelt und

produziert seit über 30 Jahren ausfallsichere

Computer-Baugruppen und Rechnersysteme

für sicherheitskritische Anwendungen

und extreme Umweltbedingungen,

bei denen die Komponenten Erschütterungen,

Feuchtigkeit, Staub und starken Temperaturschwankungen

ausgesetzt sind. Mit

über 250 Mitarbeitern liefert MEN Steuerungs-,

Mess-, Test- und Simulationsrechner

für alle Arten von Embedded-Systemen

weltweit. Hierzu zählen mobile und

stationäre Anwendungen in den Fokusmärkten

Bahntechnik, Nutzfahrzeuge

(Busse, LKWs und so weiter), Landwirtschafts-

und Baumaschinen und zivile

Luftfahrt sowie weitere „Mission-Critical“-

Anwendungen in Automatisierung, Energietechnik,

Bergbau, Schiffsbau und Medizintechnik.

Hans Moock, Geschäftsführer der Equita,

sieht MEN in den bedienten Märkten in

einer Vorreiterrolle und unterstreicht das

weitere Wachstumspotenzial des Unternehmens:

„Vorrangiges Ziel ist es, den

Standort in Nürnberg, aber auch die Auslandsniederlassungen

in Frankreich und

den USA weiter auszubauen, um die bestehenden

Marktchancen noch besser nutzen

und den Anforderungen der Kunden in

deren internationalen Märkten weiterhin

gerecht werden zu können.“

„Mit Equita haben wir einen Partner gefunden,

der nicht nur die Eigenständigkeit

unseres 1982 gegründeten Unternehmens

garantiert, sondern auch unseren erfolgreichen

Wachstumskurs nachhaltig unterstützen

wird. Grundsätzlich wird sich an unserer

Geschäftsstruktur nichts ändern. Wir

werden auch in Zukunft mit unseren Kernkompetenzen

und hochwertigen Steuerungen

die Zielmärkte Transportation und Industrie

bedienen und ausbauen“, bestätigt

Manfred Schmitz, ab Vollzug alleiniger

Geschäftsführer, die zukünftige Richtung

der MEN Mikro Elektronik. (jj) n

infoDIREKT

582ei0413

8 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Märkte + Technologien

Verein „HybridSensorNet“ gegründet

Sensoren werden zu intelligenten Spürnasen

Neuartige Hybrid-Sensoren, die ein breites Spektrum an Stoffen in

Luft und Wasser nachweisen, können helfen, Gefahren zu erkennen

und Ressourcen zu schonen. Um die strategische Entwicklung

von Hybrid-Sensoren zu forcieren, haben das Karlsruher Institut

für Technologie und seine Partner nun einen Verein gegründet.

Sogenannte hybride Sensoren können in der Sicherheitstechnik

eingesetzt werden. Sensoren in Düngemittellagern können überwachen,

ob durch ungewollte Zersetzungsprozesse gefährliche Gase

entstehen. Ebenso können Sensoren giftige Spurenstoffe im

Trinkwasser finden. Feuern geht oft ein verschmorendes Elektrokabel

voraus, das mit passenden

Sensoren anhand seiner Kunststoff-Ausdünstungen

frühzeitig

entdeckt werden könnte. Aber

auch bei der Qualitätskontrolle ließen

sich Sensoren überall sinnvoll

einsetzen, wo chemische oder

Stoffwechselprozesse stattfinden:

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SiC-TECHNOLOGIE DER 2. GENERATION

Hohe Effizienz Hohe Zuverlässigkeit Geringer Stromverbrauch

Als führender Anbieter zuverlässiger SiC-Technologie bietet ROHM Semiconductor eine umfassende

Palette hochzuverlässiger und hocheffizienter SiC-Leistungshalbleiter der zweiten Generation an – ausgelegt

für hohe Schaltfrequenzen, hohe Temperaturen sowie hohe Spannungsfestigkeit.

SiC-Schottkydioden der 2. Generation

Gehäuse 600V 1200V

TO220AC 6 - 20A 5 - 20A

TO220FM

6 - 20A

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1200V 120A BSM120D12P2C005 2 in 1

1200V 180A BSM180D12P2C101 2 in 1, nur MOS

Anwendungsbeispiel:

Der isolierte Gatetreiber BM6103FV-C von ROHM ermöglicht zusammen mit den SiC-MOSFETs und SiC-

Schottkydioden von ROHM das Design kompakterer, sparsamer Wechselrichter mit hohen Schaltfrequenzen.

Technology for you Sense it Light it Power it !

bei der kontrollierten Gärung von

Wein, der Prävention von faulenden

Lebensmitteln etwa in Großlagern

oder Lieferketten sowie bei

der Prozesskontrolle in Chemieund

Lebensmittelindustrie.

Sensoren, die man als Hybrid

bezeichnet, vereinen Messprozess

und Analyse in einem System. Sie

besitzen neben dem eigentlichen

Messfühler auch Rechenleistung

und Algorithmen, um Messdaten

logisch zu verknüpfen und weiterführende

Auswertungen autonom

vorzunehmen.

„Ein konkretes Beispiel wären

nanostrukturierte, beschichtete

Messstreifen, an die sich spezifische

Stoffe anlagern können, und

dadurch eine messbare Änderung

des elektrischen Widerstands bewirken“,

erklären Hubert Keller,

Gruppenleiter am KIT und Vorsitzender

des neugegründeten Vereins

„HybridSensorNet“ und

Heinz Kohler von der Hochschule

Karlsruhe, der stellvertretende

Vorsitzende von „HybridSensor-

Net“. „Nimmt man dazu noch weitere

Informationen wie Druck,

Temperatur oder Luftfeuchtigkeit

zur Auswertung hinzu, könnte

man schon recht verlässlich den

nachzuweisenden Stoff bestimmen

und komplexe Situationen bewerten.“

Am KIT arbeiten Experten an

Signalverarbeitung, Miniaturisierung,

Selbstorganisation und neuen

Sensorprinzipien für zukünftige Hybridsensoren. Die langfristige

Vision der Forscher ist es, Hybridsensoren so klein, robust,

autark und leistungsstark zu machen, dass sie ohne großen Aufwand

in allen Lebensbereichen eingesetzt werden könnten.

Mit seiner Gründung wird der Verein „HybridSensorNet“ Akteure

vernetzen, die an hybrider Sensorik und Sensornetzen zur

Gefahrenerkennung und Ressourceneffizienz arbeiten. Damit setzt

er die Strategie des BMWi-Netzwerkes „HybridSens“ fort. (ah) n

infoDIREKT

SiC-MOSFETs der 2. Generation

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640ei0413

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Märkte + Technologien

Polytec erweitert Portfolio

Neuer Partner für optoelektronische Komponenten

Polytec aus Waldbronn bei Karlsruhe erweitert

sein Portfolio um optoelektronische

Komponenten. Zu den Produktgruppen

zählen LEDs, OLEDs, Fotodetektoren,

optische Sensoren sowie Displays

und faseroptische Komponenten. Dr. Alexander

Huber, Geschäftsbereichsleiter

Photonik bei Polytec erklärt: „Mit unserer

45-jährigen Erfahrung in der optischen

Messtechnik, sowohl als Hersteller wie

auch als Distributor, kennen wir den

Markt wie kaum ein anderer im deutschsprachigen

Raum. Wir wissen um die Anforderungen

der Kunden weil wir in unseren

Eigenprodukten ebenfalls optoelektronische

Komponenten einsetzen und

damit selbst Kunde sind.“

Bild: Polytec

Polytec erweitert sein Produktportfolio um

optoelektronische Komponenten.

Polytec vertritt die Produktlinie des japanischen

LED-Herstellers Stanley Electric,

die sich durch Weißlicht-LEDs mit einem

weiten Farbtemperaturbereich (2700 bis

6500 Kelvin) und hohen Farbwiedergabe-

werten auszeichnet. Kundenspezifische

LEDs und Fotodioden vom ultravioletten

bis zum infraroten Spektralbereich sowie

Punktlicht-LEDs von Epigap Optronics ergänzen

das Programm. Anwendungen für

organische LEDs werden durch Produkte

von Philips unterstützt. Komponenten für

optische Sensoren wie Fotodetektoren,

Lichtschrankentreiber, 3D-time-of-flight-

Entfernungsmesser und Bildgeber von Espros

Photonics runden das Angebot ab. Polytec

will sein Portfolio in naher Zukunft

vervollständigen, und als Komplettanbieter

für optoelektronische Komponenten am

Markt aufreten. (ah)

n

infoDIREKT

665ei0413

Portable Lab-on-Chip-Applikation

Vor-Ort-Detektierung wichtiger Influenzatypen

Bild: STMicroelectronics

Veredus Laboratories bestätigt, dass die jetzige

Version des Lab-on-Chip-Produktes

VereFlu in der Lage ist, den aktuellen, für

das Ausbrechen einer Grippewelle in China

verantwortlichen Vogelgrippe-Subtyp

H7N9 zu detektieren. VereFlu basiert auf

der Lab-on-Chip-Plattform von STMicroelectronics

und wurde 2008 eingeführt.

H7N9 ist die neueste Mutation, die Besorgnis

erregt und Anlass für eine verstärkte

Überwachung in der Region war. Vere-

Flu läuft auf dem VerePLEX-Biosystem

von Veredus und ist der erste Test auf dem

Markt, der zwei molekularbiologische Applikationen,

nämlich die Polymerase-Kettenreaktion

(PCR) und ein Mikro-Array,

auf einer Lab-on-Chip-Plattform vereint.

VereFlu ist eine portable Lab-on-Chip-

Applikation für die zügige Vor-Ort-Detektierung

aller wichtigen Influenzatypen. Es

unterscheidet sich von existierenden Diagnosemethoden

und stellt ein bahnbrechendes

molekulares Testverfahren dar, das Infektionen

innerhalb von zwei Stunden mit

hoher Genauigkeit und großer Empfindlichkeit

detektieren kann. Das Verfahren

liefert genetische Informationen über die

Infektion, die sonst nur mit einem Zeitaufwand

von Tagen oder gar Wochen eingeholt

werden könnten.

Dank des hohen Automatisierungsgrads

der Lösung können Anwender außerhalb

traditioneller Laborumgebungen die Tests

unmittelbar vor Ort durchführen. Abgesehen

vom derzeitigen Vogelgrippe-Subtyp

H7N9 hat Vere-

Flu die Fähigkeit bewiesen, in

einem einzigen Test die beim

Menschen vorkommenden Virus-Subtypen

von Influenza A

(H1, H3, H5, H7, H9) und B

einschließlich des Vogelgrippe-

Subtyps H5N1 und des für die

Grundlage von VereFlu ist die

branchenerprobte Lab-on-Chip-

Plattform von STMicroelectronics.

Pandemie 2009 verantwortlichen Subtyps

H1N1/2009 zu identifizieren und zu unterscheiden.

„Nachdem wir vom Ausbrechen der

Grippe in China erfuhren, konnten wir insilico

(in Simulationen auf der Basis bekannter

DNA-Sequenzen von H7N9)

nachweisen, dass unser aktuelles VereFlu

Influenza-Panel neben weiteren Influenza-

A- und B-Infektionen auch den für diese

Grippe verantwortlichen Subtyp H7N9 detektieren

kann“, sagt Rosemary Tan, Chief

Executive Officer von Veredus, und fügt

hinzu: „Dies bestätigt unsere beim Design

des Panels gehegte Vision, dass ein Multiplex-Molekulartest

benötigt wird, der nicht

nur die typischen saisonalen Influenza-

Subtypen erkennen kann, sondern auch

neu entstehende Formen wie den aktuellen

Subtyp H7N9, die von Tieren auf den Menschen

übergehen können. Unsere Kunden

können sich sicher sein, dass sie mit Vere-

Flu den Subtyp H7N9 detektieren können.

Wir sind somit in der Lage, umgehend ein

schnelles und zuverlässiges Überwachungssystem

zu liefern, das zur Kontrolle

der aktuellen Situation eingesetzt werden

kann.“ (ah)

n

infoDIREKT

670ei0413

10 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Märkte + Technologien

Normung und Technische Regulierung

VDE/DKE verabschieden Roadmap mit Eurasischer Wirtschaftskommission

Bild: VDE

Dr.-Ing. Bernhard Thies,

Sprecher der VDE/

DKE-Geschäftsführung

(Mitte) mit Prof. Valerij

Koreshkov, Eurasische

Wirtschaftskommission

(links), und Grigory Elkin,

EASC, bei der Unterzeichnung

der Roadmap in

Moskau.

Die DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik

Elektronik Informationstechnik im

DIN und VDE (VDE/DKE) hat mit der Eurasischen

Wirtschaftskommission und der

Normungsorganisation Euroasian Interstate

Council for standardization, metrology

and certification (EASC) eine Roadmap im

Bereich Normung und Technische Regulierung

verabschiedet. Diese legt gemeinsame

Projekte zwischen Deutschland und der

Eurasischen Zollunion bis 2014 fest, unter

anderem bei Querschnittstechnologien wie

Smart Grid und Smart Cities. Weitere Partner

sind das Deutsche Institut für Normung

(DIN), die Physikalisch-Technische Bundesanstalt

(PTB) und der Zentralverband

Elektrotechnik und Elektronikindustrie

(ZVEI). Eine erste Kooperation ist mit der

im Bau befindlichen Wissenschaftsstadt

Skolkovo nahe Moskau geplant, die als Modellprojekt

einer Smart City bis 2014 fertig

gestellt wird und dann Forschungszwecken

dient. Außerdem veranstaltet die VDE/

DKE beim Internationalen Wirtschaftsforum

in St. Petersburg vom 19. bis 22. Juni

2013 einen runden Tisch zur internationalen

Normung mit Vertretern aus Industrie

und Politik. Ende 2012 besuchte eine Delegation

der Eurasischen Wirtschaftskommission

unter Leitung von Professor Valerij

Koreshkov die VDE-Normungsorganisation

DKE, um erste Kooperationsgespräche

zu führen. Der VDE setzt sich dafür ein,

dass Normung und Standardisierung mit

der Zollunion direkt auf den internationalen

Ebenen erfolgen, wie sie in den internationalen

Gremien der Elektrotechnik IEC

(Internationale Elektrotechnische Kommission)

und Cenelec (Europäisches Komitee

für Elektrotechnische Normung) gegeben

sind. Mit der Eurasischen Wirtschaftsunion

soll ein einheitlicher Wirtschaftsraum

entstehen, was die Entwicklung des

Transport-, Kommunikations- und Stromsystems

voraussetzt. Ebenfalls erforderlich

ist eine abgestimmte Politik auf dem Gebiet

der Normung und technischen Regulierung.

(ah)

n

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671ei0413

Echtzeit-Oszilloskpe von Tektronix

Mit einer Bandbreite von 70 GHz

TECHNIK + SERVICE =

CONRAD

Von Tektronix wurde gemeldet, dass Labormuster

der Performance-Oszilloskope der nächsten

Generation eine Echtzeit-Bandbreite von 70 GHz

erreichen und ein beachtliches Steigerungspotenzial

aufweisen. Die Produkte sollen ab 2014

verfügbar sein. Die neue Oszilloskop-Plattform

wird die notwendige Performance und Signaltreue

für Anwendungen wie optische Kommunikationsverfahren

mit 400 Gbit/s und 1

Tbbit/s und die vierte Generation der seriellen

Datenkommunikation bieten. Außerdem kündigte

das Unternehmen ein Investitionsprogramm

an, das den Kunden einen kostengünstigen

Migrationspfad ermöglicht.

Die außergewöhnliche Steigerung der Bandbreite

mit verbesserter Signaltreue wurde teilweise

durch die von Tektronix-Ingenieuren entwickelte

und zum Patent angemeldete Signalverarbeitungs-Architektur

namens „Asynchronous

Time Interleaving“ erreicht.

„Mit diesen neuesten Innovationen geht Tektronix

bei sehr schnellen High-Fidelity-Datenerfassungssystemen

erneut an die Grenzen des

technisch Machbaren“, sagt Kevin Ilcisin, Chief

Technology Officer bei Tektronix. „Die Entwicklung

der ersten serienreifen Asynchronous Time

Interleaving Architektur ist ein bedeutender

Durchbruch, der das Signal/Rausch-Verhältnis

gegenüber dem von anderen Oszilloskop-Anbietern

verwendeten Frequenz-Interleaving-Ansatz

deutlich verbessert.“

Die Beschränkung des Frequenz-Interleaving-

Ansatzes liegt darin, wie die verschiedenen Frequenzbereiche

zusammengefügt werden, um das

eigentliche Signal zu rekonstruieren. Dies erfordert

Kompromisse beim Rauschverhalten. Beim

konventionellen Frequenz-Interleaving sieht jeder

AD-Wandler im Signalerfassungssystem nur

einen Teil des Eingangsspektrums.

Mit der neuen Asynchronous Time Interleaving

Technologie sehen alle ADCs das gesamte

Spektrum mit vollständiger Signalpfadsymmetrie.

Dies ermöglicht Leistungssteigerungen gegenüber

konventionellen Interleaving-Architekturen

bei gleichzeitiger Gewährleistung der Signaltreue.

(jj)

n

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580ei0413

Unschlagbare

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Märkte + Technologien

Millimeterwellen-Sensor

Sicheres Landen von Hubschraubern im Schneegestöber

Bild: Fraunhofer IAF

Das 94-GHz-Radarmodul wird zukünftig die

Landung von Hubschraubern erleichtern.

Millimeterwellen-Sensoren durchdringen

Schnee, Staub und Nebel bei hoher räumlicher

Auflösung. Damit können Hubschrauber

zukünftig auch bei schlechten

Wetterverhältnissen sicher landen. Die

neue Technologie misst trotz Sichteinschränkungen

zuverlässig den Boden- und

Höhenabstand sowie die Driftgeschwindigkeit.

Bei starkem Schneefall werden Hubschrauberlandungen

zu einem riskanten

Manöver. Der Rotorabwind wirbelt den

weichen, lockeren Schnee auf, so dass sich

eine Schneeglocke um den Hubschrauber

bildet. Bei diesem „Whiteout“-Effekt verliert

der Pilot den Bezugspunkt: er sieht

und spürt nicht in welche Richtung sich

der Hubschrauber bewegt und kann den

Abstand zum Boden nicht einschätzen.

Mit einer neuen Radartechnologie werden

solche schwierigen Landemanöver zukünftig

erleichtert. Forscher der Fraunhofer-Institute

für Angewandte Festkörperphysik

IAF und für Hochfrequenzphysik

und Radartechnik FHR haben gemeinsam

einen Sensor entwickelt, der den Höhenund

Bodenabstand sowie die Driftgeschwindigkeit

des Hubschraubers über

Grund trotz Nebel, Staub oder Schnee präzise

bestimmen kann. „Die Nutzung sehr

hoher Frequenzen ermöglicht eine größere

Bandbreite und damit eine deutlich höhere

Ortsauflösung als bislang“, erklärt Dr. Axel

Hülsmann, Ingenieur am Fraunhofer IAF.

„Selbst geringes Abdriften des Hubschraubers

in einem Schneesturm kann so gemessen

werden.“

Das Radarmodul arbeitet mit Millimeterwellen

bei 94 GHz und einer Bandbreite

von 6 GHz. Millimeterwellen durchdringen

alle dielektrischen Stoffe. Daher können

im W-Band, dem Frequenzbereich

zwischen 75 und 110 GHz, kleine Objekte

selbst bei schwierigen Sichtverhältnissen

aus einer Distanz von bis zu drei Kilometern

erkannt werden. Je höher die Frequenz

und die Bandbreite sind, desto besser ist

die räumliche Auflösung. Für diese hohen

Frequenzen sind sehr schnelle Transistoren

und Schaltungen notwendig. Daher setzt

das Fraunhofer IAF neue Halbleitermaterialien,

wie Indiumgalliumarsenid (InGaAs),

anstelle der herkömmlichen Silizium-

Technologie ein. (ah)

n

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630ei0413

BMZ errichtet Produktionsanlage für Lithium-Akkus

Bis zu 200.000 Akkupacks pro Jahr

Bild: BMZ

BMZ wird am Firmenstammsitz in

Karlstein bei Aschaffenburg in Kürze mit

dem Bau von einer weitestgehend vollautomatisierten

Akkupack-Fertigung beginnen.

In der voraussichtlich Anfang 2014

fertig gestellten 800 qm großen Produktionsstätte

lassen sich jährlich bis 200.000

Akkupacks nach Kundenvorgaben weitgehend

automatisch bestücken, schweißen

und testen. BMZ-Gründer und Inhaber

Sven Bauer sieht in der Ausweitung der

Produktionskapazitäten einen Meilenstein

Sven Bauer

ist Gründer

und

Alleininhaber

der BMZ

GmbH.

auf dem Weg zu intelligenten Akku-Lösungen.

„Wer als deutsches Unternehmen in

einem so wichtigen Zukunftsmarkt auf

Dauer eine internationale Stellung einnehmen

will, sollte sich nicht nur auf seine innovativen

Produktideen und sein System-

Know-how verlassen.“

Einzelne Fertigungsschritte wie das Zuführen

der Zellen, das Platzieren der Zellhalter

und das Aufschweißen der Zellverbinder

wird mittels Widerstandsschweißen

in austauschbare Produktions-Zellen aufgeteilt,

um später eventuell nötige Anpassungen

mit geringem Folgeaufwand vornehmen

zu können. Inverter-Schweißanlagen

sichern bei der Überwachung des Prozesses

eine hohe Schweißqualität. Die

Prüfung der Akku-Packs erfolgt bis auf

wenige, von Art und Konfiguration der jeweiligen

Akku-Packs abhängige Ausnahmen,

ebenfalls automatisiert. Eine integrierte

Kennzeichnung der kundenspezifischen

Werkstückträger mit relevanten Einzelparametern

und Fertigungsschritten

gewährt zusätzliche Sicherheit. Durch die

Speicherung aller Akkupack-bezogenen

Daten der einzelnen Fertigungsstationen

und deren Zuordnung zu dem jeweiligen

Produkt ist eine Rückverfolgbarkeit jedes

produzierten Akkus gesichert.

Die Produktionsanlage ist in der ersten

Ausbaustufe für unterschiedlichste Akkupack-Größen

im Gewichtsbereich von 200

g bis 3 kg konzipiert. Dadurch lassen sich

hier kleine Einheiten für Haushaltsgeräte

genauso fertigen wie große Akkus für E-

Bikes. Bauer erläutert: „Der modulare Ansatz

garantiert nicht nur Flexibilität bei der

Produktionsplanung und eine optimierte

Auslastung der Fertigungskapazitäten, er

trägt auch dazu bei, die Qualität unserer

Produkte weiter zu steigern – alles wichtige

Voraussetzungen, um BMZs Position als

europäischer Systemlieferant für intelligente

Lithium-Akku-Lösungen konsequent

weiter ausbauen zu können." (rao)n

infoDIREKT

253ejl0213

12 elektronik industrie 04/2013

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Märkte + Technologien

6. Entwicklerforum Akkutechnologien

Grundlagenschulung und Fachkongress

Bilder: batteryuniversity.eu

Dr. Jochen

Mähliß,

Leiter der

batteryuniversity.eu

Die neuesten Technologien, Produkte und

Branchentrends rund um das Thema mobile

Stromversorgungen präsentiert die

batteryuniversity.eu im Rahmen ihres vom

25. bis 27. Juni 2013 in der Stadthalle

Aschaffenburg stattfindenden 6. Entwicklerforums

Akkutechnologien.

Zu der jährlichen Veranstaltung werden

auch dieses Jahr wieder über 30 Referenten

aus Industrie und Forschung sowie über 500

Teilnehmer erwartet, wobei der erste Veranstaltungstag

erstmals ausschließlich für

Schulungszwecke reserviert wurde. Wie Dr.

Jochen Mähliß, Leiter der batteryuniversity.eu,

erläutert, folge man mit dieser Neuerung

im Programmablauf dem Wunsch vieler

Teilnehmer, die ihr Wissen über Akkus

gerne im Vorfeld des eigentlichen Expertenforums

auf den aktuellsten Stand bringen

und erweitern wollen. „Die bisherige Resonanz

auf dieses zusätzliche Angebot im Vorfeld

des eigentlichen Fachkongresses ist ausgesprochen

positiv. Das bestätigt auch die

Zahl der bisher eingegangenen Voranmeldungen

für unsere halbtägigen Grundlagenschulungen

zu den Themen Lithium-Ionen-

Akkutechnologien und Batterie-Management-Systeme“,

freut sich Dr. Mähliß.

Am 26. und 27. Juni sorgen dann unterschiedlichste

Vorträge zu Themen wie

Brandschutzkonzepte für Lithium-Ionen-

Akkus, Anforderungen an künftige Ladegeräte-Generationen,

Grundlagen für internationale

Produktzulassungen, Perspektiven

für Metall-Luft-Batterien oder beispielsweise

auch stationäre Speicher und

deren Netzeinbindung beziehungsweise

Koppelung mit PV-Systemen für ein breitgefächertes

Informationsangebot. Als Referenten

zugesagt haben unter anderem

Experten von Akasol, batteryuniversity.eu,

BMZ, FH Aschaffenburg, Fraunhofer,

Karlsruher Institut für Technologie (KIT),

LG, Maxell, Panasonic, Samsung, Siemens,

Texas Instruments, VDE und ZVEI. Um

auch nicht-deutschsprachigen Besuchern

die Teilnahme zu ermöglichen, werden

dieses Jahr erstmals Vorträge simultan ins

Englische übersetzt werden.

Der Konferenzveranstaltung angegliedert

ist eine am 26. und 27. Juni durchgehend

von 8.30 bis 18.00 Uhr geöffnete

Fachmesse, auf der dieses Jahr rund 40

Aussteller ihre neuesten Produkte rund um

das Thema Akkus vorstellen. (ah) n

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655ei0413

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Märkte + Technologien

Links: Hüthig-Verlagsleiter Rainer

Simon eröffnete den Frühjahrsempfang

2013.

Mitte: Der Hausherr des Events,

Geschäftsführer des Süddeutschen

Verlages Dr. Karl Ulrich.

Rechts: Ressortleiter Innenpolitik und

Mitglied der Chefredaktion der

Süddeutschen Zeitung, Prof. Dr. Heribert

Prantl während seines Vortrags.

In eigener Sache

Vierter Frühjahrsempfang der Hüthig Elektronik Medien Gruppe

Rund 70 Teilnehmer fanden sich am 19. März

zum 4. Frühjahrsempfang im Hochhaus des

Süddeutschen Verlags in München ein. Eingeladen

hatte der Hüthig Verlag Kunden und Geschäftspartner

aus der Elektronik- und Elektrotechnik-Branche.

Eines der Ziele des Frühjahrsempfangs

ist es, Geschäftspartnern des

Heidelberger Medienhauses Gelegenheit zum

informellen Gedankenaustausch fernab vom

Tagesgeschäft zu bieten.

Rainer Simon, Verlagsleiter der Hüthig

GmbH, begrüßte am Abend die Gäste im 26.

Stock in der Panorama-Lounge und gab einen

kurzen Überblick über Produkte und Ereignisse

rund um das Hüthig-Verlagsgeschäft. Anschließend

bot der Geschäftsführer des Süddeutschen

Verlages und damit Hausherr der

Veranstaltung, Dr. Karl Ulrich, einen Überblick

in die Struktur des Konzerns, vor allem in

Richtung der Konzernmuttergesellschaft Südwestdeutsche

Medienholding (SWMH), die

von SWMH-Geschäftsführer Alexander

Paasch auf dem Event vertreten wurde.

Der Gastredner des Frühjahrsempfangs

musste diesmal nur eine Etage höher fahren.

Es war der Ressortleiter Innenpolitik und Mitglied

der Chefredaktion der Süddeutschen

Zeitung, Prof. Dr. Heribert Prantl. Seit über 25

Jahren widmet sich der Volljurist, Ex-Richter

und Staatsanwalt der deutschen Innenpolitik.

Er referierte unter anderem über aktuelle Tagespolitik,

Arbeitsstil der Redaktion und über

Anekdoten aus seinem langjährlichen Berufsleben.

Anschließend nahm er sich ausreichend

Zeit für die Beantwortung der zahlreichen Fragen

der Anwesenden. (jj)

n

infoDIREKT www.all-electronics.de581ei0413

Wolfgang Sczygiol von Brose SEW (links) mit

Wolfgang Heinz-Fischer von TQ Systems.

Heike Schmidt von Vector Informatik mit

Hüthig-Anzeigenleiter Frank Henning.

Thomas Stief von J+G (links) gemeinsam mit

Alois Mangler von der Agentur Artpool.

Hüthig-Verlagsrepräsentantin M. Taylor (links)

mit S. Baschnagel und S. Obermüller von Softing.

Die National Instruments-Gäste Stefan Ambrosch

(links) und Florian Schultz.

Panasonic Electric Works-Gäste Udo Berg und

Carola Siegel.

14 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Märkte + Technologien

Frank Behrens vom

Distributor RS Components.

Chef der PTH

Mediaberatung

Paul-Thomas Hinkel.

Unser AUTOMOBIL-

ELEKTRONIK-Redakteur

Alfred Vollmer.

Christian Höhn von

WHP Interactive.

Julian Priebe und Martin Stummer von der

Agentur HBI.

elektronik-industrie-Redakteurin Andrea

Hackbarth, eingerahmt von Gunthart Mau,

SEW-Eurodrive (links) und Alfred Eiblmayr,

PR-Mann der ST Microelectronics.

Das Rohde & Schwarz-Dreigestirn (von links)

Patricia Mühlbauer, Susann Naumann und Kathrin

Stelzer, rechts Hüthig-Verlagsrepräsentant

Werner Rappelt.

Zwei langjährige PR-Spezialisten unter sich: Rolf

Bach von Mexperts AG und Sylvia Lermann von

Lermann PR.

Petra Buss und Sonja Salmen vom Messe-Veranstalter

Mesago im Gespräch mit iee-Chefredakteur

Stefan Kuppinger.

GFU PR-Mann Roland M. Stehle (links) im

Gespräch mit elektronik industrie Chefredakteur

Hans Jaschinski.

Aufmerksam wurde den Ausführungen der

Vortragenden gefolgt.

Kurt Buchberger von Lippert-Adlink (links) mit

Roland Chochoiek, Heitec AG.

Kerstin Uhl von

Texas Instruments.

Alexander Paasch,

Geschäftsführer der

SWMH.

Mit der SZ vom nächsten Tag ist ein gewisser

Informationsvorsprung vorhanden. Von links:

R. Simon, Dr. H. Prantl, Dr. K. Ulrich.

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04/2013 15


Sensoren

Coverstory

Hochpräzise Hallschalter

Energie- und platzsparend im ultrakleinen SOT23-Gehäuse

Auf Basis einer neuen Technologie (35 µm) hat Infineon eine innovative Familie von hoch präzisen

Hallschaltern eingeführt. Die unipolaren und bipolaren Switches beziehungsweise Latches der TLE496x-

Familie mit unterschiedlichen magnetischen Schaltschwellen bieten eine hohe Betriebsspannung bei sehr

geringer Stromaufnahme.

Autor: Jürgen Mann

Die Hallschalter der TLE496x-Familie sind im extrem

platzsparenden SOT23-Gehäuse verfügbar, können mit

einer ungeregelten Stromversorgung betrieben werden

und erlauben maximale Design-Flexibilität. Darüber hinaus

sind neue Funktionen integriert, die insbesondere das Startup-

und Shut-down-Verhalten sowie den Schutz der Bauelemente

verbessern. Durch die hohe Betriebsspannung von bis zu 32 V sind

keine weiteren externen Widerstände erforderlich, was das Design

vereinfacht.

Weitere Ersparnisse bei den Bauteile-Kosten lassen sich erzielen

indem auch weniger passive Schutz-Komponenten notwendig

sind, was die benötigte Leiterplattenfläche reduziert. Mit einer typischen

Stromaufnahme von nur 1,6 mA benötigen die neuen

Hallschalter nur etwa 50 Prozent der Stromaufnahme vergleichbarer

Produkte. Damit sind sie prädestiniert für energieeffiziente Systeme.

Die neuen Hallsensoren adressieren den Automotive-Markt

und vielfältige industrielle Anwendungen. Dank ihrer hohen ESD-

Robustheit und den präzisen, stabilen magnetischen Schaltpunk-

16 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Sensoren

Coverstory

ten sind sie für viele hochgenaue und robuste Applikationen ideal.

Typische Anwendungen sind die Positionserfassung, Motor-Kommutierung

von bürstenlosen Elektromotoren und das Index-

Counting in Applikationen wie elektrischen Fensterhebern, Schiebedächern,

Kofferraumverriegelungen, Scheibenwischern, Sicherheitsgurten,

Nockenwellen, Schalthebeln und bei der Ansteuerung

von vielfältigen BLDC-Motoren.

Zu den innovativen Funktionen der neuen Produktfamilie zählen

unter anderem ein verbessertes Einschalt-, Reset- und Ausschalt-Verhalten

sowie umfangreiche Schutzfunktionen. Mit diesen

Features erhöhen die Hallschalter die System-Qualität, -Sicherheit

und -Kontrolle.

Während des Start-up-Vorganges liefern die integrierten Hallschalter

ein definiertes, feststehendes Ausgangssignal. Dieser definierte

Signalwert verhindert, dass unkorrekte Signale an den Mikrocontroller

übertragen und dort fehlinterpretiert werden. Die

definierten Werte sorgen auch dafür, dass keine undefinierten Zustände

auftreten, wenn ein messbares magnetisches Feld zwischen

den beiden Schaltschwellen besteht. Das definierte Start-up-Verhalten

verhindert fehlerhafte Signale und reduziert somit den Aufwand

für den Mikrocontroller. Damit können Anwender ihre Systeme

einfacher steuern und die Leistung erhöhen.

Mit den integrierten Übertemperatur- und Überstrom-Schutzmechanismen

werden die Sensoren vor Zerstörung geschützt und

die Robustheit der Systeme erhöht. Zusammen mit der erhöhten

Überspannung von bis zu 42 V und der hohen ESD-Robustheit

wird die Produktqualität signifikant erhöht.

Neben dem definierten Start-up-Verhalten wurde auch ein definiertes

Shut-off-Verhalten implementiert, um eine unkontrollierte

kapazitive Entladung des Ausgangs-Pins zu verhindern. Diese

Funktion kann auch während des Einschaltvorgangs genutzt werden,

um die Funktionalität des Sensors zu testen. So kann der Mikrocontroller

einfach fehlerhafte Funktionen im System aufspüren.

Neben den etablierten SC59 (SMD)- und den bedrahteten SSO-

3-Gehäusen wird die neue TLE496x Produktfamilie auch im extrem

kleinen SOT23-Gehäuse angeboten. Damit erweitert Infineon

sein Portfolio an Hallsensoren in diesem platzsparenden Gehäuse

für die Oberflächenmontage. Das SOT23 (2,9 mm x 1,3 mm x 1,0

Auf einen Blick

Sensoren für die Positionserfassung und das

Index Counting

Die Hallschalter der TLE496x-Familie sind leistungsfähige Sensoren

für die Positionserfassung und das Index Counting in vielfältigen Automotive-

(AEC 100 qualifi ziert) und Industrieanwendungen. Abhängig

vom mechanischen Layout, dem Platzbedarf, der Platzierung der

Elektronik und der erforderlichen Genauigkeit steht so für jede Anwendung

eine passende Lösung zur Verfügung. Dabei ermöglichen

die TLE496x-Schalter platz- und kostensparende Designs, dank miniaturisiertem

SMD-Gehäuse und integrierten Funktionen.

infoDIREKT www.all-electronics.de

505ei0413

mm) ist etwa um 30 Prozent kleiner als vergleichbare Gehäuse,

aber anschlusskompatibel zu den SC59-Gehäusen (Bild 1).

Neue Hallschalter-Generation

Die Hallschalter TLE4961-x, TLE4964-x und TLE4968-x sind Produkte

aus der neuen Generation von hochgenauen Halleffekt-Sensoren.

Diese sind als unipolare und bipolare Schalter sowie Latches

ausgeführt. Sie bieten sehr präzise Schaltpunkte und erlauben den

Betrieb im erweiterten Temperaturbereich von -40 °C bis 170 °C.

Die Empfindlichkeiten (Schaltwerte) decken den Bereich von ±1

mT bis ±15 mT beziehungsweise 2,5 mT/3,5 mT bis 22,5 mT/ 28

mT ab (Bild 2).

Die neuen Hallschalter können mit einer ungeregelten Betriebsspannung

im Bereich von 3,0 bis 32 V arbeiten. Sie widerstehen bei

Lastabfall-Überspannungen von bis zu 42 V, womit kein zusätzlicher

externer Widerstand erforderlich ist. Sie bieten eine hohe

Empfindlichkeit und Stabilität in Bezug auf die magnetischen

Schaltpunkte (B op

= ±1 mT) sowie eine hohe Robustheit gegenüber

mechanischem Stress, dank integrierter Fehler-Kompensation. Die

Ausgänge sind gegen Überströme und Übertemperatur geschützt.

Darüber hinaus sind sie extrem robust gegenüber elektrostatischen

Entladungen (±7 kV HBM und 15 kV auf Systemebene). Mit einer

Bild 2: Die TLE496x-Sensoren im ultrakleinen SOT23-Gehäuse ergänzen das umfangreiche

Angebot an Hallschaltern von Infineon und decken mit unterschiedlichen Schaltpunkten

(Empfindlichkeiten) ein weites Anwendungsspektrum ab.

Bilder: Infi neon Technologies

Bild 1: Die hoch präzisen

Hallsensoren der Baureihe

TE496x mit erweitertem

Betriebsspannungsbereich,

reduzierter Stromaufnahme,

hoher ESD-Festigkeit,

umfangreichen Schutzfunktionen

und kompakten Gehäusen.

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04 / 2013 17


Sensoren

Coverstory

Bild 3: Vergleich

Phasenfehler von

chopped und

unchopped

Hallschaltern. Im

rechten Bildteil die

neuen Hallsensoren

mit Temperatur-

Kompensation und

Reduzierung der

Offset-Drift bieten

einen deutlich

geringeren

Phasenfehler

gegenüber

Hallsensoren ohne

Chopper.

nominalen Stromaufnahme von 1,6 mA sind sie zudem prädestiniert

für energieeffiziente Systeme. Die wesentlichen Funktionsmerkmale

sind zusammengefasst:

■■

Betriebsspannungsbereich von 3,0 V bis 32 V,

■■

Betrieb mit ungeregelter Stromversorgung,

■■

geringe Stromaufnahme (1,6 mA),

■■

Überspannungsschutz bis 42 V ohne externen Widerstand,

■■

Verpolungsschutz (-18 V),

■■

Überstrom- und Übertemperatur-Schutz,

■■

aktive Fehler-Kompensation (Chopper),

■■

hohe Stabilität der magnetische Schaltpunkte,

■■

hohe ESD-Festigkeit (7 kV beziehungsweise 15 kV),

■■

Gehäuse: SC59, SSO-3-2 und SOT23.

Die Hallsensoren TLE4961, TLE4964 und TLE4968 zielen auf Anwendungen,

die einen hoch präzisen Hallschalter erfordern, der

auch in rauen Umgebungen mit -40 °C bis 170 °C arbeiten kann.

Mit ihrem weiten Eingangsspannungsbereich und mit einer Überspannungs-Fähigkeit

von 42 V (bei Überlast ohne erforderliche

externe Widerstände) sind die neuen Hallsensoren für vielfältige

Automotive- und Industrie-Anwendungen ausgelegt.

Die Derivate der TLE4964-x-Familie sind unipolare Schalter

mit unterschiedlichen Schaltpunkten. Sie sind ideal für Applikationen

wie in Ganghebeln, Autositzen oder HVAC-Anwendungen.

Die TLE4961-x-Familie besteht aus Latches. Diese sind sehr

gut geeignet für die Erfassung der Rotorposition von BLDC-Motoren

oder Pol-Zahnrädern sowie für die Index-Zählung oder

Geschwindigkeitsmessung. Das Prinzip der Index-Zählung wird

zum Beispiel in Anwendungen wie elektrischen Fensterhebern

oder Schiebedächern genutzt. Die TEL4968-x-Familie schließlich

weist sehr geringe magnetische Schwellwerte (hohe Empfindlichkeit

von ±1 mT) und ein bipolares Schaltverhalten auf.

Daher sind diese Sensoren ideal für Applikationen, die eine hohe

Empfindlichkeit erfordern. Dazu zählen die Erfassung der Rotor-

Position in BLDC-Motoren beziehungsweise die Geschwindigkeits-

und Positionserfassung in Nockenwellen- und Transmissions-Anwendungen.

Ansteuerung von BLDC-Motoren

Bei der Block-Kommutierung werden üblicherweise drei Hallschalter

mit jeweils 120° Phasenverschiebung um den Rotor positioniert.

Sie erkennen den Nord- beziehungsweise Südpol und geben

entsprechend logisch 0 beziehungsweise logisch 1 aus. Aus den

logischen Zuständen aller drei Hallschalter kann dann die Stellung

des Rotors in Sektoren von jeweils 60° bestimmt werden. Anhand

dieser Information werden die Wicklungen des Rotors zeitgerecht

geschaltet. Die Sensoren müssen dafür die Position des Rotors präzise

erfassen. Idealerweise liefern die Sensoren ein Kommutierungssignal

unabhängig vom Drehmoment. Ein entscheidendes

Kriterium für die Sensoren ist, dass sie phasentreu schalten, da

ansonsten eine Phasenverschiebung zwischen dem Schalten der

Wicklungen und der Rotorposition entsteht. Phasenverschiebung

führt zu größeren Drehmomentschwankungen, mehr Geräuschentwicklung

und einer Verschlechterung der Energieeffizienz.

Jeder Sensor weist allerdings fertigungsbedingt Abweichungen

bezüglich des magnetischen Schaltpunktes auf. Außerdem verlieren

die Permanentmagnete in den BLDC-Motoren mit steigender

Temperatur etwas an magnetischer Feldstärke. Zudem kommt es

zu Drift-Einflüssen durch mechanischen Stress und Temperaturschwankungen.

Um ein präzises Schalten der Hallsensoren zu gewährleisten,

müssen diese Effekte kompensiert werden.

Die Hallschalter TLE4961, 4964 und 4968 zeichnen sich durch

eine hohe Phasentreue aus. Die Sensoren verfügen über eine integrierte

Temperaturkompensation der magnetischen Schaltschwelle.

Dabei wird die Schaltschwelle abhängig von der Temperatur nachgeführt

und temperaturbedingte Feldstärkeänderungen des Magneten

kompensiert. Zusätzlich erfolgt ein „choppen“ der Hallzellen

womit die Offset-Drift der Schaltschwellen deutlich reduziert und

eine bessere Stabilität erreicht wird. Es wird zwar die Zeit zwischen

Messung und Wechsel des Ausgangssignals geringfügig erhöht,

diese Zeitverzögerung ist jedoch konstant und kann bei der Blockkommutierung

drehzahlabhängig vorgehalten werden. Bild 3 zeigt

Berechnungen der Phasendrift als Summe aus Verzögerungszeit

und Drift der Schaltschwelle für zwei Sensoren: Rechts der

TLE4961-1(chopped), links im Bild die eines Wettbewerbsproduktes

(unchopped). Deutlich wird hier der große Einfluss der Drift

auf die Phasentreue, wobei der TLE4961 insgesamt einen deutlich

geringeren Phasenfehler aufweist.

Die neuen Hall-ICs mit ihren integrierten Kompensationsschaltungen

sorgen für ein stabiles Temperaturverhalten und reduzieren

die Einflüsse von Technologie-Variationen. Aktive Fehler-

Kompensation (Chopping-Technik) beseitigt Offsets im Signalpfad

und den Einfluss von mechanischem Stress auf das Hallelement.

Darüber hinaus weisen die Hallschalter auch noch einen

sehr geringen Jitter von weniger als 0,3 µs auf. Der Ausgangs-Transistor

verfügt zudem über den erwähnten integrierten Überstromund

Übertemperatur-Schutz. (jj)

n

Der Autor: Jürgen Mann verantwortet das operative Marketing

für die Produktfamilien Linear Hall, Stromsensorik und Hall

Switches bei Infineon Technologies.

18 elektronik industrie 04/2013

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Sensoren

Bild: pit24 - Fotolia.com

Komplette Sensor-to-Bits-Lösung

Vereinfachte Entwicklung industrieller Datenerfassungssysteme

Entwickler von Industriegeräten und systemrelevanten Infrastrukturen müssen die hohen Anforderungen hinsichtlich

Rauschen, Drift, Geschwindigkeit und Sicherheit erfüllen können. Am Beispiel von SPSen wird gezeigt, wie

der universell einsetzbare Baustein ADAS3022 die Systemkomplexität reduziert und Herausforderungen bei der

Entwicklung mehrkanaliger Datenerfassungssysteme zu bewältigen hilft, indem er die analogen Eingangsstufen

(AFEs) ersetzt.

Autor: Maithil Pachchigar

Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPSen) sind das

Kernstück vieler Systeme für die Fertigungsautomatisierung

und Prozesssteuerung. SPSen überwachen und steuern

komplexe Systemvariablen oder rufen diese ab. In Verbindung

mit Sensoren und Aktoren nutzen Fertigungsautomatisierungssysteme

und Prozesssteuerungen speicherprogrammierbare

Steuerungen zur Messung und Steuerung analoger

Prozessvariablen wie etwa Druck, Temperatur und Durchfluss.

SPSen findet man in vielen verschiedenen Anwendungsbereichen.

Darunter Produktionsstätten, Ölraffinerien, Medizingeräte und

Luftfahrtsysteme. Diese verlangen eine hohe Genauigkeit und

müssen möglichst lange unterbrechungs- und fehlerfrei arbeiten.

Außerdem müssen SPSen aufgrund hohen Wettbewerbsdrucks

ständig preiswerter und in immer kürzeren Zeiten entwickelt werden.

Mit kleiner Grundfläche erhältlich und ideal für genaue Industrie-,

Messtechnik-, Power-Line- und medizinische Datenerfassungskarten

mit mehreren Eingangsbereichen, senkt der Baustein

ADAS3022 die Kosten und verkürzt die Zeit bis zur Markteinführung.

Gleichzeitig bietet er 16-Bit-Genauigkeit bei 1 MSample/s.

SPS-Applikationsbeispiel

Bild 1 zeigt die vereinfachte Signalkette für eine speicherprogrammierbare

Steuerung, wie sie in der Fertigungsautomatisierung und

Prozessteuerung eingesetzt wird. Die SPS besteht normalerweise

aus analogen und digitalen I/O-Modulen, einer CPU und Power-

Management-Schaltungen. In Industrieapplikationen erhalten

analoge Eingangsmodule ihre Signale von entfernt angeordneten

Sensoren. Diese befinden sich oft in rauen Umgebungen mit extremen

Temperaturen und hoher Luftfeuchte. Auch starke mechani-

20 elektronik industrie 04/2013

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Bild 1: Typische SPS-Signalkette.

Bilder: Analog Devices

Auf einen Blick

Eine Vielzahl von Sensoren

nutzen

Von der kommenden Generation industrieller

SPS-Module werden Eigenschaften wie

hohe Genauigkeit, Zuverlässigkeit und

funktionelle Flexibilität verlangt. Und das alles

in einem kleinen, preiswerten Formfaktor.

Der ADAS3022 mit hoher Integrationsdichte

und Leistungsfähigkeit unterstützt

einen großen Bereich an Eingangsspannungen

und -strömen, um in der Automatisierung

und Prozessteuerung eine Vielzahl von

Sensoren nutzen zu können. Zur Entwicklung

analoger Eingangsmodule können Entwickler

den Baustein heranziehen, um ihre

Systeme vom Mitbewerb zu differenzieren

und die hohen Anforderungen der Anwender

zu erfüllen.

infoDIREKT

503ei0413

sche Schwingungen und ein Umfeld mit

explosiven Chemikalien sind typisch für

den Einsatz analoger Eingangsmodule. Typische

Signale sind massebezogene oder

differenzielle Spannungen von 5 V, 10 V, ±5

V und ±10 V (Full-scale) oder Stromschleifen

mit 0 bis 20 mA, 4 bis 20 mA und ±20

mA. Wenn lange Kabel mit einer hohen

Wahrscheinlichkeit starker elektromagnetischer

Interferenzen (EMI) verwendet

werden sollen, werden Stromschleifen

wegen ihrer hohen Rauschimmunität

gerne bevorzugt.

Analoge Ausgangsmodule steuern in der

Regel Aktoren wie Relais, Spulen und Ventile.

Sie liefern normalerweise Ausgangsspannungen

von 5 V, 10 V, ±5 V und ±10 V

(Full-scale) sowie 4 bis 20 mA. Typische

Analog-I/O-Module haben 2, 4, 8 oder 16

Kanäle. Um strenge Industriestandards erfüllen

zu können, müssen diese Module

gegen Überspannung, Überstrom und

EMI-Spitzen geschützt werden. Die meisten

SPSen enthalten digitale Isolation zwischen

dem ADC und der CPU sowie zwischen

der CPU und dem DAC. High-End

SPSen haben eventuell auch eine galvanische

Isolation zwischen den Kanälen, wie

durch IEC-Standards spezifiziert. Bei vielen

I/O-Modulen lassen sich massebezogene

oder differenzielle Eingangsbereiche,

Bandbreite und Durchsatzrate kanalweise

per Software programmieren.

In modernen SPSen übernimmt die

CPU zahlreiche Steuerungsaufgaben und

greift in Echtzeit auf Informationen zu, um

intelligente Entscheidungen treffen zu können.

Der Betrieb der CPU mit neuester

Software und innovativen Algorithmen ermöglicht

unter anderem die Anbindung an

das Internet, um Diagnosen durchzuführen

und Fehler aufzuspüren. Üblicherweise

eingesetzte Kommunikationsschnittstellen

sind RS-232, RS-485, Industrial Ethernet,

SPI und UART.

Diskrete Implementierung eines

Datenerfassungssystems

Analoge Module für speicherprogrammierbare

Steuerungen oder ähnliche Datenerfassungssysteme

lassen sich mit diskreten,

leistungsstarken Bauteilen realisieren

(Bild 2). Dabei muss auf Kriterien wie

Eingangssignalkonfiguration sowie die

Geschwindigkeit des Gesamtsystems, Genauigkeit

und Präzision geachtet werden.

Die hier vorgestellte Signalkette nutzt den

Multiplexer ADG1208/ADG1209 (Low-

Leakage), den schnell einschwingenden

Instrumentenverstärker AD8251 mit programmierbarer

Verstärkung (PGIA), den

schnellen Anpassverstärker AD8475 sowie

das 18 Bit PulSAR ADC-Modell AD7982

mit differenziellem Eingang und die

rauscharme Spannungsreferenz ADR4550.

Diese Lösung bietet vier verschiedene

Verstärkungsbereiche. Bei einem maximalem

Eingangssignalbereich von ±10 V

müssen die Entwickler die Kanalumschaltund

Einschwingzeiten von Multiplexern

und andere Probleme bei der Signalaufbereitung

bedenken. Das Ziel, echte 16-Bit-

Leistungsfähigkeit bei 1 MSample pro Sekunde

zu erreichen, kann selbst beim Ein-

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Bild 2: Analoge Eingangssignalkette mit diskreten Bauteilen.

satz dieser leistungsstarken Bauteile eine große Herausforderung

sein. Für den AD7982 sind maximal 290 ns Transientenanstiegszeit

bei einem Full-scale-Sprung spezifiziert. Um die spezifizierte

Systemleistungsfähigkeit bei 1 MSample/s garantieren zu können,

müssen PGIA und Funnel-Verstärker in unter 710 ns einschwingen.

Für den AD8251 ist jedoch eine Einschwingzeit von 785 ns auf

16 Bit (0,001 %) bei einem 10-V-Sprung spezifiziert. Somit wird im

±10-V-Bereich der maximale Durchsatz, der für diese Signalkette

garantiert werden kann, weniger als 1 MSample/s betragen.

Integrierte Lösung vereinfacht die Entwicklung

Hergestellt in iCMOS, einer proprietären Hochvolt-Prozesstechnologie

für Industrieanwendungen, enthält der 1 MSample/s

schnelle 16-Bit-Datenerfassungschip ADAS3022 einen achtkanaligen

Low-Leakage Multiplexer, einen PGIA mit hoher Impedanz

und hoher Gleichtaktunterdrückung, eine 4,096-V-Referenz samt

Puffer mit hoher Genauigkeit und geringer Drift sowie einen

16-Bit-SAR-ADC (Bild 3).

Diese komplette Sensor-to-Bits-Lösung benötigt gegenüber diskreten

Implementierungen nur ein Drittel so viel Platz auf der Leiterplatte.

Sie hilft Ingenieuren, die Entwicklung moderner, industrietauglicher

Datenerfassungssysteme zu vereinfachen und zugleich

Platz, Entwicklungszeit und Kosten zu sparen. Da Pufferung,

Pegelanpassung, Verstärkung, Dämpfung oder andere

Methoden zur Aufbereitung der Eingangssignale integriert sind,

sowie obige Einschränkungen hinsichtlich Gleichtaktunterdrückung,

Rauschen und Einschwingzeit entfallen, werden viele Herausforderungen

bei der Entwicklung 1 MSample/s schneller

16-Bit-Datenerfassungssysteme einfacher gemeistert. Die Lösung

liefert die beste 16-Bit-Genauigkeit ihrer Klasse (±0,6 LSB typisch

INL) und weist eine geringe Offsetspannung sowie eine niedrige

Temperaturdrift auf. Außerdem bietet sie ein optimiertes Rauschverhalten

(SNR typisch 91 dB) bei 1 MSample/s (Bild 4). Das Bauteil

ist für den Einsatz im industriellen Temperaturbereich (-40 bis

+85 °C) spezifiziert.

Der ADAS3022 kann zur Messung von bis zu acht massebezogenen

oder vier differenziellen Eingangssignalen verwendet werden.

Sieben bipolare Eingangsbereiche decken den gesamten Bereich

industrieller Signalpegel ab (±640 mV bis ±24,576 V). Dies ermöglicht

den direkten Anschluss an die meisten Sensorschnittstellen.

Der Eingangsbereich jedes Kanals lässt sich unabhängig von den

anderen Kanälen programmieren. Somit eignet sich das Bauteil für

verschiedene Mess- und Schutzkonzepte. Der On-Chip-Multiplexer

ermöglicht Kanal-Scanning. Interne Referenz und Puffer machen

externe Bauteile überflüssig.

Der PGIA hat einen großen Gleichtakteingangsbereich, echte

Hochimpedanzeingänge (mehr als 500 MΩ) und einen großen

Dynamikbereich. Er eignet sich somit für 4...20-mA-Stromschleifen

und zur genauen Messung kleiner Sensorsignale. Eingangsgleichtaktstörungen

aus AC-Versorgungsleitungen, E-Motoren

und anderen Quellen werden mit min. 90 dB (CMR) unterdrückt.

Bild 3: Blockdiagramm des ADAS3022.

Ein differenzieller Hilfs-Eingangskanal arbeitet mit Signalen bis

±4,096 V. Er umgeht Multiplexer- und PGIA-Stufen und gestattet

den direkten Anschluss an den 16 Bit SAR-AD-Wandler. Ein auf

dem Chip integrierter Temperatursensor kann die lokale Temperatur

überwachen.

Dieses hohe Maß an Integration spart Platz auf der Leiterplatte

und senkt die Bauteilekosten. Es macht den ADAS3022 zum idealen

Bauteil für platzkritische Applikationen wie automatische Testgeräte

(ATE), Power-Line Monitoring, Industrieautomatisierung,

Prozesssteuerung, Patientenüberwachung und andere Industrieund

Messsysteme, die mit industrieüblichen ±10-V-Signalpegeln

arbeiten.

Bild 5 zeigt ein komplettes achtkanaliges Datenerfassungssystem

(DAS). Die Analog- und Digitalbereiche des ADAS3022 werden

mit ±15 V und +5 V, die Logik-I/Os mit 1,8 bis 5 V versorgt. Der

hocheffiziente DC/DC-Boost-Wandler ADP1613 mit geringem

Ripple ermöglicht den Betrieb des DAS an nur einer Spannung von

5 V. Konfiguriert als massebezogene, Primary Inductance Ćuk (SE-

PIC) Topologie mit dem Designtool ADIsimPower stellt der

ADP1613 die bipolaren ±15-V-Versorgungen für Multiplexer und

PGIA ohne Beeinträchtigung der Leistungsdaten zur Verfügung.

Das Rauschen des ADAS3022 und das der diskreten Signalkette

sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Zur Berechnung des gesamten

Rauschens der kompletten Signalkette werden die Eingangssignalamplitude,

die äquivalente Rauschbandbreite (ENBW) und das

eingangsbezogene Rauschen (RTI) aller Bauteile herangezogen.

Das einpolige Tiefpassfilter (LPF) zwischen AD8475 und AD7982

(Bild 2) dämpft die Spitze, die vom Switched-Capacitor-Eingang

des AD7982 kommt und begrenzt das HF-Rauschen. Die -3dB-

Bandbreite (f -3dB

) des LPF beträgt 6,1 MHz (R = 20 Ω, C = 1,3 nF).

Dies ermöglicht ein schnelles Einschwingen des Eingangssignals

bei Wandlungen mit 1 MSample/s. Das ENBW des LPF lässt sich

so berechnen:

ENBW = π/2 × f –3dB

= 9,6 MHz.

Man beachte, dass bei dieser Berechnung das Rauschen der

Spannungsreferenz und des Tiefpassfilters unberücksichtigt bleiben,

da es sich nicht wesentlich auf das Gesamtrauschen niederschlägt.

Dieses wird dominiert vom PGIA.

Man stelle sich ein Beispiel vor, in dem der ±5-V-Eingangsbereich

genutzt wird. In diesem Fall wird der AD8251 für eine Verstärkung

von 2 eingestellt. Der Funnel-Verstärker ist für alle vier

Eingangsbereiche auf eine feste Verstärkung von 0,4 eingestellt. An

den AD7982 wird ein differenzielles Signal mit 0,5 bis 4,5 V angelegt

(4 V ss

). Das RTI-Rauschen des ADG1208 erhält man aus der

22 elektronik industrie 04/2013

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Sensoren

Bild 4b

(links):

INL-Performance

des

ADAS3022.

Bild 4a

(rechts):

FFT-Performance

des

ADAS3022.

Bild 5: Komplette achtkanalige

Datenerfassungslösung mit integriertem

PGA. Die Schaltung wird mit nur einer

Spannung von 5 V versorgt.

Johnson/Nyquist-Rauschgleichung (e n

2

= 4K B

T-

R ON

mit K B

= 1,38E–23J/K, T = 300K und R ON

=

270 Ω). Das RTI-Rauschen des AD8251 ergibt

sich aus seiner Rauschdichte von 27 nV/√Hz, wie

im Datenblatt für eine Verstärkung von 2 spezifiziert.

Auf ähnliche Weise leitet sich das RTI-Rauschen

des AD8475 von seiner Rauschdichte (10

nV/√Hz) mit einer Verstärkung von 0,8 (2 × 0,4)

ab. In jeder Berechnung beträgt das ENBW = 9,6

MHz. Das RTI-Rauschen des AD7982 wird aus

seinem SNR von 95,5 dB, wie im Datenblatt für

eine Verstärkung von 0,8 angegeben, berechnet.

Das gesamte RTI-Rauschen der vollständigen Signalkette

wird basierend auf der Quadratsummenwurzel

(RSS) des RTI-Rauschens der diskreten

Bauteile berechnet. Das gesamte SNR von

89,5 dB lässt sich mit der Gleichung SNR =

20log(V in eff

/RTI Total

) berechnen. Obwohl die theoretische

Rauschabschätzung (SNR) und die gesamte

Leistungsfähigkeit der diskret aufgebauten

Signalkette mit dem ADAS3022 vergleichbar

sind, speziell bei niedrigeren Verstärkungen (G =

1 und G = 2), ist es keine ideale Lösung bei höheren

Durchsatzraten von bis zu 1 MSample/s. Der

ADAS3022 kann gegenüber der diskreten Lösung

die Kosten um bis zu 50 Prozent und den

Platzbedarf auf der Leiterplatte um etwa 67 Prozent

senken. Außerdem kann er mit drei zusätzlichen

Eingangsbereichen arbeiten: ±0,64 V,

±20,48 V und ±24,576 V. Die diskrete Lösung

kann dies nicht. (jj)

n

Der Autor: Maithil Pachchigar ist Applikationsingenieur

in der Precision Converters Business Unit bei Analog

Devices in Wilmington, MA.

Tabelle 1:

Rauschen für

den ADAS3022

und die diskrete

Signalkette.

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Sensoren

Bild: fotorellix - Fotolia.com

Messen der relativen Luftfeuchte

System-Monitor mit hoher Messgenauigkeit

Der LTC2991 wurde dafür entwickelt, Versorgungsspannungen, Ströme und Temperaturen auf großen Baugruppen

zu messen, wenn sie in Systemüberwachungsapplikationen eingesetzt werden. Er hat einen Fehler von nur

±1 °C, wenn er mit einem preisgünstigen (1 Cent) Transistor MMBT3904 als Temperatursensor eingesetzt wird,

wodurch er sich für viele Messaufgaben eignet.

Autor: Leo Chen

Die Temperatur ist der am häufigsten gemessene physikalische

Parameter, wobei die Sensorauswahl als eine Funktion

von Genauigkeitsanforderungen, Langlebigkeit, Kosten

und Kompatibilität mit dem zu messenden Medium

zu betrachten ist. Ein preiswerter NPN-Transistor ist ein idealer

Sensor für Anwendungen, die entweder einen einfach entsorgbaren

Sensor oder eine große Anzahl von Sensoren benötigen.

Psychrometer: Nicht so problematisch wie es klingt

Ein Psychrometer ist eine Art Hygrometer, also ein Gerät, das die

relative Feuchtigkeit misst. Es verwendet zwei Thermometer, ein

trockenes (Trockenkugel, dry bulb) und eines, das mit einem mit

destilliertem Wasser befeuchteten Gewebe bedeckt ist (Feuchtekugel,

wet bulb). Luft strömt über beide Thermometer, hervorgerufen

entweder durch einen Lüfter oder durch schwingen des Messgeräts

wie in einem Sling-Psychrometer. Mit einem psychrometrischen

Diagramm wird dann die Feuchte über die Temperaturen der trockenen

und feuchten Kugeln berechnet. Alternativ dazu gibt es

verschiedene Gleichungen für diese Aufgabe. Die folgenden Gleichungen

in der Bildergalerie werden dazu benutzt, den Schaltungsaufbau

zu überprüfen, dabei ist WET = Temperatur der

Feuchtekugel in °C, DRY = Temperatur der Trockenkugel in °C

und P = Druck in kPa:

Bild 1 zeigt ein Psychrometer auf Basis eines LTC2991. Die beiden

Transistoren liefern die Temperaturwerte der Feuchte- und

der Trockenkugel, wenn sie mit den entsprechenden Eingängen

des LTC2991 verbunden sind. Die Gleichung enthält den atmosphärischen

Luftdruck als Variable, die über den barometrischen

Drucksensor Novasensor NPP301-1 über Kanal X bestimmt wird,

der als ein differenzieller Eingang konfiguriert ist. Der Vollskalenbereich

beträgt 20 mV pro Volt der Anregungsspannung bei 100

kPa Luftdruck (Luftdruck auf Meereshöhe 101,325 kPa). Der

LTC2991 kann auch seine eigene Versorgungsspannung messen

(in dieser Schaltung ist dies der gleiche Spannungspegel wie der,

der benutzt wird, den Drucksensor anzuregen). Deshalb ist es einfach,

die ratiometrischen Ergebnisse vom Drucksensor, durch Eliminieren

des Fehleranteils der Anregungsspannung zu berechnen.

Fehlerbetrachtung

Die Fernmessungen der Temperatur mit dem LTC2991 haben einen

garantierten Fehler von maximal nur ±1 °C. Bild 2 zeigt den

Fehler in indizierter Feuchtigkeit, die von einem Fehler von 0,7 °C

in der Worst-Case-Richtung, kombiniert mit dem Worst-Case-

Fehler des Drucksensors resultiert. Dieser Fehler fällt in den Genauigkeitsbereich

der psychrometrischen Gleichungen selbst. Soll-

24 elektronik industrie 04/2013

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te eine höhere Genauigkeit erforderlich sein, muss eine Umsetzungstabelle

mit den psychrometrischen Diagrammen implementiert

werden.

LTC2991-Beispielsoftware

Eine psychrometrische Messung ist in der LTC2991-Beispielsoftware

DC1785A enthalten, die als Teil der Software-Suite Quick

Eval von Linear Technology lieferbar ist. Das Demo-Board sollte

wie in Bild 1 gezeigt angeschlossen werden. Um den Messwert auszulesen,

addiert man einfach eine Datei mit Namen tester.txt im

Installierungsdirectory der DC1785A-Software. Die Inhalte dieser

Datei sind ohne Bedeutung. Beim Start der Software sollte die

Nachricht "Test mode enabled" im Zustandsbalken erscheinen und

im Tool-Menü erscheint eine Feuchtigkeitsmöglichkeit. Die Messwerte

der relativen Feuchte erreichen dann mit diesen Sensoren

die gleichen Genauigkeitsgrade, wie sie zum Beispiel mit resistiven

und kapazitiven Dünnschichttechniken erzielbar sind. (jj) n

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Der Autor: Leo Chen ist Mixed-Signal-Applications-Engineer bei Linear, USA.

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Bild 1: Einfaches Psychrometer

unter Verwendung des LTC2991.

Bild 2: Worst-Case-Fehler.

Bilder: Linear Technology

Bild 3: In der LTC2991-Demonstrationssoftware

DC1785A ist eine psychrometrische Messwerterfassung

enthalten, die in der Software-Suite Quick

Eval von Linear Technology verfügbar ist.

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www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04/2013 25


Sensoren

Auf einen Blick

Entwicklung effizienter Steuerungen

Ob elektromechanische Bauelemente wie DIP-Schalter und Relais

oder elektronische Komponenten auf dem neuesten Stand der Technik

wie MEMS-Sensoren, die Bauelementehersteller produzieren Produktneuheiten

mit Hauptaugenmerk auf Beleuchtungsanwendungen.

Indem sie spürbare Vorteile für Lichtsteuerungsgeräte bedeuten, helfen

diese Bauteile den OEMs bei der Entwicklung effi zienterer Steuerungen,

bei der Kostenreduktion und Platzeinsparung und tragen erheblich

zu einem insgesamt niedrigeren Energieverbrauch bei.

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606ei0413

Beleuchtungskosten senken

Mit innovativen Steuerungskomponenten

Immer mehr Gebäude werden mit Schwachstrombeleuchtung versehen, um die Energiekosten zu senken und die

Klimabilanz zu verbessern. Doch durch eine automatisierte und intelligent gesteuerte Abschaltung von Stromverbrauchern

in ungenutzten Bereichen lassen sich noch mehr Einsparungen erzielen. Hierzu kommen innovative

neue Anwesenheitserkennungs- und Schaltungskomponenten sowie Relais zum Einsatz. Autor: Fabrizio Petris

Etwa 25 Prozent des Energieverbrauchs von Wirtschaftsbauten

gehen auf das Konto der Beleuchtung. Hierin liegt auch

die einfachste Einsparmöglichkeit für Endverbraucher,

wenngleich im privaten Bereich der Anteil geringer ist. Die

Umstellung auf weniger stromhungrige Lichtquellen wie Kompaktleuchtstofflampen

und LEDs wirkt sich zwar enorm auf den

Energieverbrauch und die Stromrechnung aus. Dennoch können

private und geschäftliche Nutzer die Kosten noch weiter senken,

indem sie die Steuerung verbessern und automatisieren.

Angaben des Marktforschungsunternehmens Pike Research zufolge

lässt sich durch Automatisierung in Privaträumen und Büros

der Energieverbrauch durch die Beleuchtung um bis zu fünfzig

Prozent reduzieren, noch besser sehe es bei Kaufhäusern und Industrieanlagen

aus. Daher verwundert es nicht, dass sich der Weltmarkt

für intelligente Lichtsteuerungen auf ein sehr starkes Wachstum

einstellt und bis zum Jahr 2016 um 2,6 Milliarden US-Dollar

wachsen soll.

Lichtsteuerungen bieten ein erhebliches Energieeinsparpotenzial

und neue Sensor-, Schalter- und Relaistechnologien ermöglichen

ein breites Spektrum an innovativen Strategien, die von der

Raumbelegungserkennung und Tageslichtmessung bis hin zur gebäudeweiten

Koordinierung eines voll vernetzten Systems reicht.

Das größte Energieeinsparpotenzial dürfte in der Fähigkeit liegen,

Licht automatisch, wenn nicht benötigt aus- und wenn benötigt

wieder anzuschalten. Dies steckt auch hinter dem neu erwachten

Interesse an Infrarotsensoren.

Einem Bericht des Marktforschungsunternehmens Yole Développement

des Jahres 2012 zufolge werde das Geschäft rund um

die Bewegungserkennung, auch wenn es bereits ausgereift ist, getrieben

von Energiesparinteressen weiter deutlich wachsen wird

(CAGR 2010-2016: plus neun Prozent). Das Gesamtgeschäft mit

der Infraroterkennung soll von 152 Millionen bei einer jährlichen

Wachstumsrate von plus elf Prozent bis 2016 286 Millionen US-

Dollar ansteigen.

26 elektronik industrie 04 / 2013


Bild 1: MEMS-

Sensoren wie

Omrons neuer D6T

messen die

Temperaturen im

gesamten

Sichtfeld, im

Gegensatz zu

herkömmlichen

Thermosensoren,

die auf Einzelpunktmessungen

beschränkt sind.

Bilder: Omron Electronic Components Europe

Bild 2: Die

patentierte

geräuschlose

Mechanik des

flachen 16A-Relais

Omron G5RL-LN

verringert das

Schaltgeräusch

um mehr als 10

dB, wodurch es

selbst in einem

stillen Büro nahezu

unhörbar ist.

Hintergrundbild: leksustuss - Fotolia.com


Sensoren

Links:

Bild 3: Der Omron

A6SN verfügt über

eine interne

Knife-Edge-Hochdruck-Mechanik,

die

eine sichere und

beständige

Ausführung des

Kontaktbetriebs

gewährleistet.

Oben:

Bild 4: Energieeffiziente

Beleuchtungen

wie die Lumoluce

LED-Lampen von

Marl sehen blendend

aus – und verbrauchen

noch weniger

Strom, wenn sie,

falls nicht vonnöten,

gleich abgeschaltet

werden.

Unten:

Bild 5: Der

Erfassungsbereich

des D6T-44L-06.

Neue IR-Sensortechnologien zur Erkennung unbewegter Wärme

abstrahlender Objekte können stärker von den sich neu bietenden

Möglichkeiten und Chancen profitieren, da sie ein Territorium

besetzen, das herkömmlichen PIR-Meldern, die traditionell zur

Anwesenheitserkennung in Heim- und Gebäudeautomatisierungssystemen

eingesetzt werden, verwehrt ist.

Pyroelektrischen Effekt nutzen

Der Grund liegt darin, dass PIR-Detektoren den pyroelektrischen

Effekt zur Erkennung von Menschen und Tieren in ihrem Sichtfeld

nutzen. Hierbei handelt es sich um eine vorübergehende Änderung

der Struktur eines Materials als Folge von Erwärmung oder

Kühlung. Das Detektionsschaltschema hängt also von der Messung

eines Unterschieds im Wärmemuster ab. Es erkennt Bewegung,

nicht jedoch Präsenz.

Neue Thermosensoren auf der Basis mikroelektromechanischer

Systeme (MEMS) haben diesen Nachteil nicht. MEMS-Thermosensoren,

im Grunde Arrays im Nanomaßstab von Thermoelementen,

messen die Ist-Temperatur der Quelle anstelle eines Differenzwertes

und sind so in der Lage, Menschen in einem Raum zu

erkennen ohne dass diese sich bewegen müssen. Die Präsenzerkennung

eröffnet völlig neue Anwendungsgebiete, die pyroelektrischen

Sensoren verwehrt sind.

Beispielsweise lassen sich Präsenzerkenner in Beleuchtungssystemen

verwenden, um zuverlässig in den Energiesparmodus zu

schalten, wenn sich im erfassten Bereich niemand befindet. Tatsächlich

lassen sich die Anwendungsfelder auf Heizungs-, Klimaund

Sicherheitssysteme ausweiten, einschließlich einer Alarmzustandsanzeige,

falls Menschen sich in einem Areal gar nicht aufhalten

dürfen.

Array-Anordnung für akkuratere Positionserkennung

MEMS-Sensoren wie der neue D6T von Omron messen die Temperaturen

im gesamten Sichtfeld, im Gegensatz zu herkömmlichen

Thermosensoren, die auf Einzelpunktmessungen beschränkt sind.

Der als Array konfigurierte Sensor (derzeit in 1 x 8- und 4 x 4-Anordnung

erhältlich) kann die Temperaturinformation einer bestimmten

Zelle zuordnen, und so ihrem Temperaturwert eine Position

zuordnen. Dies erhöht die Genauigkeit, verringert Übersprechen

und erweitert das Sichtfeld.

Mehrere Sensoren in einem Raum multiplizieren diese Vorteile:

Mit einem Quad-4x4-Array-Sensormodul lässt sich eine höhere

Auflösung oder breitere Flächendeckung erzielen, zum Beispiel die

Positionserkennung einer Person innerhalb eines Quadratmeters

in einem 16 m² großen Bereich.

Die Technologie, die hinter diesen Thermosensoren steckt, kombiniert

eine MEMS-basierte Mikrospiegelstruktur für die effiziente

Erkennung von Infrarotstrahlung mit einer leistungsstarken Siliziumlinse,

um die IR-Strahlen auf die Thermoelemente zu richten.

Proprietäre ASICs nehmen dann die notwendigen Berechnungen

vor und wandeln die Sensorsignale dann in passende digitale Ausgänge

um. Da alle Komponenten in-house entwickelt und in Omrons

eigenen MEMS-Produktionsstätten hergestellt werden, ist das

Resultat eine hohe ±0,14 °C Genauigkeit mit einer äußerst guten

Störfestigkeit (gemessen als rauschäquivalente Temperaturdifferenz)

von 140 mK.

Größere 16 x 16 MEMS-Sensor-Arrays für eine noch feinfühligere

Lichtsteuerung vor allem in offenem Gelände befinden sich

derzeit in der Entwicklung.

Die Eingangsströme im Griff haben

Obwohl die Anwesenheitserkennung das größte Potenzial zur Verbesserung

der Beleuchtungsautomatisierung aufweist, eröffnen

sich Möglichkeiten auch durch Neuerungen bei Schaltern sowie

bei Relais.

Hohe Eingangsströme und die lange Lebensdauer moderner Beleuchtungseinrichtungen

stellen Schalter- und Sensorhersteller vor

neue Herausforderungen. Vor allem beim Schalten von Leucht-

28 elektronik industrie 04/2013

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Sensoren

stofflampen muss der große Spitzenstrom während des Einschaltvorgangs

bewältigt werden. Kapazitive Lasten sind noch kritischer:

Ein Kondensator in Parallelschaltung zu einem Lampentreiber ist

eine sehr gängige Schaltungskonfiguration, auch für LEDs, und der

durch seine Entladung generierte Spitzenstrom kann leicht das 10-

bis 15-fache des Nennstroms übersteigen. Wird das falsche Relais

eindesignt kann das die Lebensdauer des gesamten Systems drastisch

verkürzen.

Relaishersteller begegnen diesen Anforderungen mit neuen

hoch entwickelten Kontaktmaterialien. So nutzt Omron beispielsweise

eine Silber-Indium-Zinnlegierung, die sehr hart ist und einen

hohen Schmelzpunkt sowie eine hervorragende Widerstandsfähigkeit

gegenüber Lichtbogenbildungen und Verschweißungen

aufweist und sich dadurch für hohe Eingangslasten eignet. Als

weiterer Vorteil ist die Legierung kadmiumfrei und somit RoHSkonform.

Mit solchen Ag-In-Sn-Kontakten kann ein Relais je nach Modell

Eingangsströme bis zu 100 A schalten, sogar in Leuchtstoff- und

Wolframlampen. Ein 16-A-Relais eignet sich für alle marktüblichen

Lampenarten von Leuchtstoff bis LED, obwohl für einige Beleuchtungsanwendungen

auch Relais mit geringerer Schaltleistung

spezifiziert werden können.

Kleinere und leisere Relais

Die zunehmende Verwendung stromsparender LEDs bedeutet weniger

Bedarf an 16-A-Kapazität. Das wiederum heißt, dass Lichtsteuerungssysteme

von der Miniaturisierung profitieren können,

die mit einer niedrigeren Stromaufnahme einhergeht. Kompakte

und schlanke Relais sind vor allem in den Schaltmodulen zur Steuerung

der LEDs sehr nützlich: 6,5 mm-Bausteine wie das G6D-ASI

5A mit Kontakten in Silber-Indium-Zinnlegierung sparen Platz

und Kosten.

Relais werden immer kleiner aber auch leiser, wodurch eine wesentliche

Quelle möglicher Ablenkung nach Einschaltung der

Lichtsteuerung entfällt. Der patentierte geräuschlose Mechanismus

des flachen 16A-Relais G5RL-LN verringert das Schaltgeräusch

um mehr als 10 dB, wodurch es selbst in einem stillen Büro

nahezu unhörbar ist.
In Vorschaltgeräten und zum Management

von Lichtsystemen finden nicht nur Leistungsrelais Einsatz. Häufig

werden DIP-Schalter zur Funktionseinstellung der Modulkomponenten

gebraucht. Sie müssen zuverlässig funktionieren und sich

für die neuesten automatisierten Produktionsverfahren eignen.

Sogar bei diesen einfachen Bauelementen ist noch Raum für Innovationen.

Nahezu unhörbares Schaltgeräusch

Die DIP-Schalter A6SN und A6TN für SMD- beziehungsweise

Durchsteckmontage verfügen über eine interne Knife-Edge-Hochdruck-Mechanik,

die eine sichere und beständige Ausführung des

Kontaktbetriebs gewährleistet. Diese Omron-Schalter verwenden

überdies temperaturbeständiges Harz zur Abdichtung, was Reflow-Lötprozesse

bei Spitzentemperaturen von bis zu 260 °C erlaubt

– bei manuellem Löten sogar 400 °C – dies ist wesentlich

höher als bei vergleichbaren Schalterlösungen. (ah)

n

Der Autor: Fabrizio Petris ist Global Application Oriented Team

Manager-Building Automation and Security bei Omron Electronic

Components.

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Sensoren

Mit dem Barryvox-Lawinensuchgerät

von Mammut lassen sich

mehrere Personen gleichzeitig

präzise orten.

Wettlauf

gegen die Zeit

Mit Druckausgleichselementen

Leben retten

Lawinenverschütteten-Suchgeräte helfen beim Bergen

von Alpinsportlern. Welchen Einflüssen sie trotzen

müssen und worauf es bei der Elektronik besonders

ankommt, zeigt Schreiner ProTech im folgenden

Beitrag.

Autor: Michael Spörl

Nach einem Lawinenabgang sind die ersten

20 Minuten für die Rettung von

Verschütteten entscheidend. Danach

nimmt die Überlebenschance rapide

ab. Lawinenverschütteten-Suchgeräte wie das Barryvox

helfen bei der raschen Bergung von Alpinsportlern.

Wenn jede Minute zählt, ermöglicht die Kombination aus

durchdachter Technik und einfacher Bedienbarkeit niedrige

Suchzeiten. Stürze und Witterung dürfen dabei die Funktion der

Lawinensuchgeräte nicht stören. Ausreichend Schutz für die komplexe

Elektronik ist ein robustes Gehäuse und die Druckausgleichselemente

(DAE) von Schreiner ProTech. Wichtig ist es die

Be- und Entlüftung der Lawinenverschütteten-Suchgeräte sicherzustellen

und das Eindringen von Nässe verhindern.

Drei Antennen, der Digital-Analogmodus sowie Distanz- und

Richtungsanzeigen: Das Barryvox ist laut des Herstellers Mammut

das erste Verschütteten-Suchgerät mit einer integrierten 360º-

Richtungsanzeige; es wurde bereits mit dem Ispo-Outdoor- und

dem Volvo-Design-Award ausgezeichnet. Das Gerät ortet im Digi-

tal- und Analogmodus präzise und schnell. Hilfsmittel wie Signalanalyse,

akustische Suchunterstützung, Verschüttetenliste und

Markierfunktion sorgen dafür, dass sich mehrere Verschüttete

gleichzeitig in einer Verschüttetenliste anzeigen lassen. Die maximale

Reichweite liegt bei 95 Metern (analog) und 60 Metern (digital),

die Suchstreifenbreite bei 50 Metern.

Auch Bewegungsaktivitäten, die als Lebenszeichen interpretierbar

sind, sind feststellbar. Dafür verfügt das Pulse Barryvox über

Sensoren, die Bewegungen des Körpers detektieren (wie sie in inneren

Organen, Herz oder Lunge entstehen können). Jede Bewegung

gilt als Lebenszeichen und erhöht die Chance auf Rettung.

Distanz- und Überlebenswahrscheinlichkeitskriterien unterstützen

die Auswahl der Suchobjekte. Zusätzlich zur 457-kHz-Frequenz

übermittelt das Gerät die Daten über einen weiteren Kommunikationskanal

(W-Link-Schnittstelle).

Die integrierte Elektronik ist widrigen Bedingungen ausgesetzt

und die Geräte müssen ständig ohne Wartezeit funktionstüchtig

sein – bei Temperaturen bis -20 °C und bis 15 cm unter Wasser. Ein

wasserdichtes und stoßfestes Gehäuse ist daher unverzichtbar. Das

30 elektronik industrie 04/2013

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Sensoren

Bilder: Schreiner

Druckausgleichselemente

in

Form von

Membranen

verschließen

Gehäuseöffnungen

wasser- und

staubdicht.

Auf einen Blick

Wo Dicht- und Durchlässigkeit sich treffen

Druckausgleichselemente verschließen Gehäuseöffnungen wasserund

staubdicht; Öle und Treibstoffe perlen an der Oberfl äche ab. Die

selbstklebend ausgerüstete Membran ist luftdurchlässig aber wasserundurchlässig

und gleicht dabei Druckunterschiede aus. Sie erfüllen

die IP-Schutzart IP66 und IP 67 (DIN 40050 Teil 9) und durch ihre

Konfektionierung auf Rolle eignen sie sich für manuelle oder automatische

Applikationen.

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200ei0413

Gerät darf aber nicht komplett luftdicht abgeschlossen sein. „Bei

einer raschen Änderung von Temperatur und Höhe über dem

Meeresspiegel – zum Beispiel beim Heliskiing oder einer rasanten

Abfahrt – kann es zu Druckunterschieden kommen, die die Membrane

des Lautsprechers in ihrer Funktion beeinträchtigen und bis

hin zu einer Fehlfunktion oder Beschädigung führen können“, erklärt

Ilari Dammert, Product Manager bei Mammut . Um dies zu

verhindern, ist ein entsprechender Druckausgleich notwendig.

Druckausgleichselemente: Luft ja, Nässe nein

Damit die Lawinensuchgeräte verlässlich funktionieren, muss die

Be- und Entlüftung gesichert sein, allerdings dürfen weder Nässe

noch Schmutz eindringen. Zum Luftaustausch und Druckabbau

im Barryvox-Gehäuse dienen die Druckausgleichselemente von

Schreiner ProTech. „Die Druckausgleichselemente verhindern den

Überdruck im elektronischen Gehäuse und sind gleichzeitig durch

ihre spezielle Membrane vollkommen wasserundurchlässig“, sagt

Daniel Reichen, Vertriebsverantwortlicher für die Schweiz bei

Schreiner ProTech. Für den Einsatz im Lawinensuchgerät fixierten

die Entwickler auf Basis der Kundenangaben die Membranauslegung

mithilfe eines Berechnungsmodells. Materialart und Oberflächengüte

des Gehäuses waren entscheidend für die passende Klebstoffauswahl.

„Wir bieten unseren Kunden individuelle Serviceleistungen

in allen Entwicklungsstufen an – vom Bauteildesign bis hin

zur Validierung und Applikation – und sind während der Integration

in den Serienprozess vor Ort. Das heißt, wir kümmern uns

auch um Schulung, Wartung und Reparatur der Verarbeitungsanlagen“,

so Reichen. Zur Validierung der Druckausgleichselemente

führten die Entwickler Belastungstests durch. Bei einem definierten

Eintauchtest lag das Gerät 15 cm unter Wasser, um einen

Tauchgang in einem Gebirgsbach zu simulieren. Einige Tage wurde

das Barryvox bei 95 Prozent Luftfeuchte aufbewahrt.

Im Anschluss an diese Tests erfolgte das Prüfen der mechanischen

Stabilität der Membrane. „Membrane und Kleber hielten

dem mechanischem Druckaufbau rundum stand“, bestätigt Ilari

Dammert. Auch bei Manipulationsversuchen mit einem scharfen

Messer und einer Flachzange erwies sich die Haftung als sehr gut.

Appliziert werden die Druckausgleichselemente bei Mammut mittels

eines Hilfswerkzeugs.

Nachdem das Barryvox-Oberteil für die Endmontage vorbereitet

ist, erfolgt das Anpressen das Druckausgleichselements. „Für

uns bieten die Druckausgleichselemente eine kostengünstige Möglichkeit,

die zuverlässige Funktion der Barryvox-Lawinensuchgeräte

zu unterstützen“, so Dammert. Damit können Anwender sicher

sein, dass die Verschütteten-Suchgeräte auch bei starkem

Schneefall, Regen und Nässe funktionieren. (rao)

Der Autor: Michael Spörl ist Produktmanager für Druckausgleichselemente

bei Schreiner ProTech im Oberschleißheim.

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04 / 2013 31


Sensoren

Neue Produkte

Interpolationsschaltung für 16 Bit

Sinus-/Cosinus-Auswertung mit Auto-Korrektur

Bild: IC-Haus

Der Signalprozessor iC-TW8 von IC-Haus

dient zur Auswertung von Sinus-/Cosinus-

Sensoren und minimiert dabei Winkelfehler

und Jitter durch Automatikfunktionen,

zur Erstkalibrierung auf Knopfdruck und

zur permanenten Signalanpassung im Betrieb.

Die Winkelposition wird in beliebiger

Auflösung mit bis zu 65.536 Inkrementen

pro Eingangsperiode berechnet und als

Inkrementalsignal mit Index ausgegeben.

Als anwendungsspezifischer DSP verfügt

Der Signalprozessor iC-TW8 im 48-poligen

QFN-7x7-Gehäuse.

iC-TW8 über zwei mit 250 kS/s simultan

abtastende A/D-Wandler, schnelle Cordic-

Algorithmen und spezielle Signalfilter sowie

über ein analoges Frontend mit differenziellen

PGA-Eingängen, das typische

Magnetsensorsignale ab 20 mV ss

akzeptiert.

Signalfrequenzen bis 125 kHz ermöglichen

hohe Dreh- und Lineargeschwindigkeiten

für Positionsmessgeräte und werden

mit einer konstanten Latenzzeit von 24 µs

verarbeitet. Der Baustein erlernt die erforderlichen

Signalkorrekturen für Offset-,

Amplituden- und Phasenfehler selbsttätig

und sichert diese im externen EEPROM.

Sind diese Startwerte allein nicht ausreichend,

zum Beispiel bei Amplitudenänderungen

oder einer Offsetdrift über Temperatur,

können permanente Automatikkorrekturen

angewählt werden.

Zusätzlich, bei durch Oberwellen verzerrten

Sinussignalen, erlaubt eine Tabelle

mit 64 Stützstellen die statische Korrektur

der Winkeldaten.

Der Signalprozessor liefert inkrementelle

Encoder-Quadratursignale bis 8 MHz,

wobei die maximale Ausgangsfrequenz begrenzt

werden kann, um die Zählbarkeit

durch große Flankenabstände zu garantieren.

Für Controller-Applikationen stehen

optional PWM-Signale und serielle

Schnittstellen zur Verfügung (1-Wire und

SPI für Taktraten bis 32 MHz). Das 32-Bit-

Positionsregister liefert den Winkelwert

und die Periodenzahl, ein weiteres Register

informiert über die momentane Winkelgeschwindigkeit.

An einer einseitigen Versorgung

von +3,1 bis 5,5 V arbeitet der Baustein

im industriellen Betriebstemperaturbereich

von -40 bis +125 °C. Als externe

Komponenten ist ein EEPROM für die

Kalibrierdaten erforderlich; ein Quarzoszillator

ist optional. Der Baustein ist im

48-poligen QFN-Gehäuse untergebracht,

der nur 7 mm x 7 mm auf der Platine benötigt.

(jj)

n

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552ei0413

AFE-Subsystem-Referenzdesign

Drop-in-fähiges Analog-Front-End für industrielle Sensoren

Bild: Maxim Integrated Products

Viele industrielle Sensoren erzeugen hohe

oder über einen weiten Bereich wechselnde

analoge Ausgangsspannungen, die von FP-

GAs und Mikrocontrollern oft nicht direkt

weiterverarbeitet werden können. Dieses

Problem löst das Cupertino-Design, indem

es als Interface zwischen Sensor und Controller

fungiert und zusätzlich die Stromversorgungs-

und Datenleitungen isoliert

Das Cupertino-AFE von Maxim lässt sich direkt

an jeden Erweiterungsport eines FPGA/

CPU-Entwicklungssystems anschließen, welcher

den Pmod-Standard von Digilent unterstützt.

– und dies bei Gesamtabmessungen von

nur 96,52 mm x 20,32 mm. „Das Cupertino-Referenzdesign

zeigt, wie industrielle

Sensoren mit Controllern auf System-Ebene

verbunden werden können“, sagt Chris

Neil, Senior Vice President bei Maxim. Das

Cupertino-AFE lässt sich direkt an jeden

Erweiterungsport eines FPGA/CPU-Entwicklungssystems

anschließen, welcher

den Pmod-Standard von Digilent unterstützt.

Maxim hat mit dem Subsystem Cupertino

MAXREFDES5# ein hochpräzises,

drop-in-fähiges und voll isoliertes 16-Bit-

AFE (Analog Front-End)-Referenzdesign.

Das hochintegrierte Referenzdesign ist auf

die Anforderungen von industriellen Sensoren,

Prozesssteuerungen und speicherprogrammierbaren

Steuerungen abgestimmt.

Seine für -10 V bis +10 V, 0 V bis

+10 V und 4 bis 20 mA ausgelegten analogen

Eingänge entsprechen den analogen

Ausgangspegeln der meisten industriell

eingesetzten Sensoren. Die Stromversor-

gungs- und Datenleitungen sind außerdem

vollständig isoliert. Darüber hinaus stellt

Maxim alles zur Verfügung, was für eine

beschleunigte Schaltungsentwicklung benötigt

wird: sämtliche Dateien für das

Hardwaredesign, Vorlagen für Treibercode

und Testergebnisse.

Es werden die gängigen Eingangsspannungen

industrieller Anwendungen unterstützt

(-10...+10 V, 0...10 V und 4...20 mA).

Das Referenzdesign stellt aus einer Eingangsspannung

von 3,3 V isolierte Versorgungsspannungen

von +12 V, -12 V und 5

V bereit und sorgt für die Isolation der Datenleitungen.

Dank mehrerer unipolarer und bipolarer

Eingänge kann auf zusätzliche Multiplexerschaltungen

und Pegelanpassungen verzichtet

werden. Hardware-Designdateien,

Treibercode, funktionsfähige FPGA-Codebeispiele,

Testdaten und ein bestellbares

Board stehen zur Verfügung. (jj) n

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554ei0413

32 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Sensoren

Neue Produkte

Auf für Geometrien kleiner als 2 mm

Hermetisch verlötbare IR-Komponenten

Mehr als zehn Jahre Lebensdauer

Elektrochemischer CO-Sensor

Bild: Jenoptik

Jenoptik hat hermetisch verlötbare

Infrarot-Filter, -Fenster und

-Deckscheiben für Anwendungen

in der Gas-Sensorik und -Analytik

im Programm. Die patentierte

Produkttechnologie ermöglicht

frei gestaltbare Geometrien auch

kleiner als 2 mm mit individueller

optischer Beschichtung. Hermetisch

verlötbare IR-Filter, -Fenster

und -Deckscheiben für Infrarot-

Strahlquellen und -Detektoren

werden in geschlossenen Systemen

zur Gas-Sensorik und -Analytik

eingesetzt. Im Vergleich zu

klassisch verklebten Filtern sind

verlötete Komponenten fest mit

dem Gehäuse verbunden und gewährleisten

so einen gasdichten

Verschluss der Baugruppe. Jenoptik

entwickelt und fertigt IR-

Komponenten für kundenspezifische

Anwendungen aus typischen

Infrarot-Materialien, wie beispielsweise

Germanium, Silizium

und Saphir. Je nach Kundenwunsch

und Anwendungsgebiet

können äußere Form, Geometrie

und die optischen Beschichtungen

flexibel variiert und kombiniert

werden. Möglich sind Anti-

Reflex-(AR) Schichten, aber auch

dualbandige oder multispektrale

Beschichtungen sowie widerstandsfähige

hybride Diamond-

Like-Carbon- (DLC) Schichten.

Anerkannte Prüfnormen, wie TS

1888 und MIL-C-48497, werden

erfüllt. Durch Randmetallisierung

werden die Komponenten für den

Verlötprozess vorbereitet.

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551ei0413

Bild: Figaro/Unitronic

Eine Lebenserwartung von über

zehn Jahren besitzen die preislich

im Bereich herkömmlicher MOS-

Sensoren angesiedelten elektrochemischen

CO-Sensoren der

Serie TGS5042 von Figaro Engineering

(Vertrieb: Unitronic). Erreicht

wird die sehr gute Stabilität

und Langlebigkeit vor allem durch

Verwendung eines besonders

niedrig konzentrierten Alkaline-

Elektrolyten, der eine Abnutzung

der beiden Elektroden über eine

lange Betriebsdauer hinweg ausschließt.

Außerdem konnte durch

die Optimierung der internen Sensorstruktur

die Verdampfungsgeschwindigkeit

des Flüssigkeitsre-

servoirs minimiert werden. Sowohl

beim Langzeitsensor

TGS5042 als auch beim kompakteren

Modell TGS5342 mit einer

zu erwartenden Lebenszeit von

mindestens sieben Jahren sind

die Messwerte am Sensorausgang

jeweils linear zur Gaskonzentration.

Der Messbereich

reicht von 0 bis 10.000 ppm, die

Ansprechzeit beträgt weniger als

60 s. Die CO-Sensoren sind sowohl

für direktes als auch Wellenlöten

geeignet. Die beiden CO-

Sensoren TGS5042 und TGS5342

erzeugen ihre für den Betrieb benötigte

Energie selbst. Der Stromverbrauch

der zusätzlich benötigten

Auswertelektronik fällt mit

wenigen µA sehr gering aus; optimal

für batteriebetriebene Applikationen.

Die Sensoren sind im

Temperaturbereich -40 bis +70

°C uneingeschränkt einsatzfähig.

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550ei0413

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E520.32 | Programmable Smoke Detector Controller

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smoke detectors

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FLASH ROM (optional: mask ROM)

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Sensoren

Neue Produkte

Programmierbarer digitaler Hall-Effekt-Sensor

Betriebstemperaturbereich von -40 bis +150 °C

Bild: Melexis

Der programmierbare digitale Hall-Effekt-

Sensor MLX92232 mit EEPROM-Speicher

von Melexis ermöglicht das Umprogrammieren

der Magnetschaltschwellenwerte,

einschließlich Hysterese. Er kann einfach

programmiert werden, um sämtliche Hall-

Effekt-Schalt- oder Latch-Spezifikationen

Der Hall-Effekt-Sensor MLX92232 von Melexis

kann auch mit niedriger Spannungen von 3 V und

weniger betrieben werden.

zu erfüllen und dient als direkter Ersatz

vorheriger Hall-Effekt-Sensoren. Der

MLX92232 verringert die Bauteilanzahl

und Lagerbestände. Ein einzigartiger 32-

Bit ID-Code ermöglicht die Rückverfolgbarkeit

jedes einzelnen Sensors. Der Hall-

Sensor wird in einem proprietären Mixed-

Signal-CMOS-Prozess gefertigt und ist der

erste, kundenseitig im Feld programmierbare

Sensor dieser hochpräzisen Baureihe.

Jeder IC enthält ein Hall-Sensorelement

mit einem Offset-Rückstellmechanismus,

einem Spannungsregler und einem Open-

Drain-Ausgangstreiber im 3-poligen SIPund

TSOT23-Gehäuse. Die flexible Programmierung

basiert auf PTC-Technik

(Programming Through the Connector),

was eine Kalibrierung der fertigen Sensormodule

am Ende der Fertigungslinie ermöglicht.

Damit lassen sich Montagetoleranzen,

Materialschwankungen und Abweichungen

zwischen den Magnetbauteilen

kompensieren. Die programmierbare

Architektur garantiert präzise Schalt-

schwellen und einen werkseitig programmierten

Temperaturkompensationswert.

Der AEC-Q100-qualifizierte Sensor bietet

einen Betriebsspannungsbereich 2,7 bis 24

V und Betriebstemperaturbereich -40 bis

+150 °C. Eine Ausgangsstrombegrenzung,

Unterspannungs-Abschaltung und Abschaltung

bei Übertemperatur garantieren

hohe Zuverlässigkeit.

Die Möglichkeit, den MLX92232 mit

niedriger Spannung zu betreiben, unterscheidet

ihn von anderen Hall-Effekt-

Schaltern am Markt. Damit ist der direkte

Anschluss an Mikrocontroller und andere

Digital-ICs an einer Spannungsschiene mit

Spannungen von weniger als 3 V möglich.

Dies erhöht die Vielseitigkeit und die Integration

in Designs, die mit anderen Lösungen

nicht möglich ist. Der integrierte

Sperrspannungsschutz erübrigt einen seriellen

Widerstand oder eine Diode in der

Versorgungsleitung. (jj)

n

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557ei0413

Differenzdrucksensoren auch unter 1 Pa stabil

Messung von Durchfluss in einer Bypass-Konfiguration

Der Schweizer Sensorhersteller Sensirion

hat seine SDP600-Serie um neue Differenzdrucksensoren

ergänzt. Die beiden

Sensoren SDP601 und SDP611 sind speziell

kalibrierte Differenzdrucksensoren für

die Messung von Massendurchflüssen in

einer Bypass-Konfiguration. In einer Bypass-Konfiguration

wird eine Blende oder

eine lineare Flussbegrenzung zur Erzeugung

einer Druckdifferenz in den Durchflusskanal

eingesetzt. Der dabei entstehende

Druck wird über der Blende oder dem

linearen Durchflusselement gemessen. Die

Druckdifferenz vor und nach der Blende

korreliert, abhängig von den spezifischen

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Eigenschaften des Begrenzungselements,

mit der Durchflussmenge im Flusskanal.

Der Massendurchfluss wird folglich aus

dem gemessenen Druckabfall (Druckdifferenz)

über der Durchflussblende ermittelt.

Eine Bypass-Konfiguration eignet sich

gut für Anwendungen, in denen individuell

angepasste Durchflusskanäle erforderlich

sind oder kleine Druckdifferenzen mit

sehr hoher Präzision ermittelt werden

müssen. Insbesondere in HLK-Anwendungen

ist eine solche Lösung ideal. Wie

die anderen Produkte dieser Serie verfügen

die beiden Sensoren ebenfalls über einen

digitalen I 2 C-Ausgang und sind kalibriert

Bild: Sensirion

Die Differenzdrucksensoren SDP611 (links) für

Schlauchverbindungen und der SDP601.

und temperaturkompensiert. Durch das

Prinzip der kalorimetrischen Durchflussmessung

erreichen die CMOSens-Differenzdrucksensoren

eine sehr hohe Empfindlichkeit

und Genauigkeit – selbst bei

äußerst kleinen Druckdifferenzen (unter 1

Pa). Sie besitzen eine hohe Langzeitstabilität

und haben keine Nullpunktdrift. Der

SDP601 lässt sich mit O-Ringen abgedichtet

direkt auf ein Manifold schrauben. Der

SDP611 ist auf Schlauchverbindungen zugeschnitten.

(jj)

n

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560ei0413

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Sensoren

Neue Produkte

SoC für kapazitive Feuchtemessung

Feuchte, Taupunkt, Temperatur und kapazitiver Druck

Der System-on-Chip IC PCap02 von Acam

(Vertrieb: IS-Line) wurde speziell für die

kapazitive Feuchtemessung von 0 bis 100 %

relativer Feuchte entwickelt wurde. Er basiert

auf dem bekannten patentierten Picocap-Konzept

des Herstellers – mit einem

sehr weiten Eingangsbereich von einigen

fF bis zu mehreren hundert nF. Vielfältige

Konfigurationsmöglichkeiten sind bereits

implementiert: So lassen sich Signale von

Klimasensoren für relative und absolute

Feuchte, Taupunkt, Temperatur und kapazitiven

Druck mit nur einem einzigen IC

erfassen und auswerten.

Für die Temperaturmessung kann der

interne Temperatursensor (25 mK Auflösung)

oder ein externer PT1000 Temperatursensor

(5 mK Auflösung) verwendet

werden. Der integrierte 48-Bit-DSP ermöglicht

on-chip eine sehr schnelle, hochpräzise

und sichere Kalibrierung und Linearisierung

der Sensor-Signale über einen

Temperaturbereich von -40 °C bis +95 °C,

sowie diverse Funktionsberechnungen wie

beispielsweise die Taupunktmessung.

Aufgrund der Ultra-Low-Power-Technologie

kann über den Sequenz-Timer eine

kontinuierliche Feuchtemessung ohne

Eigenerwärmung des Systems von einigen

Hz bis in den kHz-Bereich erfolgen. Der

Strombedarf des Systems liegt für eine

Messrate von 1000 Hz bei etwa 84 µA und

für 1 Hz bei rund 2,5 µA, wobei die Auflösung

13,1 Bit beträgt. Der IC ist entweder

im QFN32-Gehäuse (5 mm x 5 x mm x 0,9

mm) oder als Die (ohne Gehäuse) verfügbar

und ermöglicht sehr kompakte Schaltungen:

Nur zwei Stützkondensatoren zu je

10 µF und ein Entladekondensator mit 33

nF werden zusätzlich benötigt. Ein externer

Quarz ist nicht erforderlich. Das Sensor-Interface

verfügt sowohl über digitale

System-on-Chip IC PCap02 wurde speziell für die

kapazitive Feuchtemessung entwickelt.

(SPI- und I 2 C-kompatibel) als auch analoge

Schnittstellen (16 Bit PDM und PWM),

sowie ein internes EEPROM zur Speicherung

der Kalibrierdaten und von weiteren

Parametern. (jj)

n

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558ei0413

Bild: Acam/IS-Line

Ungewolltes Auflegen bei Smartphones vermeiden

Näherungssensor auf Basis des Time-of-Flight-Verfahrens

Produkt der Flight-Sense-Familie besteht aus

drei optischen Elementen in einem kompakten

Gehäuse. Anstatt die Distanz anhand des vom

Objekt reflektierten Lichts zu schätzen, was

sehr von der Farbe und Oberflächenbeschaffenheit

des Objekts beeinflusst wird, misst der

Sensor auf präzise Weise die Zeit, die das Licht

braucht, um zum nächstgelegenen Objekt und

wieder zum Sensor zurück zu gelangen. Die

Ein Näherungssensor VL6180 aus der Entwicklung

von STMicroelectronics dürfte die sem Time-of-Flight-Verfahren vollkommen

Menge des reflektierten Lichts bleibt bei die-

Flexibilität und Bedienungsfreundlichkeit von unberücksichtigt. Stattdessen zählt nur, wie

Power mosfet Smartphones EI 210x82 weiter PCIM verbessern. Flash de.qxd:Layout Das erste lange 1 das 8/4/13 Licht für 17:17 den Hin- Page und 1Rückweg

Bild: STMicroelectronics

braucht. Die patentierte Lösung besteht aus

einem Infrarotsender, der Lichtimpulse aussendet,

einem ultraschnellen Lichtdetektor

zum Auffangen der Reflexionen sowie einer

elektronischen Schaltung, die die Zeitdifferenz

zwischen dem Aussenden eines Impulses und

dem Eintreffen seiner Reflexion präzise misst.

Der Baustein enthält einen robusten, zur Entfernungsmessung

dienenden Time-of-Flight-

Sensor, einen Umgebungslicht-Sensorchip

und einen Infrarotsender.

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Messtechnik

PXI-Vektorsignal-Transceiver

VSG und VSA mit rekonfigurierbarem FPGA-Backend

Bei nahezu jedem automatisierten RF-Testsystem liegt heutzutage der Fokus auf der Anwendungssoftware, die

von einem Host-System aus mit einem Messgerät über einen Backplane- oder Peripheriebus kommuniziert und

die Daten lokal weiterverarbeitet. Trotz Verbesserungen an Mess- und Prüfalgorithmen sowie Bus- und CPU-

Geschwindigkeiten, sehen sich Entwickler angesichts der stetig steigenden Komplexität von RF-Anwendungen vor

der Herausforderung, Prüfzeiten zu minimieren und -kosten zu reduzieren. Autor: Christoph Landmann

Um den Anforderungen an Geschwindigkeit und Flexibilität

gerecht zu werden, kommen in kommerziellen Lösungen

zum Test von RF-Komponenten und Baugruppen

zunehmend rekonfigurierbare FPGA-Bausteine zum Einsatz,

da sie die für die Implementierung benutzerdefinierter Hardwarefunktionen

und digitaler Signalverarbeitung benötigte Flexibilität

bieten. Dies stellt zwar einen wichtigen Fortschritt dar, doch

sind aufgrund des geschlossenen Aufbaus der FPGA-Bausteine mit

festgelegten Funktionen nur begrenzte Möglichkeiten für eine benutzerdefinierte

Anpassung vorhanden. Hier bieten offene, anwenderprogrammierbare

FPGAs einen bedeutenden Vorteil, da

sich mit ihnen RF-Messgeräte individuell anpassen lassen und

auch auf wechselnde Anwendungsanforderungen ausgerichtet

werden können.

Bei den Vektorsignal-Transceivern (VST) handelt es sich um eine

neue Klasse von Messgeräten, die einen Vektorsignalgenerator

(VSG) und -analysator (VSA) mit FPGA-Technologie für die Signalverarbeitung,

Steuerung und Regelung in Echtzeit in einem einzigen

Gerät im PXI-Formfaktor (drei beziehungsweise vier Steckplätze)

vereinen. Die VSTs von National Instruments (PXIe-

5644R/45R) verfügen über einen offenen, anwenderprogrammierbaren

FPGA, der die Implementierung benutzerdefinierter

Algorithmen in die Hardware des Messgeräts sowie einen direkten

Zugriff auf das RF-Frontend auf Pin-Ebene ermöglicht. Dieser Ansatz

bietet die Flexibilität einer SDR-Architektur und die Leistungsfähigkeit

von klassischen RF-Messgeräten, indem er einen

proprietären Hardwareaufbau mit fester Funktionalität durch einen

flexiblen, Software-designten Ansatz ersetzt (Bild 1).

36 elektronik industrie 04/2013

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Auf einen Blick

Design und Test von RF-Komponenten

Beim Design und Test von RF-Komponenten und -Baugruppen sind softwaredefi nierte Prüfsystemarchitekturen

und modulare, computergestützte Messsysteme auf Basis des PXI-Standards kaum noch wegzudenken,

da sie dem Anwender sowohl beim Prototyping im Laborbereich als auch im Produktionsumfeld ein Höchstmaß

an Flexibilität und Skalierbarkeit bieten. Für diese Anwendungsfälle lässt sich ein RF-Vektorsignalgenerator

und -analysator mit einem rekonfi gurierbaren FPGA-Backend zur Signalverarbeitung, Steuerung und

Regelung in Echtzeit in ein Gerät kombinieren. Dieses verlagert den Schwerpunkt noch stärker in Richtung

Software und schafft nicht nur eine hybride Datenverarbeitungsstruktur, sondern auch eine völlig neue

Messgeräteklasse mit SDR-Architektur – die „software-designten“ Vektorsignal-Transceiver.

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Die VSTs (PXIe-5644R/45R) decken einen Frequenzbereich

von 65 MHz bis 6 GHz ab und bieten

eine Echtzeitbandbreite von bis zu 80 MHz.

Zusätzlich ist eine Variante mit einer Basisband-

I/Q-Schnittstelle verfügbar (PXIe-5645R) mit

16-Bit-Auflösung, abgetastet mit 120 MS/s bei

80 MHz komplexer Bandbreite, konfigurierbar

als differenziell oder single-ended. Somit kann

zum Beispiel auch direkt die

Basisband-I/Q-Schnittstelle von Transceivern getestet

werden. Alle VSTs stellen des Weiteren HS-

Digital-I/O mit bis zu 250 Mbit/s an 24 Kanälen

zur Kommunikation mit Steuerung von DUTs

Messtechnik

604ei0413

zur Verfügung. Die neuen Messgeräte basieren

auf einem für High-Performance-DSP-Anwendungen

optimierten, offenen Xilinx Virtex-6

FPGA (LX195T), der die Anbindung sowie Steuerung

von Taktgeberschaltungen für das Basisband,

A/D-Wandler, D/A-Wandler, PXI/PXIe-

Trigger, S/DRAM und so weiter ermöglicht

(Bild 2).

Das große Potenzial dieser Architektur und der

Funktionsweise liegt in der deutlichen Reduzierung

von Test- und Setupzeiten. Da der Großteil

der Signalverarbeitung auf dem integrierten FP-

GA erfolgen kann und die Datenübertragung

ENTWICKLUNG

PRODUKTION

VERTRIEB

• AC-Quellen

• DC-Quellen

• DC-Quelle/Senke

mit Netzrückspeisung

• Elektronische Lasten

• Stromversorgungen

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Ob Serienprodukt oder Einzelstück:

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Ingenieurskunst verstehen, nämlich

auf solide Qualität und durchdachte

Innovationen!

Kontaktieren Sie uns, Sie werden

überrascht sein, was Ihnen unsere

Produktpalette alles bieten kann!

Bilder: National Instruments

Bild 1: Der softwaredesignte

Vektorsignal-

Transceiver (VST) im

Vergleich zum klassischen

messtechnischen

Ansatz.

Bild 2: Blockschaltbild

der FPGA-Basiskarte des

Vektorsignal-Transceivers

NI PXIe-5644R.

ET System electronic GmbH

Hauptstraße 119 - 121

D - 68804 Altlußheim

Telefon: 0 62 05 / 3 94 80

Fax: 0 62 05 / 3 75 60

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Messtechnik

Bild 3: Mit einem VST

lässt sich bei der

Leistungspegelregulierung

während des

Leistungsverstärkertests

deutlich schneller

der gewünschte

Ausgabewert erzielen.

über den PCI-Express-Bus realisiert wird, sind im direkten Vergleich

Messungen zehn- bis hundertmal schneller möglich, als

beim Einsatz von klassischen RF-Messgeräten. Der kleine Formfaktor

sowie der modulare Aufbau der PXI-Plattform ermöglichen

den Einsatz des Vektorsignal-Transceivers in den verschiedensten

Konfigurationen. So können zum Beispiel bis zu 5 VSTs in einem

einzigen PXI-Chassis (18 Slots) untergebracht werden, um parallele

Tests und/oder phasenkohärente, mehrkanalige Messungen

(MIMO 5 x 5) zu übernehmen (maximal 8-x-8-MIMO-Konfiguration),

wie es beispielsweis beim Test von aktuellen WLAN-Standards

wie IEEE 802.11ac erforderlich ist.

Softwarearchitektur eines Vektorsignal-Transceivers

Das Softwarepaket NI LabVIEW FPGA erweitert die Systemdesignsoftware

NI LabVIEW, so dass FPGA-Zieltechnologie auf rekonfigurierbarer

I/O-Hardware (RIO) wie dem NI-VST angesprochen

und personalisiert werden kann. LabVIEW bildet Parallelität

und Datenfluss in Prozessen eindeutig ab und ist besonders für die

FPGA-Programmierung geeignet, da es im herkömmlichen FP-

GA-Design erfahrenen wie auch unerfahrenen Anwendern die

Leistung rekonfigurierbarer Hardware durch ein einfach zu bedienendes

Werkzeug erschließt, ohne dass diese über Detailkenntnisse

in Hardwarebeschreibung (HDL) verfügen müssen. Als Systemdesignsoftware

kann LabVIEW die Verarbeitung über einen FPGA

derart abstrahieren, dass kein umfassendes Wissen über Rechenarchitekturen

und Datenmanipulation erforderlich ist. Dies ist bei

der Auswahl und Entwicklung moderner Kommunikationsprüfsysteme

von großer Bedeutung.

Die Software für den VST basiert neben dem leistungsstarken

Zusatzpaket LabVIEW FPGA auf der NI-RIO-Architektur und

bietet verschiedene Einstiegspunkte für die Anwendungsentwicklung,

darunter vorgefertigte Anwendungs-IP gemäß aktueller

Standards, grundlegende Referenzdesigns, eine Vielzahl an Beispielprogrammen

und komplette LabVIEW-Projekte. Alle diese

Einstiegspunkte stellen Standardfunktionen für Messungen sowie

vorgefertigte FPGA-Abbilder (Bitfiles, IP-Cores) zur Verfügung,

die eine schnelle Anwendungsentwicklung ermöglichen. Die sofort

einsetzbaren Funktionen und die Anwendungs-/Firmware-

Architektur tragen zur einfacheren Handhabung des Software-designten

VST bei, da sie den Anwender von der Programmierung

auf I/O-Ebene entbinden.

Schnelle Anwendungsentwicklung

Die Vektorsignal-Transceiver kombinieren eine hohe Messgeschwindigkeit

in einem kleinen Formfaktor eines Messsystems für

das Produktionsumfeld mit der Flexibilität und Leistungsstärke

von industrietauglichen Stand-alone-Messgeräten. Damit kann

der VST beispielsweise Standards wie IEEE 802.11a/c testen und

erreicht dort exzellente Werte (zum Beispiel RMS EVM < -45 dB @

5,8 GHz). Zudem teilen sich Übertragungs-, Empfangs-, Basisband-I/Q-

sowie digitale Ein- und Ausgangssignale einen gemeinsamen

anwenderprogrammierbaren FPGA, wodurch der VST lokal

über mehr Leistung verfügt.

Die Datenreduktion ist ein Musterbeispiel, bei der Dezimierung,

Kanalaufteilung, Mittelwertbildung und andere benutzerdefinierte

Algorithmen und rechenintensive Tasks auf dem FPGA abgebildet

und ausgeführt werden können. Dies verkürzt Prüfzeiten, indem

der notwendige Datendurchsatz und die Verarbeitungslast des

Host-PCs reduziert werden, und ermöglicht verbesserte Berechnungen,

wodurch Anwender noch mehr auf die Zuverlässigkeit

ihrer Messungen vertrauen können. Weitere Anwendungsbeispiele

für FPGA-gestützte digitale Signalverarbeitung sind zum Beispiel

anwenderspezifische Trigger, Frequenzbereichstrigger, Echtzeit-

FFT, Rauschkorrekturen, Inline-Filter, Erzeugung variabler Verzögerungszeiten

und Leistungspegelregulierung.

Software-designte Messgeräte wie der VST schlagen so die Brücke

zwischen Design und Test und gestatten es Prüfingenieuren,

Designaspekte noch vor der Fertigstellung zu berücksichtigen und

zu validieren.

Leistungspegelregulierung für RF-Verstärkertests

RF-Leistungsverstärker müssen selbst außerhalb des linearen Betriebsbereichs

über eine bestimmte Ausgabeleistung verfügen. Für

die korrekte Kalibrierung eines RF-Leistungsverstärkers wird eine

Rückkopplungsschleife für die Leistungsregulierung eingesetzt,

um den finalen Verstärkungsfaktor zu bestimmen. Bei der Leistungspegelregulierung

wird die Ausgabeleistung mit einem Analysator

erfasst und der Leistungspegel des Generators so reguliert,

bis die gewünschte Leistung erreicht ist, ein durchaus zeitintensiver

Prozess. Einfach ausgedrückt, wird eine proportionale Regelschleife

eingesetzt, so dass der Leistungspegel hin- und herpendelt,

bis der Ausgabeleistungspegel mit der angestrebten Leistung übereinstimmt.

Ein VST eignet sich insbesondere für die Leistungspegelregulierung,

da der Prozess direkt auf dem anwenderprogrammierbaren

FPGA implementiert werden kann, so dass der angestrebte

Ausgabewert viel schneller erreicht wird (Bild 3). (ah) n

Der Autor: Christoph Landmann ist Senior Regional Product

Manager CER, Automated Test bei National Instruments

Germany, München.

38 elektronik industrie 04/2013

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Messtechnik

Bild: Spectrum Systementwicklung

Digitizer verbessert

Jetzt 512 MByte Standardspeicher

Mit der

Software

SBench 6 sind

sowohl Oszilloskop-Betrieb

als auch

Transientenrekorder-Aufzeichnung

im

Streaming-

Modus

möglich.

Mit Beginn des Jahres 2013 wurde bei Spectrum Systementwicklung

eine deutliche Erweiterung des Lieferumfangs der Digitizerund

Generator-Produkte um einige vorher kostenpflichtige Optionen

vorgenommen. Dies gilt für den kompletten Produktbereich

der PCI Express und PCI Digitizer, insgesamt mehr als 200 Produkte

mit Abtastraten zwischen 100 kS/s und 1 GS/s und ein bis 16

synchronen Kanälen. Der erweiterte Lieferumfang bedient einen

extrem großen Applikationsbereich ohne die Notwendigkeit, weitere

Zusatzoptionen zu bestellen.

Die Digitizer ebenso wie die Waveform-Generatoren und die

Digital-I/O-Karten, werden nun mit 512 MByte Standardspeicher,

eine Verdoppelung des bisherigen Speicherausbaus sowie allen erweiterten

Triggermodi wie Multiple Recording, Gated Sampling,

Timestamps und ABA Modus (Doppelte Zeitbasis) ausgeliefert.

Wie auch schon zuvor sind alle Betriebssystemtreiber (Windows

und Linux, jeweils 32 Bit und 64 Bit) sowie alle API-Beispiele enthalten.

Dazugekommen sind frei verfügbare Treiber für LabVIEW

und Matlab. Der Hauptgrund für diese Änderung ist die Absicht

des deutschen Herstellers, die Produktauswahl für den Kunden

einfacher zu gestalten und eventuellen späteren Problemen entgegenzuwirken

falls eine benötigte Option nicht mit der Karte zusammen

bestellt wurde.

Die Verdoppelung des Standardspeichers ist ein Bonus, der auf

verbesserte Einkaufsbedingungen sowie auf die veränderte Verfügbarkeit

der Speicherbausteine am Markt zurückzuführen ist. Der

jetzt installierte Speicher von 512 MByte wird zwischen allen Kanälen

aufgeteilt und wird ebenso komplett als FIFO-Puffer im

Streaming-Modus verwendet. Für die M2i.4932-exp mit acht Kanälen

und 30 MS/s Abtastrate bei 16 Bit Auflösung ermöglicht der

Speicherausbau zum Beispiel die Aufzeichnung von mehr als einer

Sekunde an Daten. Selbst bei Nutzung der zur Zeit schnellsten

Karte aus dem Hause Spectrum, der M3i.2130-exp mit einem Kanal

und 1 GS/s Abtastrate können hiermit noch mehr als 500 ms an

Daten aufgezeichnet werden.

Zusammen mit der freien Basisversion der Messtechniksoftware

S Bench 6 können die Karten jetzt direkt genutzt werden, ohne

weitere Optionen bestellen zu müssen. Die verbleibenden Bestelloptionen

sind Adapterkabel, Speichererweiterungen, Synchronisationsoptionen

für mehrere Karten sowie zusätzliche digitale Eingänge.

Spectrums eigene Software S Bench 6 ist als Basis-Version

mit limitierter Nutzung der Professional Version zum Testen enthalten.

(jj)

n

infoDIREKT www.all-electronics.de573ei0413

Klimaparameter – Prozessleittechnik

mit Wetterstationen, Sensoren mit

Datenloggern und Anzeigeelementen

––

Wetterstationen–und–Sensoren–mit–einfacher–Installation–nach–dem–Plugand-Play-Prinzip,–Inbetriebnahme–in–typisch–5–10–Minuten

––

Wetterstationen–und–Sensorik–mit–Mikroprozessor–und–Datenlogger

––

Sensorik–zum–Messen–von–Temperatur,–Feuchte,–Luftdruck,–Windrichtung,–

Windgeschwindigkeit,–Globalstrahlung–und–Regenmenge,–UV-Strahlung,–

Helligkeit,–Blattfeuchte,–Bodentemperatur–…–

––

alle–Geräte–werden–mit–Kalibrierzertifikat–geliefert

––

analoge–und–digitale–Klein-–und–Großanzeigen–zum–Ablesen–über–10–m

––

ASCII-Schnittstelle,–RS232,–RS422,–USB,–GSM-Modul,–WLAN,–TCP/IP

–Software–für–grafische–Darstellung–mit–Statistik–bis–zur–Gebäudeleittechnik–

––

mobile–Einsatzmöglichkeit,–Transportkoffer–mit–Stativ–und–Zubehör

––

Einsatz:–Flughäfen,–Forschung,–Wetterdienste,–Militär,–Agrar,–Formel–1–…

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Ganzjahresbetrieb–mit–Heizung–(optional–wie–einige–andere–Positionen)

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Messtechnik

Moderne Funktionsgeneratoren

I/Q-Modulation und standardisierte Bussignale simulieren

Funktionsgeneratoren benötigt man bekanntlich zum Testen einer Fülle von elektronischen Produkten, die vom

simplen Verstärker bis zum anspruchsvollen Kommunikationssystem reichen. Die dazu erforderlichen Signale sind

oft einfache Sinus- oder Rechtecktypen, immer häufiger aber auch komplexe Typen wie zum Beispiel digital

modulierte Träger.

Autor: Dr. Hans-Jürgen Altheide

Längst reichen standardisierte Wellenformate bei Generatoren

nicht mehr aus, so dass nutzerdefinierte Signalformen,

wie sie die arbiträren Generatoren zu liefern vermögen,

zum Stand der Technik geworden sind. Auch die Ausgabe

binärer Signale für Logikanwendungen wird immer öfter von den

Geräten angeboten. So gehören mittlerweile moderne Funktionsgeneratoren

sicherlich mit zu den vielseitigsten und interessantesten

elektronischen Geräten auf der Workbench.

Noch um die Jahrtausendwende hatten diese Geräte typischerweise

einen Frequenzumfang bis etwa 20 MHz und boten eine

Handvoll Standardwellenformen und vielleicht noch Rauschen.

Die Modulationsmöglichkeiten beschränkten sich auf AM, FM,

PM und eventuell noch ein bis zwei digitale Modulationen (FSK,

PSK). Im Arbiträrmodus lag die Auflösung bei 10 bis 12 Bit, die

Abtastraten bei 20 bis 40 MS/s und die Speichertiefe für die Signalerzeugung

lag etwa zwischen 16 und 64 K Punkten.

Mittlerweile hat sich viel getan. Aufgrund der Leistungssteigerung

der ICs aber auch der Nachfrage nach bestimmten Testmöglichkeiten

sind die angebotenen Features der Geräte nahezu explodiert.

Längst ist die Frequenzmarke von 100 MHz oder gar 200

MHz überschritten, bis zu 20 Wellenformate (unter anderem so

spezielle Formen wie Haversine, Gauss, Cardiac, Lorentz, exponentielle

Kurven, Sinx/x, Zweiton und so weiter) sind implementiert,

manchmal fast ebenso viele Modulationsarten. Burst-, Pulsund

Sweep-Funktionen sind selbstverständlich, nicht selten auch

Frequenzhopping oder Signalzugsequenzen. Auch die Wobbelfähigkeit

blieb nicht auf Frequenz oder Amplitude beschränkt. Selbst

Dutycycle, Offset und Delay werden herangezogen.

Ganz besondere Möglichkeiten eröffnet heutzutage der Arbiträrmodus.

Die Auflösung liegt längst bei 14 oder gar 16 Bit, Abtastraten

erreichen 1 GS/s und mehr. Die Signalspeichertiefe überschreitet

1 Million Punkte. Mit einer leistungsstarken Software

Bild: Tabor Electronics

Bild 2:

Tabor-Generator Wonder

Wave 2572A.

40 elektronik industrie 04/2013


Bild: Rigol Technologies

Bild 1: Frontpanel des Rigol-Generators DG5352.

können Signale in der Regel nicht nur aus

Standardwellenformen oder per Freihandzeichnung

sondern auch mit mathematischen

Funktionen erstellt werden. Dabei

unterstützt oft eine Speichersegmentierung

Einrichtungen wie Schleifen-, Ketten- und

Sequenzbildung bei der Signalerzeugung.

Auch Puls- und Patterngeneratoren sind

häufig implementiert.

Mixed-Signal-Generation ist auf dem

Vormarsch

Fehlt noch etwas Doch, die Mixed-Signal-

Generation ist auf dem Vormarsch. Mit zusätzlichen

digitalen Ausgängen können

solche Generatoren nicht nur serielle und

parallele Bitmuster erzeugen sondern auch

standardisierte Bussignale simulieren, die

unter anderem in den Embedded-Anwendungen

ihren Einsatz finden. Und jetzt findet

man auch schon vereinzelt die I/Q-Modulationsarten

in Funktionsgeneratoren.

Diese beiden letztgenannten Ausstattungsmerkmale

sollen denn auch bei den folgenden

Betrachtungen moderner Geräte besonderes

Augenmerk erfahren.

Als Beispiele solcher umfassend ausgestatteten

und vielseitigen Generatoren seien

hier einmal zwei, vielleicht weniger bekannte

Produkte, nämlich die Wonder-

Wave-Serie des israelischen Herstellers Tabor

Electronics (Vertrieb: Stan Tronic

www.okw.com

NEU

Auf einen Blick

Signalqualität gut, Firm- und Softwareausstattung

vorbildlich

Die arbiträren Funktionsgeneratorserien DG 5000 (Rigol)

und Wonder Wave (Tabor Electronics) sind beide vielseitige

und üppig ausgestattete Geräteserien, deren

Schwerpunkt auf digitalen Modulationen und Signalen

liegt. Die Signalqualität ist gut, die Firm- und Softwareausstattung

vorbildlich. Damit spiegeln sie den Entwicklungstand

in diesem Gerätesegment deutlich wider.

Alle genannten Modelle einer Serie, die sich nur im Frequenzbereich

unterscheiden, werden als 1- oder 2-Kanalgerät

angeboten. Die Preise bewegen sich je nach

Frequenzbereich, Kanalzahl oder optionalen Ergänzungen

in der Regel etwa zwischen 5000 und 10.000 €. Das

sind Beträge, die diese Generatoren auch für kleinere

Entwicklungsabteilungen, den Service oder für die Ausbildung

an Fach- und Hochschulen interessant macht.

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Instrumenten, Sensoren, Zubehör etc.

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viel Platz für Schnittstellen bei schlankem

Erscheinungsbild

• Tischkonsole/Wandhalterung zur Ablage

sowie Daten- und Ladestromübertragung

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nach Ihren Wünschen.


Messtechnik

Bild: Rigol Technologies

Bild 3: Konstellationsdiagramme für IQ und PSK.

Bild: Dr. Hans-Jürgen Altheide

Bild: Rigol Technologies

Bild 4: Blockschema einer Quadraturmodulation.

Bild: Rigol Technologies

Bild 5:

Demodulierte Q-Komponente

einer 64 QAM.

Bild 7:

Leistungs-/Phasenspektrum

editierter Wellenformen.

Bild: Rigol Technologies

Bild 6: Frequenzhopping, Muster und Tabelle.

Instruments, Wedemark) und die DG5000er-Serie des chinesischen

Herstellers Rigol herausgegriffen; Rigol ist seit 2011 auch mit

eigener Firma in Puchheim bei München vertreten.

Diese DDS-Geräte sind seit einigen Jahren am Markt und bieten

sehr gute technische Daten. Bei Tabor zum Beispiel ein Frequenzbereich

(Sinus) bis 100 MHz und eine Samplerate bis 300 MS/s bei

beachtlichen 16 Bit Auflösung und einem Speicherumfang von 4

M Punkten. Frequenzhopping, Sequenzer und digitaler Patternausgang

inklusive. Rigol erreicht mit seinen Geräten sogar bis 350

MHz und eine Samplerate von 1 GS/s bei immerhin 14 Bit Auflösung

und einem Speicherumfang von 16 MByte. Frequenzhopping

und digitale Ausgänge sind optional. Die Serien beider Hersteller

haben neben zehn Standardwellenformaten und den üblichen analogen

Modulationsmöglichkeiten sogar zehn verschiedene IQ-Modulationsarten

implementiert. Sie werden als Ein- und Zweikanalgeräte

angeboten, wobei sich die zwei Kanäle in Phase oder Frequenz

synchronisieren lassen.

IQ-Modulationsmöglichkeiten

Ein besonderes Highlight der Serien ist sicherlich die I/Q-Modulationsmöglichkeit.

Ein solches Werkzeug kannte man bisher nur

von den modernen HF- und Mikrowellen-Signalgeneratoren.

Dank dieser Einrichtung ist der Anwender nun schon in der Klasse

der Funktionsgeneratoren in der Lage, zum Beispiel IQ-Modulatoren

zu überprüfen oder IQ-Signale im Basisband oder ZF-Bereich

zu erzeugen, um damit etwa zu Testzwecken andere Bandgeneratoren

zu ersetzen.

Zu den IQ-Vektorsignal-Modulationen zählen die höherwertige

Phasenumtastung (nPSK) und die Quadratur-Amplitudenmodulation

(QAM), letzteres eine Kombination aus Phasen- und Amplitudenumtastung.

Damit ist prinzipiell die Übertragung zweier

voneinander unabhängiger digitaler Signale möglich. Zwei zueinander

in der Phase um 90 Grad verschobene Sinussignale werden

als Träger jeweils mit einem der beiden digitalen Signale amplitudenmoduliert

(ASK). Die dabei entstehende I-Komponenten (Inphase)

und Q-Komponenten (Quadratur) werden abschließend

zusammengefasst und bilden das Ausgangssignal. Graphisch dargestellt

bildet dieses Ausgangssignal mit seinen wechselnden Amplituden

und Phasen ein Feld von Punkten in einem rechtwinkeligen

I/Q-Diagramm, dem Konstellationsdiagramm (Bild 3). Jeder

Punkt dieses Diagramms ist Endpunkt eines Ursprungsvektors,

unterschieden jeweils nach Betrag und Phasenwinkel (Vektormodulation).

Aus Störsicherheitsgründen sind Amplitude und Phase

so gewählt, dass sich eine gleichmäßige Verteilung der Punkte im

Diagramm ergibt. Ziel solcher Modulationen ist es, die Bandbreitenausnutzung

und damit die verfügbare Übertragungskapazität

optimal zu nutzen.

In der Praxis muss das ursprünglich aus einem digitalen Datenstrom

bestehende und zu übertragende Nutzsignal in zwei Ströme

aufgespalten und schließlich zu den im Konstellationsdiagramm in

Punktform symbolisierten Amplituden- und Phasenwerten codiert

werden. Das geschieht vor der Modulation in einem Mapper.

Er ordnet jedem Punkt in Form von Pulsen ein Bitmuster zu, das

den Quadranten und die Lage im jeweiligen Quadranten des Diagramms

bestimmt. Nach Vorgabe dieser Symbole werden nach

erfolgter Pulsaufbereitung (Filterung, DA-Wandlung) schließlich

die Sinusträger ASK-moduliert (Bild 4). Die Modulation wird heute

auch schon völlig digital bewerkstelligt, wobei unter anderem

die DSP-Technik zum Einsatz kommt.

Die Firmware insbesondere der DG5000-Serie bietet die Möglichkeit,

den kompletten Ablauf der IQ-Modulation nachzubilden.

Als vordefiniertes Nutzsignal können aus einem Generator (rückgekoppeltes

Schieberegister) vier verschiedene binäre periodische

Zufallsfolgen unterschiedlicher Länge (PN 9, 11, 15, 23) abgerufen

oder vom Nutzer ein periodischer 4-Bit-Code generiert werden.

Darüber hinaus können bis zu 2000 16-Bit-Codewörter frei erstellt

und zu einer binären, periodischen Folge von wählbarer Länge zusammengefasst

werden. Die Geschwindigkeit des Datenstroms ist

zwischen 1 bit/s und 1 Mbit/s wählbar. Anschließend kann im

Mappingschritt zwischen nPSK und nQAM gewählt werden. Das

jeweilige Konstellationsdiagramm wird angezeigt und die Symboldaten

lassen sich bei QAM in einer I/Q-Tabelle als fünfstellige

Amplituden-Spannungswerte zwischen -1 V und +1 V editieren.

256 QAM, zum Beispiel für Lichtwellenleiternutzung, wird nicht

unterstützt.

Bei gewählter PSK-Modulation ist die Vektoramplitude fest vorgegeben,

Amplituden-PSK (im Konstellationsdiagramm mehrere

konzentrische Kreise) ist nicht implementiert. Schließlich kann

42 elektronik industrie 04/2013

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Messtechnik

Bild 8:

Signalbearbeitung

mit

Filtern.

Bild 9:

Signalbearbeitung

mit Windowing.

Bild: Rigol Technologies

Bild: Rigol Technologies

der Generator das vorgewählte Sinussignal laut Konstellation modulieren

und ausgeben. Auch externe IQ-Modulationssignale lassen

sich beim Rigol-Gerät über gesonderte SMB-Buchsen in den

Generator einspeisen, wobei dann natürlich binäre Nutzsignale

oder das Mapping obsolet sind (Bild 5).

Frequenzhopping und digitale Patternausgänge

Eine wesentliche Ergänzung der digitalen Prüfmöglichkeiten moderner

Generatoren wird einerseits durch das sogenannte Frequenzhopping,

andererseits durch digitale Patternausgänge ermöglicht.

Die in der Kommunikationstechnik genutzte Spread-Spectrum-

Technik zur Störunterdrückung benutzt unter anderem das Frequenzhopping-Verfahren.

Während diese Möglichkeit beim Tabor-Generator

bereits implementiert ist, unterstützt Rigol mit einer

Firmware-Ergänzung das Hopping und liefert für Sinusschwingungen

(auch AM und ASK-moduliert) im Frequenzbereich

bis 250 MHz 4096 Stützpunkte in programmierbaren oder Zufallsmustern,

die mit einer Rate bis zu 12,5 Mhop/s abgearbeitet werden

können. Die graphische Darstellung dieses Verfahrens geschieht

übersichtlich in einer Art Schachmuster (Bild 6).

Die Möglichkeit, digitale Muster bereitzustellen, wird bei Tabor

durch einen 68-poligen Wide-SCSI-Anschluss an der Geräterückseite

gewährleistet, bei der Rigol-Serie durch ein externes Logiksignal-Hardware-Modul

geschaffen. Dieses besitzt 16 Datenkanäle

und zwei Clockkanäle, die sowohl digital als auch analog herausgeführt

sind. Hiermit wird der Funktionsgenerator faktisch zu

Mixed-Signal-Generator erweitert.

Je nach Anforderung können die Ausgänge für Tests und Analyse

logischer Schaltkreise frei konfiguriert werden, wobei Transferraten

bis zu 100 Mbit/s erreicht werden. Außerdem können vier

Kommunikationsprotokolle der Bussysteme RS-232, I 2 C, SPI und

PO (Parallel Port) wie auch vielfältige Codemuster generiert werden.

Selbstkonfigurierte Datenmuster können unter anderem in

den arbiträren Speicher übernommen werden und ergeben so einen

binären Patterngenerator. Die Ausgangsspannungen sind frei

wählbar, liefern aber auch die TTL- oder CMOS-Pegel. Eine ausführliche

Anleitung mit einer Reihe von Anwendungsbeispielen

vereinfacht die Arbeit mit dem Modul.

Software ist der Maßstab

Neben einer leistungsfähigen Hardware gilt insbesondere eine

durchdachte und vielseitige Software als Maßstab für die Wertigkeit

eines Gerätes. Hier konnte die Firma Rigol mit ihrer beachtlichen

Manpower schon immer punkten. Dem Gerät liegt das Kit

Ultra Station bei. Dabei handelt es sich um eine PC-basierte, über

USB oder LAN geführte, leistungsstarke Software zum Editieren

von arbiträren Wellenformen.

Sie liefert dem Nutzer Werkzeuge wie Bibliotheken von Standardwellenformaten,

mathematische Editierfunktionen sowie Signalgenerierung

durch Freihandzeichnung. Es können sogar Audio-Files

vom wav-Format geöffnet und editiert werden. Darüber

hinaus beeindrucken insbesondere Filteranwendungen (Bessel,

Butterworth, Chebyshev, Elliptical) und Windowing (Hamming,

extern und raised Cosine), aber auch Leistungs- und Phasenspektren

(19 Fenstertypen!), Glättungsalgorithmen sowie die Generierung

ganzer Wellenformen durch mathematische Formeln (Bild 7

bis 9).

Auch die Software Arb Connection von Tabor ist ein mächtiges

Werkzeug zum Designen jeglicher Wellenformen oder Bitmuster,

wobei ebenfalls ein mathematischer Formeleditor hilft, auch die

exotischsten Funktionen zu kreieren. Außerdem können mit Hilfe

von Fourier-Elementen analoge oder digitale Filter charakterisiert

werden. (jj)

n

Der Autor: Dr. rer. nat. Hans-Jürgen Altheide studierte in

Hannover Mathematik und Physik mit Schwerpunkt HF-Technik.

Nach langjähriger Lehrtätigkeit ist er nun freier Mitarbeiter an

der Universität Hannover.

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04/2013 43


Messtechnik

Zukunft des

softwaredefinierten Messens

EDA enger mit der Messtechnik verknüpft

Ingenieure stehen vor wachsenden Herausforderungen durch immer komplexere Modulationsverfahren,

eine ständig wachsende Vielfalt an Kommunikationsstandards, größere Bandbreiten, neue Frequenzbänder

und Anwendungen. Dass drahtlose Geräte oder Subsysteme heute oft die Grenze zwischen analoger Technik

(für HF und ZF) und digitaler Technik (für die Datenverarbeitung im Basisband) überschreiten, sorgt für

weitere Komplexität.

Autoren: Jean Dassonville, Phil Lorch, Roland Marquart

Übergeordnetes Ziel ist immer, dass Ingenieure ihre Ideen

so schnell wie möglich zuverlässig in validierte Produkte

umsetzen. Um dieses Ziel zu erreichen, brauchen sie

Messgeräte, die einerseits flexibel genug sind, damit sie

sich Einblick in neue und komplexe Fragen bei der Entwicklung

verschaffen können, die zudem immer die neuesten Kommunika­

tionsstandards unterstützen, aber auch konstant hohe Genauigkeit

und Reproduzierbarkeit bieten. Ver wen det ein Inge nieur Messgeräte,

die diesen Anfor de rungen genügen, so kann er sich auf die

Messergebnisse hundertprozentig verlassen und sich sicher sein,

dass diese eine solide Grundlage für Entscheidungen in der Entwicklung

und der Produktion sind – dass sie beispielsweise eine

Bild: Keo - Fotolia.com

44 elektronik industrie 04/2013

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Messtechnik

eindeutige Aussage erlauben, ob ein Produkt ausgeliefert werden

kann oder nicht.

Ausgelegt auf Flexibilität, Leistung und Messintegrität

HF-/Mikrowellenmessgeräte bestehen normalerweise aus Hardware,

Firmware und Anwendungs software (Bild 1). ASICs und rekonfigurierbare

FPGAs sorgen für hochqualitative Erzeugung und

Analyse von HF-Signalen, DSPs übernehmen die notwendige Verarbeitung

der Digitalsignale. Alle Elemente zusammen bestimmen

die Funktionen und die Leistungsfähigkeit des Messgeräts.

Jeder Baustein des in Bild 1 dargestellten Aufbaus trägt seinen

Teil zur Messgenauigkeit, zur Leistungs fähigkeit, zur Geschwindigkeit,

zur Flexibilität und letztlich zum Einblick bei, den es dem

Anwen der verschafft. Aus diesem Grund verwenden Systemarchitekten

und Messgeräteentwickler große Mühe darauf, die Zusammenarbeit

dieser Elemente möglichst optimal auszugestalten, und

lassen dabei ihre jahrzehnte lange Erfahrung einfließen. Auf diese

Weise können sie sowohl die Leistungsfähigkeit eines bestimmten

Messgeräts über einen breiten Anwendungsbereich optimieren

und dabei die Mess integrität sicherstellen (siehe Kasten: Was ist

Messintegrität) als auch die erforderliche Flexibilität für zukünftige

Anforderungen zu Grunde legen.

Die Verbindung von Hardware, umprogrammierbarer Logik,

DSPs und Firmware ermöglicht Messgeräte von bisher nicht gekannter

Leistungsfähigkeit und Erweiterungsmöglichkeiten. Die genaue

Modellierung der analogen, HF- und ZF-Wege des Messgeräts

erlaubt beispielsweise eine Kompensation von Signalqualitätsverlusten

mittels Signalprozessoren in Echtzeit und damit eine Verbesserung

der Messgenauigkeit und des Frequenzganges bei breitbandigen,

digital modulierten Kommunikations- oder Radarsignalen.

Dies erfolgt sichergestellt und unsichtbar für den Anwender, HFund

Messingenieur.

Gleichzeitig verfügen moderne HF-Messgeräte zum Beispiel

über Prozessor-Module und vor Ort nachrüst bare Optionen, die

sowohl die enge Verzahnung und Integration in Design- und Simulationsumgebungen

als auch die Abdeckung neuer Kommunikationsstandards

und Applikationen erlauben und fördern.

Auf einen Blick

Ein ganzheitlicher Ansatz

Entwicklungsingenieure erwarten auch in der Zukunft die gleiche

Messintegrität wie heute, aber zusätzlich die Unterstützung neuer

Kommunikationsstandards, größerer Modulations bandbreiten und

möglicherweise höherer Frequenzen. Ein ganzheitlicher Ansatz, der

Bausteine für Entwicklung und Messung umfasst, bietet die ideale

Antwort auf diese Anforderungen. Will ein Mess gerätehersteller aber

diese Vision Wirklichkeit werden lassen, muss er weiterhin integrierte

Mess lösungen entwickeln, bei denen der Anwender im Mittelpunkt

steht, und die Bausteine miteinander kombinieren: Messgeräte (in einer

Vielfalt an Bauformen), Firmware, Anwen dungssoftware und auch

EDA-Werkzeuge. Es ergibt sich ein zwei facher Vorteil: Die HF- und

Mikrowelleningenieure können noch effi zienter arbeiten, das verkürzt

letztlich die Zeit bis zur Marktreife.

infoDIREKT www.all-electronics.de

504ei0413

Flexibilität und Integrations möglich keiten

Manchmal würden Entwicklungs- und Messingenieure gern auf

die internen, rekonfigurierbaren Hard wareresourcen eines Messgeräts

oder auf die eingebaute Firmware zugreifen, um so das Gerät

an die eigenen Anforderungen anzupassen. Ihnen gefällt die

Flexibilität, mit der man ein vorhandenes Gerät umkonfigurieren

kann, und sie möch ten sie nutzen. Vielleicht möchten sie auch

selbstentwickelte, spezifische Messverfahren implementieren.

Aber sie wollen normalerweise mit der eigentlichen Umkonfiguration

nichts zu tun haben, nicht Zeit und Mühe einsetzen, um

sich einzuarbeiten und neue Messun gen von Grund auf aufzubauen

und zu validieren.

Ein Messgerätehersteller könnte diesem Wunsch nach mehr Flexibilität

auf zwei Wegen nachkommen. Der eine ist, dem Anwender

Zugriff auf die internen Ressourcen zu gewähren. Damit wanderte

die komplexe Aufgabe des Messgerätedesigns zum Anwender,

zum Messingenieur. Ohne eine Menge Validierung und viele

Messungen bekannter Standards würde diese Art „Messgerätezerlegung“

die Messgenauigkeit gefährden. Man hätte dann keine Reproduzierbarkeit,

keine garantierten Spezifi kationen und keinen

wohldefinierten messtechnischen Prozess mehr, um die Ergebnisse

abzusichern. Also müsste der Messingenieur zunächst eine Menge

Zeit in die Entwicklung des Messgeräts stecken und es dann zunächst

verifizieren, bevor er tatsächlich zu messen anfangen kann.

Bild 1: Schematischer Aufbau des Vektorsignalanalysators PXA von Agilent mit

Hervorhebung der wichtigsten Hardware- und Softwareelemente.

Bild 2: Es gilt, die Übergänge von Entwicklung, Validierung und

Produktionstest möglichst schnell zu bewältigen. Dies erreicht man mit

der Kombination von Messgeräten mit EDA-Lösungen.

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04 / 2013 45


Messtechnik

Bilder: Agilent Technologies

Bild 3: Modulationsmessungen können mit einer Kombination von HF-Signalanalysatoren

und Logikanalysatoren mit den Programmen System Vue und

der VSA-Software 89600 von Agilent durchgeführt werden.

Bild 4: System Vue bietet die Integration von Modellierung, Analyse und

Messung. Hier der Arbeitsablauf für Entwicklung und Zusammenschaltung

von FPGAs und HF eines Software Definded Radios.

Weiterhin könnte er gewonnenes Mess-Know-how nur schwierig

auf andere Messgeräte übertragen, denn seine Testanwendung wäre

ja sehr hardwarespezifisch, und andere Messgeräte sind von ihrer

Hardware her vermutlich anders aufgebaut. Das Problem ist

ähnlich wie bei der Software: Program miert man in einer Hochsprache

(etwa C oder C++), kann man seinen Code auf anderen

Plattformen leicht wiederverwenden. Assembler ist flexibler und

läuft schneller, ist dafür aber auch meist komplexer, und das fertige

Programm ist abhängig von der Hardware und der Systemarchitektur.

Der zweite Ansatz der Messgerätehersteller bietet zwar auch ein

großes Maß an Flexibilität, legt aber den Schwerpunkt auf die Sicherstellung

der Messintegrität sowie möglichst schnelles Verständnis

der Messung und der nahtlosen, plattformübergreifenden

Einbindung in ein integriertes Gesamtkonzept.

Anders als beim ersten Ansatz wird der Anwender nicht mit

zum Teil komplexen Details und der Verantwortung hinsichtlich

Sicherstellung der Messintegrität belastet, das ermöglicht ihm, sich

auf seine eigentliche Entwicklungsaufgabe sowie die Optimierung

des Arbeitsablaufes zu konzentrieren. Diesen Ansatz setzt man am

besten mit einer Palette von geeigneten Funktionsbausteinen um.

Agilent Technologies stellt zu diesem Zweck eine Entwicklungsumgebung

bereit, die sowohl Hardware- (beispielsweise Tischmessgeräte

oder Einschubmessgeräte) als auch Softwareelemente

zur Verfügung stellt. Zu den Softwareelementen gehören externe

Applikationen wie etwa die VSA-Software 89600 für die Signalanalyse

oder das Signal Studio für die Erzeugung von Signalen, aber

auch die Firmware von Messgeräten wie etwa die hochentwickelten

Messapplikationen der Messgerätefamilie X. Diese Hard- und

Infokasten

Was ist Messintegrität

So speziell eine HF- oder Mikrowellen-Testsituation auch sein mag,

oberstes Gebot ist und bleibt die Messintegrität. Was aber ist Messintegrität

Ganz einfach: Messintegrität bedeutet Reproduzier barkeit

von Messergebnissen, von Messung zu Messung, von einem Tag zum

anderen nach den Vorgaben der fachlich akzeptierten Standards der

Messtechnik. Dazu das geeignete Leistungsniveau (also Messgenauigkeit

und Messbereiche) und Einhaltung der Geschwindigkeitsvorgaben.

All das hilft Entwicklungs- und Messingenieuren, das Verhalten

ihrer Geräte besser zu verstehen und die richtigen Schlüsse daraus

zu ziehen.

Softwareelemente arbeiten nahtlos mit Werkzeugen zur Automatisierung

der Elektronikentwicklung (EDA Electronic Design Automation)

zusammen, etwa Advanced Design System (ADS), Golden

Gate und System Vue, weiterhin mit Software von Drittfirmen wie

etwa Visual Studio und Matlab. Auf diese Weise kann der Anwender

neue, anwendungsspezifische Messlösungen konstruieren.

Bild 2 zeigt, wie ein Ingenieur seine Idee schneller in ein marktfähiges

Produkt umsetzt, und zwar, indem er die EDA enger mit

der Messtechnik verknüpft.

Fortschritte der Messtechnik

Der Druck von Markt und Fortschritt wird nicht nachlassen. Ingenieure

und Entwickler werden weiterhin von ihren Messgeräten

verlangen, dass sie ihnen immer schneller einen immer tieferen

Einblick in ihre Produkte verschaffen. Das wird erreicht durch flexible

und skalierbare Lösungen für Entwicklung und Messung, die

– unabhängig von der Bauform der Messgeräte – die Bereiche HF,

analog und digital abdecken. Eine maßgebliche Triebkraft ist die

zunehmende Integration von HF-, Mikrowellen-, analogen und

schnellen digitalen Technologien in heute neu entwickelten Geräten.

Ein Beispiel für diese bereichs übergreifende Integration ist die

Messung der Modulationsqualität, zu der man oft digitalisierte IQ-

Daten benutzt, die ein Logik- oder Protokollanalysator erfasst hat

(Bild 3).

Lösungen aus Bausteinen für Entwicklung und Messungen sind

die richtige Antwort auf diese Heraus forderungen. Sie schlagen eine

Brücke zwischen der virtuellen und der realen Welt und schaffen

ein einheitliches Umfeld von der Entwicklung über die Simulation

und Prototypen bis hin zur Validierung. Zunächst sind möglicherweise

nur einige wenige Bausteine des gesamten Blockdiagramms

verfügbar (Bild 4).

In frühen Stadien eines neuen Projekts müssen mehr Elemente

simuliert werden, bis die geforderte Systemleistung gewähr leistet

werden kann. Ein Ingenieur mag vielleicht eigene Ideen prüfen

wollen, aber ohne Funk schnitt stelle (also HF-Sender und -Empfänger)

kann er sie nicht testen, bis ein ganzheitlicher Ansatz einschließlich

Simulation der fehlenden Teile verfügbar ist.

Nachdem dann Schritt für Schritt mehr Teile des Systemdesigns

in Form von Prototypen verfügbar werden, kann er mehr physische

Messungen durchführen und die Ergebnisse mit der Simulation

vergleichen. (jj)


Die Autoren: Jean Dassonville, Phil Lorch und Roland Marquart sind

Mitarbeiter von Agilent Technologies .

46 elektronik industrie 04 / 2013

www.elektronik-industrie.de


Modulare Messtechnik

auf höchstem Niveau

Die NI-PXI-Hardware ist zusammen mit der Systemdesignsoftware NI LabVIEW

noch leistungsfähiger und flexibler und bietet ein hervorragendes Preis-Leistungs-

Verhältnis. Durch die Kombination aus modularer Hardware und produktiver Software

können Ingenieure Kosten drastisch senken, Tests schneller ausführen, den Durchsatz

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© 2013 | National Instruments, NI, ni.com und LabVIEW sind Marken der National Instruments Corporation. Andere Produkt- und Firmennamen sind Warenzeichen der

jeweiligen Unternehmen. Die Alliance Partner von NI sind unabhängige Unternehmen und stehen in keinem Agentur-, Kooperations- oder Joint-Venture-Verhältnis zu NI.


Messtechnik

Volle Flexibilität erhalten

Standardisierung im Fertigungstest verbessern

Elektronikfertiger und ihre Systemintegratoren setzen bevorzugt auf Standardwerkzeuge. Beim funktionalen Test

wird in den allermeisten Fällen eine kommerzielle Testexekutive eingesetzt. Leider ist damit die Standardisierung

in vielen Fällen bereits beendet. Mit den richtigen technischen Maßnahmen lässt sich der Grad der Standardisierung

deutlich erhöhen, ohne die Flexibilität für zukünftige Anwendungen aufzugeben.


Autoren: Stefan Kopp und Roland Blaschke

Bild: Tonis Pan - Fotolia.com

48 elektronik industrie 04/2013


Messtechnik

Auf der Hardwareseite lassen sich

Testsysteme in vielen Fällen mit

relativ einfachen Mitteln vereinheitlichen,

beispielsweise mit einer

offenen, modularen Architektur. Deutlich

mühsamer wird es bei der Software,

denn hier kommen Unterschiede im Fertigungsumfeld

zum Tragen. Zwei wesentliche

Beispiele für diese Unterschiede sind:

■ Ablaufsteuerung: Diese erfolgt manchmal

manuell (über das User Interface),

manchmal komplett automatisiert (über

eine SPS, beziehungsweise ein automatisiertes

Handler-System), manchmal

aber auch semiautomatisch (zum Beispieel

automatischer Start beim Schließen

eines manuellen Testadapters).

■ User Interface: Hier gibt es meist spezifische

Anforderungen an die darzustellenden

Informationen. Aber auch die

Konfiguration des Systems ist immer

wieder unterschiedlich. Werden Fertigungsauftragsnummern

zum Beispiel

eingegeben, gescannt oder von einem

übergeordneten Produktionsplanungssystem

entnommen

Die Unterschiede in den Anforderungen

zwischen den einzelnen Testsystemen sind

so gravierend, dass oft der erwähnte

Schwarz-Weiß-Ansatz gewählt wird: Rund

um die Testexekutive wird für fast jedes

System eine individuelle Anpassungsschicht

erstellt. So kommt es bald zu einer

Ansammlung von Einzellösungen, die

zwar auf gemeinsamen Komponenten wie

der Testexekutive beruhen, aber doch Einzellösungen

bleiben.

Vor allem das Fertigungsmanagement

wünscht sich jedoch eine weitergehende

Standardisierung mit folgenden Vorteilen:

■ Reduzierte Kosten durch Wiederverwendung

bei der Umsetzung neuer Systeme,

bei der Schulung der Mitarbeiter

und im Bereich Wartung.

■ Ein einheitlicher Look and Feel in der

Fertigung, was nicht zuletzt auch bei

Audits oder Kundenbesuchen immer

gerne gesehen wird.

■ Eine übergeordnete, zentrale Verwaltung

von Stammdaten wie Produktdaten,

Benutzerdaten, Testparameter und

so weiter.

■ Einheitliche Testdatenspeicherung,

-weiterbearbeitung und -analyse.

Standardisierung ist also wichtig und sinnvoll,

aber wie lässt sie sich im Fertigungsumfeld

erreichen Der Schlüssel ist, wie auf

der Hardware-Seite, eine offene, modulare

Architektur, die Lösungswege und Konventionen

vorgibt, dabei aber gleichzeitig

die nötigen Anpassungen zulässt. Worauf

www.elektronik-industrie.de

Ein Rundtakttisch – vor allem das Fertigungsmanagement

wünscht sich eine weitgehende

Standardisierung.

kommt es also bei der Definition einer solchen

Architektur an

Maßnahme 1: Standardisierung in

der Ablaufsteuerung

LXInstruments bietet mit dem Testsystem

Operator Environment (TSCOE) eine einheitliche

Benutzerschnittstelle und Ablaufsteuerung

an, die den erwähnten Ansatz

von Offenheit und modularem Aufbau

konsequent verfolgt. TSCOE setzt dort an,

wo eine Testexekutive aufhört und ergänzt

diese. Damit lässt sich ein erheblich höherer

Grad an Standardisierung erreichen.

Ein zentrales Element von TSCOE ist dabei

eine State Machine, die den Ablauf kontrolliert

(Bild 1).

Der Ablauf (Zustandskontrolle) ist klar

definiert und standardisiert. Die orange gekennzeichneten

Zustände beziehungsweise

das Verhalten in diesen Zuständen werden

in Form von Plug-Ins umgesetzt, die sich

Auf einen Blick

Standardisierung ist wichtig und sinnvoll, in

der Praxis scheitert sie aber oft an den

Rahmenbedingungen. Wie soll aus dem

Stand für ein Projekt eine Lösung erstellt

werden, die den verschiedenen, zukünftigen

Anforderungen gerecht wird LXInstruments

bietet mit der LX-Software-Suite eine

Tool Chain an, die den Standardisierungsgrad

erhöht, gleichzeitig aber

ausreichend fl exibel ist, um sehr verschiedenartige

Lösungen auch in der Praxis effi -

zient umsetzen zu können. Neben der Steuerung

des Testsystems bietet die LX-Software-Suite

auch eine professionelle

Datenbank und ein Analysewerkzeug, mit

dessen Hilfe wichtige Einblicke in die Fertigung

ermöglicht werden. Damit können die

Daten auch für die Prozesskontrolle und

-verbesserung eingesetzt werden.

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Messtechnik

Bild 1: Die TSCOE

State Machine

kontrolliert den

Ablauf.

Bild 2: Zustandskontrolle für den eigentlichen Testablauf.

Bild 4: Histogrammanalyse: Perfekte Gauss-Verteilung.

Bilder: LXInstruments

Bild 5: Historgramm-Analyse: Auffälliges Histogramm.

Bild 3: Das TSCOE User Interface.

dynamisch austauschen lassen. Damit kann der Ablauf an die jeweiligen

Bedürfnisse der Anwendung angepasst werden, ohne den

Kern der Anwendung und die gewählten Paradigmen insgesamt zu

berühren. Einige Beispiele dazu:

■■

Im Zustand Configuration wird ermittelt, welches Produkt mit

welchem Prüfplan getestet werden soll. Hier sind häufig Anpassungen

nötig, denn diese Informationen werden teils manuell

eingegeben, teils von einem anderen System übergeben.

■■

Im Zustand Testing läuft die eigentliche Testschleife ab. Hier

wird für jedes Produkt eine Seriennummer eingelesen oder erzeugt.

Dann wird für diese Seriennummer die eigentliche Prüfung

gestartet. Der Prüfablauf obliegt der Steuerung durch die

Testexekutive.

Im Detail besteht der eigentliche Testablauf wieder aus einer einfachen

State Machine (Bild 2), die die Vor- und Nachbereitung des

Testablaufs regelt, wie zum Beispiel (De-)Kontaktierung, und die

Testresultate verarbeitet sowie speichert.

Bilder 1 und 2 zeigen deutlich, dass die Bereiche, in denen Anpassungen

möglich beziehungsweise nötig sind, reduziert werden

auf klar definierte Funktionen wie Konfiguration oder Behandlung

der Seriennummern. Gleichzeitig bleiben aber der grundsätzliche

Ablauf und das Verhalten in den blau markierten Zuständen unverändert.

Neue Anwendungen können mit dieser klaren Trennung

durch die reduzierte Komplexität effizient umgesetzt werden.

Mit diesem Modell lassen sich sehr unterschiedliche Anwendungen

realisieren:

■■

Verschiedene Automatisierungsgrade,

■■

Einzeltest oder Test im Nutzen,


■ paralleler, asynchroner Test – mehrere parallele Testabläufe

(Bild 2), die sich den Basisablauf (Bild 1) teilen.

Maßnahme 2: Standardisierung im Bereich User Interface

Die Benutzerschnittstelle ist ein weiterer Bereich, in dem es oft

schwerfällt, Standardisierung einerseits und sinnvolle Anpassungen

andererseits gleichwertig zu kombinieren. LXInstruments löst

diesen Konflikt durch eine klare Trennung von unveränderbaren

Bereichen, die zum Kern der Applikation gehören und solchen, in

denen eine Anpassung möglich ist (Bild 3).

Im Wesentlichen ist der orange markierte Bereich reserviert für

lösungsspezifische Anzeigen beziehungsweise Eingabefelder. Der

Inhalt dieses Bereichs wird definiert und verwaltet vom Plug-In

des Configuration-Zustands (siehe oben). Auch aus Sicht der Bedienerschnittstelle

lassen sich so verschiedene Automatisierungsgrade

und Testsituationen (Einfachtest, Paralleltest, Nutzentest)

umsetzen.

Wiederverwendbarkeit zum Preis erhöhter Komplexität

Natürlich birgt der Ansatz, sehr verschiedene Situationen bedienen

zu können, immer die Gefahr erhöhter Komplexität. Auch in

diesem Fall ist eine gewisse Grundkomplexität in der Architektur

nötig, um zum Beispiel den asynchronen, parallelen Test durchführen

zu können.

LXInstruments hat folgenden Weg gewählt, um die Komplexität

für den Integrator zu reduzieren. Eine umfangreiche Programmierschnittstelle

(API) steht zur Verfügung, um typische Plug-In-

Aufgaben zu erledigen. So lässt sich mit einfachen Aufrufen eine

Seriennummer erzeugen, eine Auswahlliste auf dem Bildschirm

platzieren oder die Testkonfiguration ändern. Für alle Zustände,

die angepasst werden können, werden lauffähige Beispiele im

Quellformat geliefert und können als Template direkt verändert

oder erweitert werden.

In Kombination von modularer Architektur und diesen Maßnahmen

lässt sich ein Großteil der Komplexität verringern, obwohl

Anpassungen effizient durchgeführt werden können.

Viele Fertiger archivieren ihre Testdaten lückenlos, haben aber

Mühe mit dem Zugriff darauf. Die Daten werden daher nur im

Notfall sinnvoll genutzt. Hier liegt ein weiterer, wesentlicher Vorteil

der Standardisierung. Bei einheitlicher Speicherung der Daten

50 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


können durch gezielte Analysen Aussagen

über Prozessfähigkeit oder Messmittelfähigkeit

getroffen und damit Probleme

proaktiv in der Entstehung erkannt werden,

bei Bedarf auch über Produkte oder

Testsysteme hinweg. LXInstruments bietet

dazu als Teil der Tool-Chain folgende

Werkzeuge an:

■■

Eine SQL-basierte Datenbank, welche

sowohl Fertigungsdaten als auch Testergebnisse

lückenlos speichert. Eine

professionelle Datenbank ist der Königsweg,

um die anfallenden Datenmengen

über einen längeren Zeitraum

hinweg zu verwalten.

■■

Eine Client-Applikation (Magpie), die

die gezielte Suche/Filterung der Daten

erlaubt. Mit den herausgefilterten Daten

können anschließend Reports oder

Analysen erstellt werden.

Ein Beispiel dazu: Magpie hilft mit seiner

statistischen Analyse Probleme in der

Fertigung zu erkennen. So lassen sich unter

anderem Testergebnisse als Histogramme

darstellen (Bild 4).

Ein stabiler Prozess wird typischerweise

Verteilungen zeigen, die in etwa einer

Gauss-Kurve entsprechen. Perfekte

Gauss-Kurven kommen in der Praxis selten

vor, gravierende Abweichungen sind

aber ein Grund, die Daten näher zu untersuchen

und nach der Quelle der ungewöhnlichen

Verteilung zu suchen.

Bild 5 zeigt ein solches Beispiel; hier

sind zwei Gauss-Verteilungen überlagert,

was bei einer plötzlichen Änderung im

System, beispielsweise einem Komponentenwechsel

im Prüfling oder einer Reparatur

am Testsystem selbst passieren

kann. Durch Anpassen der Suchkriterien

lässt sich dann im nächsten Schritt herausfinden,

welche Prüflinge von der Änderung

betroffen sind. Für solche, gezielte

Analysen stellt Magpie eine Vielzahl von

Suchkriterien zur Verfügung, die sich beliebig

kombinieren lassen, zum Beispiel:

■■

Zeitraumsuche,

■■

Suche nach Testsystem,

■■

Suche nach Produkt/Revision,

■■

Suche nach Bediener,

■■

Seriennummern- oder Auftragsnummernsuche.

Die von Magpie erzeugten Reports können

zwar die eigentliche Problemursache

nicht erkennen, helfen aber dabei, in den

riesigen Datenmengen verborgene Probleme

zu finden und zu qualifizieren. Sie

lenken mit wenig Aufwand die Aufmerksamkeit

auf die Bereiche, in denen sich

eine genauere Untersuchung lohnt. (ah)n

Die Autoren: Stefan Kopp ist seit 20 Jahren in

verschiedenen Positionen großer und kleiner

Anbieter im Testmarkt tätig. Roland Blaschke ist

Geschäftsführer der LXInstruments GmbH.

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Messtechnik

Neue Produkte

Verbesserung der Defekterkennung

Statistische Analyse-Tool zur Visualisierung von Software-Architekturen

Bild: Gramma Tech

Gramma Tech, Hersteller von Software-

Analysetools, stellt Verbesserungen der

Features vor, die das statistische Analyse-

Tool Code Sonar zur Visualisierung von

Software-Architekturen bietet. Dazu gehört

ein Baumdiagramm, das dem Anwender

mit hoher Informationsdichte einen

Überblick über die hierarchische Struktur

des vorliegenden Codes vermittelt. Die

Ansicht gibt die unterschiedliche Defektdichte

in den einzelnen Modulen durch

verschiedene Farben wider, so dass die Anwender

die problematischsten Abschnitte

des Codes leicht erkennen können.

Entsprechend der Modulstruktur ist der

Call Graph organisiert. Der Anwender kann

den Detaillierungsgrad der Ansicht nach

Belieben erhöhen, hat die Wahl unter verschiedenen

Layouts (Treemap, Circuit,

Cluster, Flow, Radial und so weiter) und hat

die Möglichkeit, das Diagramm mit bleibenden

Anmerkungen zu versehen. Zoomvorgänge

und Layoutänderungen

erfolgen flüssig und

verzögerungsfrei. Mit der

Code-Sonar-Visualisierung

können Anwender

bei den einzelnen Funktionen

beginnen und sich

Das statistische Analyse-Tool

Code Sonar mit neuen Features

zur Verbesserung der

Defekterkennung.

zum Patent angemeldeten Spiral-Shunt-

Designs ermöglicht der mehr-phasige Leistungsanalysator

stabile, genaue Strommessungen

(0,04 % Fehler für U und I) selbst

bei stark verzerrten Signalen (Crest-Faktor

bis 10). Der A/D-Wandler der Kanäle hat

14 Bit Auflösung und eine Bandbreite von

1 MHz. Spannungen können bis 1000 V eff

(2000 V Spitze

) gemessen werden. Er ergänzt

das bestehende Portfolio des oszilloskopbasierten

Leistungstests um eine vollständige

Lösung, welche die notwendige Leistungsfähigkeit

für Konformitätstests gevon

unten nach oben fortschreitend Einblicke

verschaffen, Knoten und Kanten mit

ergänzenden Informationen versehen und

die Visualisierung mit Informationen über

Defekte und Quellcode-Metriken ausstatten.

Darüber hinaus bietet die Code-Sonar-Visualisierung

weitere, dem Verständnis

des Programms und der Navigation

dienliche Features und unterstützt den

Austausch von Diagrammen unter den

verschiedenen Mitgliedern eines Teams.

Auch kann der Graph nach speziellen

Funktionen durchsucht werden und es ist

möglich, zwischen den entsprechenden

Stellen im Quellcode hin- und herzuwechseln.

Zudem ist die Architektur erweiterbar.

Dadurch können die Benutzer Graphen aus

anderen Quellen im XML-Format in das

Tool einspielen und über dieselbe Benutzeroberfläche

sichten. In standardmäßigen

Web Clients kann die Code-Sonar-Visualisierung

genutzt werden. (ah)

n

infoDIREKT

610ei0413

Präzise, mehrphasige Leistungsanalysatoren

Hohe Messgenauigkeit bei echten Signalen bis 30 A

Tektronix ist jetzt in den Markt für Leistungsanalysatoren

eingestiegen. Dazu wurde

eine Vereinbarung über einen Technologietransfer

mit Voltech geschlossen, die

ausschließlich Intellectual Property, Patente

und Produkt-Designs für Leistungsanalysatoren

umfasst, also keine Mitarbeiter.

Voltech wird sich aus dem Markt für Leistungsanalysatoren

zum 30. September

2013 zurückziehen.

Erstes Produkt ist der Leistungsanalysator

PA4000, der mit ein bis vier Kanälen

angeboten wird. Durch den Einsatz des

Bild: Tektronix

Nach dem Tektronix-

Einstieg in den

Leistungsanalysatormarkt

der erste

Leistungsanalysator

PA4000.

mäß den aktuellen und künftigen Standards

zur Verfügung stellt.

Der Leistungsanalysator nutzt zwei Spiral

Shunts pro Kanal – einen für die genaue

Messung kleiner Ströme bis 1 A und einen

für präzise Strommessungen bis 30 A.

Durch die Kombination dieses modernen

Shunt-Designs mit schnellen digitalen Signalverarbeitungsalgorithmen

kann das Gerät

das Leistungssignal selbst bei Transienten

und Störungen genau erfassen. Zu den

anwendungsspezifischen Messbetriebsarten

zählen beispielsweise Standby-Strom,

Motorantriebe und Vorschaltgeräte. LAN-,

USB- und RS-232-Schnittstelle und eine

Messmöglichkeit bis zur 100. Oberwellen

sind standardmäßig vorhanden, GPIB ist

als Option erhältlich. Außerdem ist die

Software PWR View zur Steuerung des

Analysators, zum Herunterladen der Messergebnisse

und für die Protokollierung auf

einem PC enthalten. (jj)

n

infoDIREKT

571ei0413

52 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Messtechnik

Neue Produkte

123 dB Störspannungsabstand

PCM Audiokarte mit vier analogen Eingängen

Bild: Rigol Technologies

Speziell für die Erfassung von Audiosignalen

bietet die Firma Goldammer die Kartenserie

G0V-1034-0 mit TI PCM4220 A/D-Wandlern

an. Die Karte bietet vier analoge Eingänge mit

BNC-Buchse, wobei die Eingänge 3 und 4 zwischen

analoger Ein- und Ausgabe umschaltbar

sind. Weiterhin stehen per Lemo-Buchse zwei

Spektrumanalysator auch als Netzwerkanalysator nutzbar

Kostengünstiger Spektrumanalysator für Pre-Compliance-Tests

Rigol Technologies hat für seinen kostengünstigen

Spektrumanalysator DSA815-TG Zusatzoptionen

vorgestellt. Das Gerät kann durch

einen 1,5-GHz-Tracking-Generator und eine

VSWR-Messbrücke (optional) auch als skalarer

Netzwerkanalysator genutzt werden. Interessant

ist vor allem die Möglichkeit, damit EMI-

Schall- und Schwingungsmesstechnik

USB-Messmodul mit 14,8 Bit ENOB und 96 dB Dynamik (SFDR)

Bild: Data Translation

Data Translation hat seine USB-Messmodulreihe

für die Schall- und Schwingungsmesstechnik

um eine Low-Cost-Version mit 16 Bit auflösenden

Delta-Sigma A/D-Wandler erweitert.

Das Modell DT9839 bietet mit 14,8 Bit ENOB

und einem Dynamikbereich von 96 dB (SFDR).

Zum Umfang gehören vier analoge Eingänge

Bild: Goldammer

zu den Analogeingängen synchrone optoentkoppelte

Zähler als Tachometereingänge zur

Verfügung, für jeden Analogeingang ist separat

eine Phantomspeisung zuschaltbar. Die Analogeingänge

arbeiten mit 24 Bit Auflösung und

simultanen Abtastraten von 8 kHz bis 192 kHz,

hervorzuheben ist dabei der mit 123 dB sehr

geringe Störspannungsabstand. Die (Periodendauer-)

Zählereingänge werden synchron dazu

mit einer Auflösung von 32 Bit erfasst, die Ausgänge

haben auch eine Auflösung von 24 Bit

und können mit den Ausgaberaten 48 kHz, 96

kHz und 192 kHz betrieben werden. Der Anschluss

zum Host-PC ist 480 MBit/s USB 2.0.

infoDIREKT

572ei0413

Pre-Compliance-Tests nach CISPR-Vorgaben

durchzuführen. Durch die digitale ZF-Technik

des Spektrumanalysators lassen sich die Abweichungen

der Amplitude über die Zeit und

Frequenz im Vergleich zur analogen Technologie

merklich reduzieren und es kann eine genauere

und sauberere Messung von 9 kHz bis

1,5 GHz erreicht werden. Mit Zusatzoptionen

wie EMI-Filter und Quasi-Peak-Detektor und

das Advanced-Measurement-Kit ist der Spektrumanalysator

für Pre-Compliance-Tests geeignet.

Der Spektrumanalysator entspricht allerdings

nicht in vollem Umfang den Anforderungen

nach CISPR 16-1-1.

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570ei0413

mit AC- oder DC-Kopplung und je einer 4 mA

Stromquelle für IEPE/ICP-Sensoren, ein Tachoeingang

sowie ein 24 Bit Analogausgang. Letzterer

ermöglicht die kontinuierliche Ausgabe

von weißem Rauschen, Sinus oder beliebigen

anderen Kennlinien. Das Modul wird mit der

Datenlogger-Software QuickDAQ2013 messbereit

geliefert. Die Analogeingänge mit einem

Eingangsspannungsbereich von ±2,5 V ermöglichen

eine Abtastrate bis 52,7 kHz pro

Kanal. Abtastrate und Triggermodus (beispielsweise

extern digital, analoger Pegel, Pre- und

Post-Trigger) können individuell programmiert

werden.

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www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04/2013 53

Berlin Ad 257 x 56.indd 2 21/03/2013 17:59


Stromversorgungen

Für vielfältige Einsätze

Hohe Leistungsdichte im platzsparenden Gehäuse

Sind sie für den Einsatz in kompakten Schaltkästen vorgesehen, müssen Stromversorgungen zuverlässig arbeiten,

jedoch meist nur eine geringe Funktionalität aufweisen. Neben der platzsparenden Bauform ist die hohe

Energieeffizienz eine weitere Anforderung, die oftmals von dezentralen Anwendungen an die Geräte gestellt wird.


Autorin: Anja Moldehn

Mit ihrer großen Leistungsdichte überzeugen die neuen

Stromversorgungen Uno Power überall dort, wo Lasten

bis 100 W zuverlässig mit 24 oder 12 VDC versorgt

werden müssen. Geringe Stand-by-Verluste sowie ein

hoher Wirkungsgrad resultieren zudem in maximaler Energieeffizienz

(Bild 1). Die Produktlinie, die zur diesjährigen Hannover

Messe mit fünf Modulen auf den Markt kommt, wird bis 2014

deutlich ausgebaut.

Eine schlechte Netzqualität oder Umschaltvorgänge der Energieversorgungs-Unternehmen

führen zu kurzzeitigen Unterbrechungen

der Wechselspannung. Als Folge fehlt eine komplette

Halbwelle oder es treten längere Unterbrechungen auf. Derartige

Fehler sind nicht akzeptabel, da sie nur schwer lokalisiert werden

können. Ungeregelte Geräte erweisen sich deshalb als untauglich,

denn die Schwankungen der Eingangsspannung übertragen sich

bei dieser Technik direkt auf die Ausgangsspannung. Die primär

getakteten Stromversorgungen Uno Power fangen die Einbrüche

hingegen ab, indem die im 600-V-Zwischenkreis zur Verfügung

stehende Energie in Kondensatoren gespeichert wird. Bis zu 135

Millisekunden unter Volllast überbrücken die Netzteile, so dass die

angeschlossenen Verbraucher durchgehend sowie ohne Spannungseinbruch

mit Strom beliefert werden.

Uno Power umfasst die UL-Zulassungen UL 508 und UL 60950

sowie einen Weitbereichseingang, was bei weltweiter Nutzung unerlässlich

ist. Mit Eingangsspannungen von 85 bis 264 V AC,

und damit

auch bei Spannungsschwankungen des Versorgungsnetzes,

54 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


GlobTek 2.13.13_elektronic industrie 2/26/2013 9:07 AM

Bilder: Phoenix Contact

Bild 1: Die schmalen Gehäuse sparen Platz auf

der Tragschiene.

arbeiten die Geräte äußerst zuverlässig.

Eine MTBF (Mean Time Between Failure)

von über 500.000 Stunden sorgt für

eine hohe Betriebssicherheit. Der weite

Temperaturbereich von -25 bis 70 °C ermöglicht

die Verwendung der Stromversorgungen

auch im Außenbereich.

Darüber hinaus zeichnen sich die Geräte

der Produktfamilie Uno Power durch

ihren energieeffizienten Betrieb aus. Aufgrund

der niedrigen Leerlaufverluste von

unter 0,3 W sowie eines über den gesamten

Arbeitsbereich optimierten Wirkungsgrads

spart ihr Einsatz im Vergleich

zu derzeit handelsüblichen Produkten

Auf einen Blick

Für unterschiedliche Anwendungen

Um den Anforderungen unterschiedlichster Anwendungen gerecht

werden zu können, hat Phoenix Contact bei den Stromversorgungen

mehrere Produktfamilien im Programm. Quint, Trio, Mini, Uno und

Step Power unterscheiden sich hinsichtlich Bauform, Leistung und

Funktion. Kommt es auf hohe Anlagenverfügbarkeit an, ist Quint Power

am besten geeignet. Trio Power kombiniert einen begrenzten

Funktionsumfang mit hoher Qualität und Zuverlässigkeit. Für Mess-,

Steuerungs- und Regelungstechnik sind die Stromversorgungen Mini

Power konzipiert. Sie lassen sich hier einfach mit Combicon-Steckverbindern

anschließen. Die Step Power-Produkte eignen sich für den

Einsatz in Installationsverteilern. Die neuen Stromversorgungen Uno

Power überzeugen mit ihrer großen Leistungsdichte überall dort, wo

Lasten bis 100 W zuverlässig mit 24 oder 12 V DC

versorgt werden

müssen.

infoDIREKT www.all-electronics.de

Bild 2: Uno Power Stromversorgung mit

viel Energie ein. Wichtig ist dies insbesondere

dann, wenn die Stromversorgung

24 Stunden am Versorgungsnetz

hängt, jedoch selten belastet wird. Der

Wirkungsgrad, der sich aus dem Quotienten

der Ausgangswirkleistung zur Eingangswirkleistung

ergibt, beläuft sich mit

bis zu 90 Prozent deutlich höher als bei

vergleichbaren Geräten. Daher setzen die

Netzteile weniger elektrische Energie in

unerwünschte Wärmeenergie um. Das

senkt nicht nur den Stromverbrauch,

sondern wirkt sich außerdem lebensverlängernd

auf die Bauteile aus. Die amerikanische

Umweltbehörde EPA (Environ-

600ei0413

Hintergrundbild: Gina Sanders - Fotolia.com

Need Power

Think

GlobTek

Smarte Batterie-Ladegeräte bieten

Drei-Phasen-Betrieb

Erhältlich in 4,

2V, 8,4V oder

12,6V-Versionen

bei 1A für Einoder

Mehrfach-

Batterie-Konfigurationen,

bietet

GlobTeks

GTM91128 Familie an Li-Ionen Batterie-

Ladegeräten drei Ladeoptionen: Konditionierung,

Konstantstrom sowie

Konstantspannung. Die Universal-Eingangs-Geräte

bieten eine Minimalstrom-

Ladung mit Abschaltautomatik und

Timer-Unterstützung sowie eine LED-

Lampe, die den Ladezustand anzeigt. Ein

weiteres Produktmerkmal

...weitere Informationen unter www.globtek.de

Medizintechnisch

zugelassene

Open-Frame

Netzgeräte liefern

bis zu 240W

Geeignet für

zahlreiche medizintechnische

sowie ITE- und PoE-Anwendungen,

liefert die GTM91110P240

Famile an Open-Frame AC/DC Schaltnetzteilen

von GlobTek bis zu 240W in

einem 3 x 5 Inch Footprint. Die Geräte

sind werkseitig mit Ausgängen von 12 bis

55V (in 0,1V Schritten) ausgestattet. Erhältlich

in Klasse I oder II Version, besitzen

die 1,75 Hochspannungsnetzteile

eine Effizienz von 85% bei Volllast und

zeichnen sich durch Produktmerkmale

wie Active PFC, eingebauter EMV-Filter,

...weitere Informationen unter www.globtek.de

Akku-Pakete liefern Ladezustands-Daten

Mit seiner wiederaufladbaren Stromversorgung

für mobile und Remote-Geräte,

eröffnet das BL3100C1865004S1PSQA

Li-Ionen Akku-Pack von GlobTek die

Möglichkeit, den

Ladezustand des

Gerätes jederzeit

abzulesen. Das

14,4V-Pack bietet

eine Kapazität von

3,1Ah sowie eingebaute

Überstrom-

Schutzschaltung. “Mittlerweile sollte jede

Batterie, die in heutigen Geräten eingesetzt

wird, Informationen über den

Ladezustand liefern, da die Laufzeit eines

...weitere Informationen unter www.globtek.de

www.globtek.de

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04 / 2013 55


Stromversorgungen

Bild 3: Alle Produktfamilien von Phoenix Contact,

klassifiziert nach Funktionalität (1) und Leistung (2).

mental Protection Agency) führte im Jahr 1992 den "Energy Star"

ein, um energieeffiziente Bürogeräte zu fördern. Verbraucher können

anhand dieser Produktkennzeichnung sehr schnell und einfach

erkennen, welche Komponente viel und welche hingegegen

wenig Energie einspart. Im Jahr 2003 wurde das Energiespar-Programm

ebenfalls von der Europäischen Union (EU) unterzeichnet.

Unter die freiwillige Kennzeichnung fallen auch externe Netzteile,

die entsprechend ihrer Energieeffizienz in die Klassen I bis V eingruppiert

werden. Als Bewertungskriterien ziehen die Prüfer unter

anderem die Leerlaufverluste heran. Dabei steht die Klasse V für

eine hohe Energieeffizienz, Klasse I hingegen steht für eine geringe

Energiereduzierung. Klasse V erreichen die Stromversorgungen

Uno Power, denn die Module mit bis zu 60 W Leistung erzeugen

lediglich 0,3 W im Leerlauf. Das Gerät mit 100 W Leistung liegt

mit 0,5 W Leerlauf in seiner Leistungsklasse ebenso auf einem der

besten Plätze.

Schmale Gehäuseabmessungen für kompakte Lösungen

Schmale Gehäuseabmessungen erlauben die Realisierung von

kompakten Lösungen. Demzufolge verringern die Stromversorgungen

Uno Power mit den drei Gehäusebreiten 22,5, 35 und 55

Millimeter bei einer Höhe von jeweils 90 Millimeter und bei einer

Tiefe von je 84 Millimeter den Platzbedarf im Schaltschrank. Netzteile

für 24 V DC

Ausgangsspannung sind in den Leistungsklassen

30, 60 W und zudem für 100 W erhältlich, während für 12-VDC-

Verbraucher 30 und 55 W zur Verfügung stehen. Die Bautiefe der

Module ist auf die Nutzung in gängigen 120-Millimeter-Schaltkästen

abgestimmt (Bild 2). Durch ihre hohe Leistungsdichte erweisen

sich die neuen Stromversorgungen Uno Power somit insbesondere

in kompakten Schaltkästen als eine optimale Lösung für Lasten

bis 100 W.

Um den spezifischen Anforderungen, die jede Anwendung an

eine Stromversorgung stellt, gerecht werden zu können, hat

Phoenix Contact ein umfangreiches Produktportfolio. Oftmals bestimmen

die technischen Details, ob sich ein Netzteil für die jeweilige

Applikation eignet. Deshalb unterscheiden sich die Produktfamilien

Quint, Trio, Mini, Uno und Step Power von Phoenix Contact

hinsichtlich ihrer Bauform, Leistung und Funktion (Bild 3).

Eine Tabelle (siehe oben) gibt dabei Aufschluss über das am besten

einsetzbare Gerät.

Kommt es auf hohe Anlagenverfügbarkeit an, ist Quint Power die

richtige Wahl. Durch die integrierte SFB-Technology (Selective Fuse

Breaking), dem bis zu sechsfachen Nennstrom für zwölf Millisekunden,

lösen auch handelsübliche Leitungsschutzschalter zuverlässig

und schnell im magnetischen Bereich ihrer Kennlinie aus. Auf diese

Weise werden Strompfade selektiv abgeschaltet, der Fehler ist eingegrenzt

und wichtige Anlagenteile bleiben in Betrieb. Die ständige

Überwachung von Ausgangsspannung und –strom erlaubt eine umfassende

Diagnose. Eine solch präventive Funktionsüberwachung

visualisiert kritische Betriebszustände und meldet sie an die überlagerte

Steuerung, bevor eine Störung auftritt.

Hohe Qualität und Zuverlässigkeit

Die Produktfamilie Trio Power kombiniert einen begrenzten

Funktionsumfang mit hoher Qualität und Zuverlässigkeit. Daher

werden die Geräte häufig im Serienmaschinenbau verwendet, wo

ihre Anforderungen bereits im Vorfeld weitgehend feststehen. Diese

beschränken sich zumeist auf die zuverlässige Versorgung mit

24 V Gleichspannung. Die im modularen Elektronikgehäuse untergebrachten

Stromversorgungen Mini Power sind für die Mess-,

Steuerungs- und Regelungstechnik konzipiert und lassen sich hier

einfach mit Combicon-Steckverbindern anschließen. Im Gegensatz

dazu liegt der Anwendungsbereich von Step Power in Installationsverteilern.

Aufgrund ihrer kompakten Bauform und der geringen

Leerlaufverluste werden die Geräte häufig in der Gebäudeautomation

genutzt. (ah)

n

Die Autorin: Anja Moldehn, Marketing Communication Power

Supplies bei Phoenix Contact Electronics in Bad Pyrmont.

56 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Stromversorgungen

Bild: SFC Energy

Einsatz in der Industrie

Brennstoffzellen als Duo-Variante

Die Efoy-Pro-

Brennstoffzellen

gibt es in den

beiden Leistungsklassen

mit 45 und

110 W maximaler

Ausgangsleistung.

Bei der Duo-Version der Efoy-Pro-Brennstoffzellen von SFC Energy

konnte die garantierte Lebensdauer um 50 Prozent auf 4500

Betriebsstunden gesteigert und die Betriebskosten um bis zu 40

Prozent reduziert werden. Sie sind in den zwei Leistungsklassen

Efoy Pro 800 mit 45 W und Efoy Pro 2400 mit 110 W maximaler

Ausgangsleistung erhältlich. Beide stehen als Duo-Variante mit

zwei Tankanschlüssen zur Verfügung. In dieser Ausführung ist es

möglich, zwei 28-Liter-Tankpatronen direkt an eine Brennstoffzelle

anzuschließen. So kann zum Beispiel eine Efoy Pro 800 Duo eine

Anwendung mit einem kontinuierlichen Leistungsbedarf von 25

W über 100 Tage lang autark, ohne Benutzereingriff mit Strom versorgen.

Die Brennstoffzellen sind leise, wetterunabhängig, wartungsfrei,

fernsteuerbar und umweltfreundlich. Damit eignen sie

sich gut als Stromerzeuger in vielen Netz-fernen Einsatzfeldern im

Öl- und Gasbereich, der Windindustrie, der Umwelt- und Messtechnik,

im Verkehrsmanagement, in der Telekommunikation.

Sie können verdeckt, an Bord von Fahrzeugen, im Schaltschrank

oder in einer wetterfesten Box, mobil und stationär verwendet

werden. Darüber hinaus eignen sie sich sehr gut als Hybrid-Energieversorgung

oder als Back-Up-Ergänzung zu Solaranlagen. Sobald

die Solaranlage nicht genügend Leistung bringt, schaltet sich

die Brennstoffzelle vollautomatisch zu und gleicht die Energielücke

aus. (ah)

n

Bild: EBZ-Dresden

SOFC-Brennstoffzellen

Verbessertes Messsystem

Das System Laminar Flow Meter von EBZ bestimmt die Durchflussmengen

von Gasen auch bei hohen Temperaturen.

Die Brennstoffzelle verarbeitet Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser

und erzeugt neben Wärme elektrische Energie. Bei der SOFC-

Brennstoffzelle kann zudem der Wasserstoff durch einen Reformierungsprozess

aus anderen Gasen, wie zum Beispiel Erdgas gewonnen

werden.

Besonders entscheidend für den Wirkungsgrad und die Lebensdauer

der Brennstoffzelle sind die Reinheit und das Volumenverhältnis

der verwendeten Gase. Die Forscher der EBZ-Dresden haben

im Rahmen des EU-Förderprojekts Assent das System Laminar

Flow Meter entwickelt, das die Durchflussmengen der verwendeten

Gase auch bei den im Reformierungsprozess entstehenden

sehr hohen Temperaturen von über 800 °C exakt bestimmen und

regeln kann.

Ein aus mehreren Lamellen bestehender Sensor misst die durchströmende

Gasmenge und sendet die Werte kontinuierlich an die

Steuerung. Auf diese Weise kann die Menge der an die Brennstoffzellen

strömenden Heißgase exakt geregelt werden und der Sensor

verhindert somit eine Über- beziehungsweise eine Untersorgung

mit Gasen. Dies führt zum einen zu einer höheren Effizienz der

SOFC-Brennstoffzelle und außerdem zu einer höheren Lebensdauer.

(ah)

n

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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, GPIB, Ethernet, RS232, USB

• Bedienersoftware

Programmierbare Elektronische DC-Lasten

Programmierbare Elektronische DC-Lasten mit Netzrückspeisung

• Leistungen 400W bis 10,5kW, Systeme bis 105kW

• Spannungen 0...80V bis 1500V DC

• Ströme 0...25A bis 600A, Systeme bis 5100A

• μ-Prozessor gesteuert, FPGA gesteuert (ELR)

• Betriebsmodi CC+CV+CP+CR

• Alle Werte im Display, intuitives Touchpanel-Menue

• Für automatische Prüfsysteme, Burn-In Einrichtungen

• Luft- oder wassergekühlt

• Für Photovoltaik (PV) Arrays bis 1500V

• Für Lithium (E-Vehicle), Ultracap, Brennstoffzellenentladung

• Dynamische Testfunktionen, Funktionsgenerator

• Kombinierte Quellen- und Lastschränke

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

• Schnittstellen: Analog, CAN, GPIB, Ethernet, RS232, USB

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DC

Rückspeiseprinzip

ELR

9000

AC

DC

Prüfling, z. B.

Labornetzgerät

Rückgewinnung

95% = 2,85kW

AC

AC

Verbrauch

z. B. 3kW

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Stromversorgungen

Bilder: Recom

Hochisolierte DC/DC-Wandler

IGBT-Schaltungen zuverlässiger machen

IGBTs werden in der Leistungselektronik gerne als schnelle Schalter eingesetzt, zum Beispiel bei der Steuerung

von Motoren. Zur Versorgung werden DC/DC-Wandler gebraucht, die den IGBT galvanisch vom Massepotenzial

der Steuerelektronik trennen. Die Qualität dieser Isolationsbarriere ist kritisch für die Lebenserwartung des

gesamten Systems.

Autor: Reinhard Zimmermann

Elektromotoren können wahlweise über die Spannung am

Motor oder über die Frequenz gesteuert werden. Moderne

Motorsteuerungen arbeiten in der Regel mit pulsbreitenmodulierten

Spannungen (PWM), die den Magnetfluss im

Motor mit hoher Frequenz umschalten. Dafür werden IGBTs (Insulated

Gate Bipolar Transistor) eingesetzt, die in der Lage sind,

hohe Spannungen und Ströme nahezu leistungslos zu schalten.

Solche Steuerungen bestehen im Wesentlichen aus fünf Hauptgruppen:

dem Motor-Controller, dem Gate-Treiber, der Leistungsstufe,

dem Motor und der Sensorik. Der Controller steuert Funktionen

wie Drehzahl, Drehmoment, Drehrichtung oder Position

über PWM-Signale. Der Gate-Treiber „beschleunigt“ die relativ

langsamen Schaltflanken der Steuerelektronik so weit, dass die

IGBTs der Leistungsstufe nahezu leistungslos schalten können.

Dabei fließen hohe Stromimpulse über den Motor. Mittels Sensoren

direkt am Motor erhält der Controller das nötige Feedback und

sorgt so für ein stabiles, in sich geschlossenes Regelsystem.

IGBTs sind eine Mischung aus MOSFET am Eingang und bipolarem

Transistor am Ausgang. Ihr Schaltverhalten wird durch die Ladung

der Gate-Kapazität bestimmt. Für schnelles Einschalten ist eine

Spannung von typischerweise +15 V erforderlich. Dabei fließt

kurzzeitig ein beachtlicher Strom. Beim schnellen Ausschalten hin-

58 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


gegen muss die Ladung der Gate-Kapazität

rasch abgebaut werden, was zu hohen Spannungsspitzen

führt. Um diese so klein wie

möglich zu halten, wird zum Ausschalten

anstelle von -15 V eine geringere negative

Spannung von meist nur -9 V verwendet

(Bild 1). Die geringe Verzögerung beim Abschalten

wird zugunsten der längeren Lebensdauer

gern in Kauf genommen. Deshalb

werden IGBT-Treiber üblicherweise

mit zwei unterschiedlichen Spannungen mit

entsprechender Leistung versorgt.

DC/DC-Wandler sind im Dauerstress

In der Leistungselektronik ist es eine gewisse

Herausforderung, Leistung und Regelung

unter einen Hut zu bekommen.

Während die Leistungsseite meist auf hohen

Potenzialen floatet und mit Schaltspitzen

und elektromagnetischen Feldern

kämpft, arbeitet die Regelungsseite mit niederer

Spannung und direktem Bezug zur

Masse. Beide Seiten müssen galvanisch

voneinander getrennt werden.

Dies wird am Beispiel einer Motor-Steuerung

leicht verständlich. Die Steuerelektronik

(Bild 2, hellblauer Bereich) arbeitet

Auf einen Blick

Platzsparend und budgetschonend

IGBTs werden asymmetrisch mit positiver

und negativer Spannung versorgt. Recom

hat dazu jetzt eine Wandler-Generation mit

dualen Ausgängen auf den Markt gebracht.

Die vier Produktfamilien liefern die für

IGBT-Applikationen typischen Spannungen

von +15 V und -9 V und lassen sich damit

überall dort platzsparend und budgetschonend

einsetzen, wo auf die höhere Leistung

zweier einzelner Module verzichtet werden

kann.

infoDIREKT

508ei0413

mit 5 V gegen Masse, während der Treiber

mit dem Gate des IGBT auf wechselnden

Potenzialen floatet (Bild 2, roter Bereich).

Das Steuersignal wird dem Treiber stromlos

über Optokoppler getrennt zugeführt.

Der IGBT hingegen benötigt zur Ladung

seiner Gate-Kapazität kurzzeitig einen

nennenswerten Strom, der vom Gate-Trei-

SPÜRNASE.

Wir suchen die Nähe zu unseren

Kunden. Persönlich. Aktiv. Vor Ort.

LABORSTROM-

VERSORGUNGEN

Bild 1: Schaltverhalten eines IGBT. Der linke Graph zeigt die Stromspitze (I C

) beim Einschalten.

Im rechten Graph wird ersichtlich, wie sich die Spannungsspitze beim Entladen des Gates (V CE

)

durch eine geringere Schaltspannung reduzieren lässt.

Delta Elektronika

SM3300-Serie

HOCHLEISTUNGS-

STROMVERSORGUNGEN

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Bild 2: Schematische

Darstellung der Ansteuerung

eines Dreiphasenmotors mittels

Dreifach-Halbbrücke. In der

vergrößert dargestellten

IGBT-Ansteuerstufe (IAS) ist

deutlich die Trennung zwischen

Regel- (blau) und Leistungskreis

(rot) zu erkennen.

Regatron

TopCon Quadro-Serie

Schulz-Electronic GmbH

Fon 07223.9636.30

Fax 07223.9636.90

vertrieb@schulz-electronic.de

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Stromversorgungen

ber bereitgestellt wird. Dieser muss über gut isolierte DC/DC-

Wandler versorgt werden, damit die galvanische Trennung sichergestellt

ist. Wie eingangs erwähnt, sind mit +15 V und -9 V zwei

Spannungen erforderlich, so dass pro Treiber entweder zwei getrennte

DC/DC-Wandler oder ein Wandler mit asymmetrischem

Dual-Ausgang erforderlich sind.

Die Anforderung an die Isolationsspannung der Wandler erscheint

auf den ersten Blick nicht sonderlich anspruchsvoll. Da die

Spannung in der Spitze 650 V meist nicht überschreitet, erscheint

für den Wandler nach allgemein gültiger Formel eine Isolationsspannung

von 2 kV DC

für 1 s völlig ausreichend. Aber das Thema

ist wesentlich komplexer.

Denn die Isolation eines DC/DC-Wandlers und damit vornehmlich

die Luft- und Kriechstrecken rund um den Trafo sind für

50 Hz spezifiziert. Bei höheren und außerdem noch wechselnden

Frequenzen, wie sie in Motorsteuerungen vorkommen, verhalten

sich elektromagnetische Komponenten und Materialien anders.

Hinzu kommt, dass die steilen Schaltflanken von rund 1000 V/µs

in Verbindung mit parasitären Schaltungskapazitäten sehr hohe

Störspitzen generieren können.

Diese Spitzen sind messtechnisch nicht zuverlässig zu erfassen.

Wird nämlich ein Oszilloskop angeschlossen, kann die Amplitude

durch die Kapazität des Tastkopfes bereits entscheidend gedämpft

werden. Auch rechnerisch ist dem Verhalten elektromagnetischer

Komponenten kaum beizukommen, zumal es keine Zauberformel

für ihr Verhalten bei wechselnden Frequenzen gibt.

Deshalb ist ein Sicherheitspuffer sinnvoll, der in etwa beim doppelten

der erwarteten Spitzenwerte liegt. Denn grenzwertige Belastung

durch Spannungsspitzen beschleunigt die Alterung der Komponenten

und führt langfristig zum Defekt. Ein DC/DC-Wandler

verhält sich ähnlich einem Damm, der mit der Dauer des Hochwassers

mürbe wird und irgendwann bricht. Deshalb darf davon

ausgegangen werden, dass die Zuverlässigkeit einer IGBT-Schaltung

umso höher ist, je besser die DC/DC-Wandler isoliert sind.

Bild 3: Die neue Wandlergeneration von Recom hat duale, asymmetrische

Ausgänge mit den für IGBT-Applikationen typischen +15 und -9 V.

Isolation ist nicht gleich Isolation

Bei der Spezifikation der zulässigen Isolationsspannung haben sich

in der Praxis unterschiedliche Definitionen eingebürgert. Teilweise

sind die Werte für DC spezifiziert, teilweise für AC. Auch bei der

Belastungsdauer gibt es Unterschiede – mal ist die Spannung pro

Sekunde, mal pro Minute oder für Dauerbetrieb spezifiziert.

Grundsätzlich gilt: Je kürzer die Belastung desto höher liegt der

Grenzwert. Um Anwendern einen schnellen Überblick zu verschaffen,

stellt Recom mit dem ISO-Calc ein kostenloses Tool zur

Verfügung. Auf der CD-großen Scheibe lassen sich zur jeweiligen

Spezifikation die relevanten Vergleichswerte ablesen. Der ISO-

Calc kann kostenlos über info@recom-electronic.com angefordert

oder auf der Website www.recom-electronic.com online genutzt

werden.

Die Angabe der Prüfspannung sagt jedoch noch nicht alles über

die Qualität der Isolation. So lassen sich mit rein funktional isolierten

Wandlern, bei denen Primär- und Sekundärwicklung direkt

übereinander gewickelt sind, durchaus Prüfspannungen von 2000

V AC

/1 Minute (4000 V DC

/1 s) realisieren. Dies ist für Motorsteuerungen

in aller Regel ausreichend. Allerdings sollte auch bedacht

werden, dass Spannungsspitzen, wechselnde Temperaturen und

mechanische Belastung dem Lack auf lange Sicht so zusetzen können,

so dass die spezifizierte Spannungsfestigkeit irgendwann

nicht mehr gegeben ist.

Für den Bereich der Medizinelektronik definiert UL (Underwriters

Laborities) Isolationsklassen mit höheren Luft- und Kriechstrecken.

Für den Einsatz am Patienten ist eine doppelte Isolationsbarriere

(zum Beispiel mittels reinforced Isolation) vorgeschrieben,

die auch dann noch vollen Schutz gewährleistet, wenn es innerhalb

des Gerätes zu einem Defekt kommen sollte. Die

Leistungselektronik kennt solche Vorgaben nicht. Aus Erfahrung

kann jedoch gesagt werden, dass die Lebensdauer eines DC/DC-

Wandlers in IGBT-Schaltungen umso größer ist, je höher Prüfspannung

und Isolationsklasse gewählt werden.

Breite Produktpalette für IGBT-Applikationen

Da IGBTs, wie zuvor beschrieben, asymmetrisch mit positiver und

negativer Spannung versorgt werden müssen – meist sind es +15 V

und -9 V – waren bislang je Treiber zwei DC/DC-Wandler nötig.

Erfolgreiche Beispiele dafür sind Recom‘s Wandler-Paare RKxx09S/RK-xx15S

mit einer Prüfspannung von 2000 V AC

/1 Minute

(4000 V DC

/1 s) oder RP-xx09S/RP-xx15S mit 2600 V AC

/1 Minute

(5200 V DC

/1 s). Noch besser isoliert sind die Kombinationen

RxxP09S/RxxP15S (1 W) und RxxP209S/RxxP215S (2 W) mit

Prüfspannungen von 3200 V AC

/1 Minute (6400 V DC

/1 s). Alle Versionen

sind im platzsparenden SIP7-Gehäuse untergebracht und

arbeiten bei natürlicher Kühlung bis zu Umgebungstemperaturen

von +85 °C ohne Derating.

Recom hat jetzt eine neue Wandler-Generation mit dualen Ausgängen

vorgestellt (Bild 3). Die vier Produktfamilien sind mit denselben

Isolationsspannungen verfügbar wie die zuvor beschriebenen

Wandler-Paare, liefern aber die für IGBT-Applikationen typischen

Spannungen von +15 V und -9 V. Sie lassen sich damit überall

dort platzsparend und budgetschonend einsetzen, wo auf die

höhere Leistung zweier einzelner Module verzichtet werden kann.

Alle Varianten sind wahlweise mit 5 V, 12 V und 24 V am Eingang

verfügbar. Sie sind gemäß EN-60950-1 und EN60601-1 zertifiziert

und entsprechend RoHS 6/6 100 % bleifrei. Die Garantiezeit beträgt,

wie bei Recom-Wandlern üblich, 3 Jahre. (jj)

n

Der Autor: Reinhard Zimmermann ist Produktmarketing-Manager

der Recom Electronic GmbH, Neu-Isenburg.

60 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Stromversorgungen

Schaltnetzteile in sehr

kompakter Bauform

Für die Leiterplattenmontage

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AkkutEchnologiEn

25.–27. Juni 2013

StAdthAllE ASchAffEnburg

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Bild: Bicker Elektronik

Die kompakten 5- bis 60-Watt-Netzmodule für die Printmontage.

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Leistungsklassen 5, 10, 20, 40 und 60 Watt vollständig vergossene

und gekapselte Schaltnetzteile für die Leiterplattenmontage. Die

äußerst kompakten Netzmodule mit Single-Ausgangsspannungen

von +5, +12, +15 und +24 V DC

sind für den weltweiten Einsatz mit

einem Universal-Weitbereichseingang (85...264 V AC

, 120...370 V DC

)

ausgestattet. Kostengünstige und platzsparende Stromversorgungslösungen

lassen sich mit diesen Netzmodulen für eine Vielzahl

von Applikationen realisieren. Auch unter anspruchsvollen

Umgebungsbedingungen ist, laut Hersteller, ein sicherer und zuverlässiger

24/7-Dauerbetrieb gewährleistet.

Die konvektionsgekühlten Netzmodule arbeiten im erweiterten

Umgebungstemperaturbereich von -30 bis +70 °C. Hierbei erreichen

sie einen Wirkungsgrad von bis zu 86 Prozent. Die präzise

geregelte Ausgangsspannung mit einer Grundgenauigkeit von ±2

% kann bei den Modellen BEN-20/40/60 über einen externen

Trimwiderstand im Bereich von ±10 % des nominalen Wertes feinjustiert

werden. 3000 V AC

(BEN-05/10/20/40) beziehungsweise

4000 V AC

(BEN-60) beträgt die Isolationsspannung zwischen Eingang

und Ausgang. Alle Netzmodule erfüllen hinsichtlich leitungsgebundener

und abgestrahlter elektromagnetischer Störungen die

Norm EN55022 Klasse B.

Die rüttel- und stoßfesten Module entsprechen dem Sicherheitsstandard

EN/UL 60950-1 und sind in Schutzklasse I (BEN-

05/10/20/60) beziehungsweise Schutzklasse II (BEN-40) ausgeführt.

Für zusätzliche Betriebssicherheit sorgen die standardmäßig

integrierten Schutzfunktionen. Hierzu zählen ein Kurzschlussund

Überstromschutz mit Abschaltung und automatischem Wiederanlauf,

sowie ein Überspannungsschutz am Ausgang. Bis zu

300.000 Stunden beträgt die MTFB nach MIL-HDBK-217F bei

+25 °C. (ah) n

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Stromversorgungen

Mythen und Legenden aus dem

Reich der Wärmeleitmaterialien

Thermische Auslegung von Leistungselektronik

Die thermische Auslegung von Leistungselektronik ist die Grundlage dafür, dass später die Applikation

ihre prognostizierte Lebensdauer erreicht und damit einer der Schlüsselfaktoren im Designprozess.

Kern eines leistungselektronischen Systems ist der Wärmetransport, darin enthalten das

Thermische Interface Material (TIM).

Autor: Dr.-Ing. Martin Schulz,

Bild: silvano audisio - Fotolia.com

62 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Falscher Umgang mit diesem Material

oder Ungenauigkeiten bei der

Auslegung können zu verheerenden

Folgen beim Betrieb der Anlagen

führen. Immer wenn die Neuentwicklung

oder die Optimierung bestehender

Systeme ansteht, stellt sich dem Entwickler

die Frage, welcher Leistungshalbleiter auf

welchem Kühlkörper zum Einsatz kommt.

Das thermische Interface, das den Halbleiter

an den Kühlkörper anbindet, wird oft

nicht mit in Betracht gezogen. Häufig ist

ein Material im Einsatz, von dem der Entwickler

als gegeben ausgeht. Nach dem

Motto: was seit Jahren gut ist, kann eben

heute auch nicht schlecht sein.

Dies ist bereits die erste Fehleinschätzung,

denn genau wie Leistungshalbleiter

haben sich auch die Wärmeleitmaterialien

in den letzten Jahren weiterentwickelt. Begibt

sich der Entwickler auf die Suche nach

einem Ersatz, steht er vor einer unüberschaubaren

Menge an potenziellen Kandidaten

und der Frage, wie diese zu bewerten

und gegeneinander abzuwägen sind.

Bild 1: Thermisches Ersatzschaltbild unter

Verwendung von Datenblattangaben. Im gelb

unterlegten Bereich fließt das verwendete

thermische Interface-Material mit ein.

Auf einen Blick

Der Umgang mit Wärmeleitmaterialien

Bei der Neuentwicklung oder Optimierung

bestehender Systeme wird oft das thermische

Interface, das den Halbleiter an den

Kühlkörper anbindet, nicht in Betracht gezogen.

Im Umgang mit Wärmeleitmaterialien

wird häufi g mehr geglaubt als gemessen.

Dem Entwickler kann daher nur empfohlen

werden, den einzigen

entscheidenden Parameter, die Chiptemperatur,

genau zu beobachten.

infoDIREKT

Stromversorgungen

Mythos Datenblattwert

Nach Recherche und dem Zusammentragen

von Daten bezüglich möglicher Alternativen

macht der Entwickler den gewohnten

Schritt: Er greift zum Datenblatt eines

Herstellers, vergleicht verschiedene Materialien

anhand ihrer thermischen Leitfähigkeit

und berechnet in einer Simulation

die resultierende Chiptemperatur.

Ein typisches Szenario umfasst dabei

Folgendes:

■ Die höchste zu erwartende Umgebungstemperatur.

■ Den bekannten thermischen Widerstand

R thJC

von der Hitzequelle, dem

Chip, bis zur Modulbodenplatte.

■ Den aus Messungen bekannten thermischen

Widerstand des Kühlkörpers

R thHA

.

■ Den Widerstand einer homogenen

Schicht aus Wärmeleitpaste mit einem

thermischen Widerstand nach Datenblatt.

■ Wahlweise können Datenblattwerte des

Halbleiterherstellers wie Angaben für

den Übergang von Bodenplatte zu

Kühlkörper R thch

einfließen, die im Datenblatt

als typischer Wert unter der

Annahme eines üblichen Wärmeleitmediums

gegeben sind.

Mit Hilfe dieses vereinfachten thermischen

Modells, dargestellt in Bild 1, ergibt sich

bei genauer Kenntnis der Verlustleistung

im Chip die Chiptemperatur aus reiner

Mathematik.

Wie wenig zuverlässig ein solches Modell

ist, zeigt sich, wenn Vergleiche zwischen

den rechnerischen Werten aus dem

Modell echten Messwerten gegenüberstehen.

In einem Versuchsaufbau, der dem

Test verschiedener Alternativen galt, wurden

Leistungshalbleiter mit Wärmeleitmaterialien

in einem Schablonendruckprozess

beschichtet und auf Kühlkörper montiert.

Der Aufbau bestand aus sechs gleichen

Einheiten und lieferte über eine Versuchsdauer

von acht Monaten Ergebnisse bezüglich

der Chiptemperatur.

Die Erwartung ist, dass ein Wärmeleitmaterial

mit höherer Leitfähigkeit zu einem

geringeren Temperaturhub am Chip

und damit zu höherer Lebensdauer führt.

Aus dem acht Monate laufenden Versuch

gehen täglich ermittelte Maximaltemperaturen

innerhalb der Halbleiter hervor. Als

Endergebnis ist für jedes Material die aus

den Maximalwerten gemittelte Größe festgehalten.

Bild 2 zeigt die Ergebnisse des

Belastungstest in dem jeder Halbleiter über

100.000 Lastzyklen ausgesetzt war.

601ei0413

Passt perfekt!

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Die perfekte Passform für Ihr Design: ein

kosteneffi zienter Stromwandler, der

Shunts in vielerlei Hinsicht überlegen ist.

Das kompakte Gehäuse des HLSR

benötigt nur 387 mm² Platz und damit

weniger Leiterplattenfl äche als viele

Shunt-Lösungen. Große Luft- und

Kriechstrecken garantieren elektrische

Sicherheit, und die hohe

Leistungsfähigkeit ermöglicht genaue

Messungen im weiten Temperaturbereich

von -40 bis +105 °C. Der LEM HLSR – ein

kompakter Stromwandler, der Ihr Design

weniger komplex macht.

Die HLSR-Serie von LEM:

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ASIC-basierter Stromwandler

• Versionen für 10, 20, 32, 40 und

50 A eff Nennstrom

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und CTI 600

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• SMT- oder THT-Gehäusevarianten

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Stromversorgungen

Bild 2: Vergleich der thermischen Ergebnisse unter Verwendung unterschiedlicher

Wärmeleitmedien.

Das Diagramm verdeutlicht sehr eindrucksvoll, dass es keinen

Zusammenhang zwischen der erreichten Chiptemperatur und

dem Datenblattwert für Leitfähigkeit gibt. Das Material mit der

höchsten Leitfähigkeit erreicht das schlechteste Ergebnis. Gleichzeitig

erzielen Materialien, die um einen Faktor 10 auseinanderliegen,

ähnliche Ergebnisse.

Eine Bewertung der thermischen Qualität eines Wärmeleitmaterials

auf Basis der Datenblattwerte ist somit unmöglich. Der Grund

dafür ist in den Beschreibungen zu suchen, nach denen dieser Datenblattwert

zu bestimmen ist. Die Vorgaben der Norm

ASTM5470-12 sehen hier einen Aufbau vor, dessen Eigenschaften

nicht zu der Applikation von Leistungshalbleitern passen und eher

die Situation von Prozessoren und diskreten Bauelementen beschreiben.

Oberflächenstrukturen und Andruckkräfte, die durch

Schraubverbindungen entstehen, bleiben ebenso unberücksichtigt

wie auch die Tatsache, dass ein großer Teil des Wärmeflusses über

Metall-Metall-Kontakte, insbesondere durch Schrauben, abfließen

kann. Andere wichtige Parameter, die das Fließverhalten oder die

Benetzungsfähigkeiten von verschiedenen Wärmeleitmedien beschreiben,

fehlen in den Dokumentationen oder sie lassen sich

überhaupt nicht in vergleichbare Zahlenwerte fassen. Dem Entwickler

bleibt als einzige Möglichkeit, das infrage kommende Material

in seinem eigenen Aufbau zu integrieren und ausgiebig zu

untersuchen.

Die Sage von der Glasscheibe

Ein häufig wiederkehrender Versuch besteht darin, ein beschichtetes

Modul auf einer Glasplatte zu montieren und zu beobachten

wie sich ein Wärmeleitmaterial nach der Montage bewegt und wie

es sich im Aufbau verteilt.

Was auf den ersten Blick wie eine gute Idee erscheinen mag, ist

bei genauer Betrachtung jedoch äußerst fragwürdig, da dieser Beobachtung

kein Kenntnisgewinn über eine thermische Qualität

folgen kann.

Bilder: Infineon

Bild 3: Glasplatte mit Wärmeleitmaterial auf einen Kühlkörper montiert.

Geometrie- und Strukturmangel

Eine Glasscheibe weist in der Regel keine mikroskopische Oberflächenstruktur

auf wie es plangefräste Kühlkörper tun. Genau diese

Strukturen begünstigen aber das Fließen der meist zähflüssigen

pastösen Materialien, die an der Glasplatte gemachte Aussage über

Fließverhalten ist also zweifelhaft.

Montiert man statt des Moduls eine mit Wärmeleitpaste bedruckte

Glasplatte auf einen Kühlkörper, verfügt dieser zwar über

die mikroskopische Struktur, der Glasplatte fehlen aber die Kavitäten

die einem Halbleitermodul eigen sind. Auch in dieser Konfiguration

entsteht keine belastbare Aussage zum Fließverhalten der

Wärmeleitmedien. Bild 3 zeigt einen solchen Aufbau. Es ist zu erkennen,

dass die Glasplatte wegen ihrer ebenen Form bereits im

kalten Zustand sehr homogen Druck ausübt. Dieses Verhalten unterscheidet

sich deutlich von dem eines Halbleitermoduls.

Bereits im kalten Montagezustand entsteht so ein falscher Eindruck,

der bei Einfluss durch Temperatur in seiner Aussagekraft

noch fragwürdiger wird. Die Bodenplatten großvolumiger Halbleiter

in Modulbauform arbeiten unter Wärmeeinwirkung aufgrund

der bimetallartigen inneren Struktur; dabei nähert sich die Bodenplatte

im heißen Zustand dem Kühlkörper und übt eine erhebliche

Kraft auf das Wärmeleitmedium aus.

Ein Erwärmen des auf eine Glasscheibe montierten Moduls verbietet

sich jedoch, da die Glasscheibe dem thermischen und mechanischen

Stress nicht gewachsen ist und beim Versuch zerstört

werden würde. Somit ist das Beobachten des sich in der Applikation

einstellenden Verhaltens unmöglich. Der gesamte Versuch ist

demzufolge wegen seiner Aussagelosigkeit nicht zielführend.

Die Legende vom Abdruckbild

Nicht weniger irreführend als der Blick durch die Glasplatte ist die

Interpretation von Abdruckbildern. Die Idee dahinter ist, dass

man einen Aufbau aus Halbleiter, Wärmeleitpaste und Kühlkörper

für eine begrenzte Zeit arbeiten lässt, anschließend demontiert

Bild 4: Optisches Erscheinungsbild

des Interfacematerials nach

zyklischer Belastung. Auf der linken

Seite das Modul, auf der rechten Seite

der Kühlkörper.

64 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Bild 5: Thermographische

Aufnahme eines

EconoPACK + während des

Belastungstests.

und die verbleibenden Abdrücke der Wärmeleitmaterialien auf

Kühlkörper und Modul bewertet. Der gleiche Ansatz wird oft verfolgt,

wenn Halbleiter zerstört wurden und eine Ursachenforschung

unumgänglich wird. Im zweiten Fall besteht zwar die Möglichkeit,

dass man auf ein völliges Versagen der thermischen Anbindung

tippen kann, eine belastbare Aussage gewinnt man allerdings

nicht.

Für eine Bewertung, welche thermischen Qualitäten das zerlegte,

bei Raumtemperatur betrachtete Material unter applikationsnahen

Temperaturen und unter hohem mechanischen Druck gehabt

haben könnte, gibt es allerdings keine Grundlage. Als Beispiel

dient der Abdruck eines Moduls der Bauform EconoPACK + wie

er in Bild 4 dargestellt ist.

Die übliche Aussage zu einem solchen Erscheinungsbild ist, dass

sich das Material nicht verteilt habe, die aufgetragene Menge ganz

offensichtlich zu gering war und der thermische Transport daher

mangelhaft gewesen sein muss.

Die mit diesem Modul gemessenen Chiptemperaturen im Belastungstest

ergeben genau das gegenteilige Bild. Hier wurde mit keinem

anderen Material eine ähnlich niedrige Chiptemperatur erreicht;

das mit Thermographie ermittelte Testergebnis war das

konkurrenzlos beste.

Das NTC-Gerücht

Der NTC ist ein Temperatursensor, der häufig im Modul integriert

ist. Ist das thermische Modell, das den NTC an die Chiptemperatur

koppelt, genau genug definiert, kann aus dem Widerstandswert

des NTC ein Rückschluss auf die Chiptemperatur erfolgen. Tatsächlich

ist der NTC an den thermischen Pfad angeschlossen und

solange das hinterlegte thermische Modell stimmt, ist der Zusammenhang

zwischen NTC-Temperatur und Chiptemperatur deterministisch.

Eine Störung am thermischen Modell, die zum Beispiel auf das

Versagen des thermischen Interfaces zurückzuführen ist, kann zu

einer Fehlinterpretation der vom NTC gelieferten Daten führen.

Bild 5 zeigt das Ergebnis aus einem Versuchsaufbau, in dem das

Modul senkrecht montiert und zyklisch belastet ist.

Durch die senkrechte Montage entsteht eine Vorzugsrichtung

für die Bewegung von pastösen Materialien. Durch die thermomechanische

Belastung fließt die im Test verwendete Paste nach

unten. Im oberen Bereich des Moduls entsteht ein schlecht angebundenes

Areal, die Chiptemperaturen steigen.

Der im Modul montierte NTC sitzt hier an der unteren Kante.

Seine thermische Situation veränderte sich im Test bis zur Zerstörung

des Halbleiters nicht. Die Interpretation des Abdruckbildes

nach dem Test war allerdings eindeutig, unterhalb des oberen Drittels

des Moduls war kein Material mehr vorhanden. (ah) n

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Stromversorgungen

Energieeffizientes Netzteil-Design

Unterschiedliche Schaltungen auf einem Referenzdesign-Board

Der Distributor Future Electronics unterstützt das Design Strom-sparender Geräte durch den neuen Geschäftsbereich

Future Power Solutions. Ein Referenzdesign-Board aus dem System Design Center (SDC) trägt zur schnellen

Umsetzung der geforderten Energieeffi zienzlevel bei.

Gesetzliche Vorgaben zur Reduzierung des Stromverbrauchs

und ein neues Energie-Bewusstsein beim Verbraucher

bescheren Herstellern elektronischer Geräte

großen Entwicklungsaufwand. Der technische Distributor

hat es sich zur Aufgabe gemacht, Kunden durch eigenentwickelte

Design-Umgebungen die Arbeit zu erleichtern. Future Power

Solutions wurde Ende 2012 ins Leben gerufen, um den gestiegenen

Design-Aufwand beim Sprung von der analogen hin zur

digitalen Power-Technologie zu unterstützen. Mit PowerStar als

Entwicklungsplattform für Strom-sparende Netzteile liefern die

Ingenieure aus den System Design Centern (SDC) darüber hinaus

wertvolle Hilfestellung. Durch dieses Board lassen sich Netzteile

mit einer Energieeffizienz von über 94 Prozent schnell realisieren.

In Abgrenzung zu den Evaluationsboards von IC-Herstellern,

die meist Stand-alone-Schaltkreise zur Demonstration einzelner

Features anbieten, kombiniert PowerStar unterschiedliche Schaltungen

auf einem Board. Das Entwicklungssystem vereint die Stufen

für Power Factor Correction, Wandlung und Gleichrichtung,

um durch den Einsatz moderner Technologien sehr hohe Effizienzlevel

zu erzielen. Mit dieser Plattform können Entwickler bei

geringem Zeitaufwand Strom-sparende Netzteile für Geräte mit

einem Bedarf zwischen 100 W und 1 kW implementieren. Als

Proof-of-Concept-Umgebung kann das Board durch die austauschbaren

Komponenten unterschiedliche Spannungs- und

Stromverhältnisse abdecken, die ein spezifisches Produkt-Design

ermöglichen.

Auf einen Blick

Hocheffizienter AC-DC-Konverter

PowerStar als hocheffi zienter AC-DC-Konverter ist nur ein Beispiel für

die Entwicklungsunterstützung, die Future Power Solutions leistet.

Das Konzept der vertikalen Geschäftsbereiche basiert darüber hinaus

auf einem umfangreichen Ökosystem. Die Future-Ingenieure können

zusätzlich auf die Referenzdesigns der Hersteller zugreifen, um kundenspezifi

sche Herausforderungen zu lösen. Der Einblick in die Roadmaps

der Linecards hilft bei der Einschätzung zukünftiger Marktentwicklungen.

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690ei0413

Mit dem

Entwicklungs-

Board PowerStar

lassen sich

Netzteile mit einer

Energieeffizienz

von über 94

Prozent schnell

realisieren.

Bilder: Future Electronics

66 elektronik industrie 04 / 2013

www.elektronik-industrie.de


Stromversorgungen

Stephen Carr, Technical Director Vertical Markets

EMEA Future Electronics mit der Entwicklungsplattform

PowerStar.

Das Entwicklungsboard enthält modernste

Technologien, die in jedem Stadium

des Power-Conditioning-Verfahrens

zur Minimierung von Energieverlusten

beitragen. Obwohl jede der Topologien für

sich bereits hocheffizient operiert, erzielt

der Schaltkreis durch die eingesetzten

Techniken in der Gesamtheit erst das hohe

Effizienzniveau von über 90 Prozent.

Ein Power-Factor-Correlation-Schaltkreis

im Boundary Conduction Mode

(BCM) sorgt für minimale Verluste beim

Einschalten. Da der Durchlassstrom im

Einschaltmoment gleich null ist, ruft die

Boost-Diode nur äußerst geringfügige

Rückströme hervor. In Kombination mit

einem niedrigen Abfall der Vorwärtsspannung

entsteht eine außergewöhnlich effiziente

Topologie. Der eingesetzte Fairchild

Semiconductor FAN 9611 PFC als Steuerungs-IC

implementiert die benötigten

Funktionen zur Blindleistungskompensation.

Er reduziert den Ripple-Strom von der

Infokasten

Spezifikationen von PowerStar

Eingang: 220 – 240 V AC

Netz über IEC-Anschluss

Ausgang: Maximum 500 W

Ausgangsspannung:

■ + 24 oder 48 V DC

(im veröffentlichten Design),

■ ±24 oder ±48 V DC

oder +96 V (konfi gurierbar),

www.elektronik-industrie.de

Quelle und damit auch den an die Kondensatoren

weitergeleiteten Strom. Dadurch

wird sowohl die Anforderung an den Eingangsfilter

als auch die Wechselstrombelastung

an den Hochspannungs-Aluminiumelektrolytkondensatoren

gesenkt.

Im Bereich von 12 bis 48 V stellen LLC-

Resonanzwandler die effizienteste Technik

für die Energiewandlung dar. Das SDC

wählte eine Topologie, die Parasitärkapazitäten

von den aktiven Komponenten nutzt

und auf Ableitströme und die Magnetisierung

der Induktivität vom Transformator

setzt. Dadurch kann der Haupt-FET ohne

Strom und Spannung angeschaltet und nahezu

ohne Strom wieder ausgeschalten

werden. So lassen sich geringe Schaltverluste

realisieren und ein Gesamtsystem mit

deutlich besserer Stromeffizienz aufbauen.

Durch die benötigte hohe Streuinduktivität

vereinfacht sich das Transformator-

Design. In einem LLC-Wandler kann die

Streuinduktivität des Transformators eine

Größenordnung höher angesetzt werden

als in herkömmlichen Typen, da sie zum

integralen Design-Bestandteil wird. Die

hohe Streuinduktivität wird durch eine

Zweikammer-Wicklung für die Primärund

Sekundärwicklung erzielt. Damit sich

Kriechstrecken einfach einhalten lassen,

wurden die Wicklungen getrennt auf der

Spule angeordnet. Auf dem Board kommt

ein FAN7621 LLC- Resonanzwandlungscontroller

von Fairchild zum Einsatz.

Da die Leistungsbilanz von Netzteilen

durch Stromverluste im Stadium der

Gleichrichtung beeinträchtigt wird, setzt

PowerStar auf einen zweiten Schaltkreis für

eine synchrone Gleichrichtung. Im Vergleich

zu Schottky-Dioden lässt sich damit

eine größere Reduzierung der Verlustleistung

erzielen. Das Board beinhaltet dazu

den synchronen Gleichrichter-Baustein

FAN6208 von Fairchild. (ah)


Der Autor: Thomas Silzer, Business

Development Manager Central

Europe bei Future Electronics.

■ +12 oder +36 V DC

(Redesign)

■ ±12 oder 36 oder 72 V DC

(Redesign und

konfi gurierbar),

■ Über Klemmleisten-Verbindung mit Kabeln

bis zu 4 mm Durchmesser.

Effi zienzziel: 94 % (abhängig von der Ausgangsspannung)

Kühlkörper: aufsteckbar

Größe: 405 x 125 x 48 mm 3

Gewicht: 785 g

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Thermosilikonfolien

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Stromversorgungen

Neue Produkte

Netzteile als Simulator einsetzen

Bis zu vier beliebige Kurvenverläufe

Bild: TDK-Lambda/Schulz Electronic

Die Geräte der programmierbaren Netzteil-Reihe

Z+ von TDK-Lambda (Vertrieb:

Schulz Electronic) werden auch als Simulationsbaustein

in unterschiedlichen Prüfanordnungen

im Entwicklungs-, Forschungs-,

Test- und Servicebereich eingesetzt.

Mit dem integrierten Arbiträrgenerator

können bis zu vier beliebige

Kurvenverläufe programmiert und im Gerät

abgespeichert werden. Die Netzteile

übernehmen völlig autonom Simulationsaufgaben,

auch ohne externe Controller.

Zur leichten Integration in Testprozesse

dienen die zwei Ausgangspins, die mit der

Programmiersyntax der Netzteile programmiert

werden können. Damit lassen

sich zum Beispiel Trenn- oder Umpol-

Relais ansteuern. Und der Trigger Ein- /

Ausgang ermöglicht die Verkettung von

Programmabläufen über mehrere Netzteil-Geräte

hinweg.

Die vier individuellen Testkurven mit

ihren jeweils bis zu zwölf Werten lassen

sich entweder als Einzelimpuls oder periodisch

wiederholend abrufen. Ein mitgeliefertes

Windows-Programm unterstützt

die Programmierung und Steuerung. Allein

über die Bedienelemente der Frontplatte

lässt sich eine einmal im Netzteil abgespeicherte

Testkurve aufrufen und starten.

Mit der Programmiersoftware

LabVIEW können

weit komplexere Testkurven

Die Z+-Reihe umfasst programmierbare

Netzteile mit 200

beziehungsweise 400 W

Ausgangsleistung, die sowohl als

Tisch- wie auch als Rack-/

Schrankgeräte einsetzbar sind.

Beispiele von Kurven, wie sie mit dem Z+

generiert und gespeichert werden können.

erstellt und über eine der Schnittstellen an

das Netzteil übertragen werden.

Zu den typischen Testfällen gehört die

Simulation der Charakteristik einer Energiequelle.

Für Tests in Straßenfahrzeugen

sind es beispielsweise die Spannungstransienten

einer Autobatterie unter allen typischen

Bedingungen einschließlich des Motorstarts

gemäß DIN 40839. Eine andere

typische Anwendung ist die Simulation des

Profils der Ausgangsspannung eines Solarzellenfelds

unter den zu erwartenden Bedingungen.

(ah)

n

infoDIREKT

631ei0413

Sperrwandler

Standby-Leistungsaufnahme unter 10 mW

DC/DC-Wandler

Erweitertes Produktprogramm

Bild: Texas Instruments

Einen Sperrwandler mit dessen

Hilfe Netzteile mit Leistungen

zwischen 10 und 65 W eine

Standby-Leistungsaufnahme unter

10 mW erreichen, stellt Texas

Instruments vor. Damit unterbieten

diese Sperrwandler den

Grenzwert der Energy-Star-

5-Norm. Der Flyback-Controller

LM5023 wird vom Online-Designtool

Webnech unterstützt, so dass

alle Voraussetzungen für ein einfaches

und schnelles Design von

Gleichspannungswandlern für

hohe Spannungen gegeben sind.

Mit seinem integrierten 700-mA-

Treiber erreicht der Baustein einen

Wirkungsgrad bis zu 90 Prozent.

Die Ausgangsspannung wird

über Netz-, Last- und Temperaturschwankungen

auf 1 Prozent

genau geregelt, somit ist keine

Kabelkompensation erforderlich.

infoDIREKT

617ei0413

Bild: Schukat

Mit der Serie Econoline von Recom

erweitert Schukat sein Programm

an ungeregelten DC/DC-

Wandlern im SIP/SIL7-Gehäuse

und geregelten DC/DC-Wandlern

im SIP/SIL8-Gehäuse. Zu den ungeregelten

DC/DC-Wandlern von

Recom gehört die 1-W-Standard-

serie RB, die Serie RE mit einem

hohen Wirkungsgrad von bis zu

84 Prozent sowie die leistungsstärkere

2-W-Serie RD mit Dual-

Ausgang. Für den Einsatz in medizinischen

Geräten eignen sich

die DC/DC-Wandler RxxPxx mit

Single-Ausgang und die Serie

RxxP2xx mit Dual-Ausgang und

einer Leistung von 2 W. Sie sind

nach EN60601-1 aufgebaut, mit

einer Isolationsspannung von 5,2

kV. Zu den geregelten DC/DC-

Wandlern gehören die Serien RSO

(1W), RS (2W) und RS3 (3W).

infoDIREKT

618ei0413

68 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Stromversorgungen

Neue Produkte

Kompakte Netzteile mit hoher Leistungsdichte

Für die Anwendungsbereiche Medizintechnik und IT

Bild: Emtron electronic

Die Netzteile verfügen über

eine hohe Dauer-Ausgangsleistung

von 200 W bei

Temperaturen bis 50 °C und

Konvektionskühlung.

Eine hohe Leistungsdichte auf kompaktem

Bauraum zeichnet die Stromversorgungsgeräte

der Typen RPS-300 und EPP-300

von Mean Well aus. Mit dem Formfaktor 5

x 3 Zoll (12,7 x 7,62 mm 2 ) folgt die Serie in

ihrer Konstruktion weitgehend demselben

Ansatz der bereits bekannten Netzteile des

Unternehmens, bedient jedoch unterschiedliche

Anwendungen.

Das RPS-300 wurde

für den Einsatz in der Medizintechnik

(einschließlich

Geräte mit direktem

Patientenkontakt) entwickelt,

das EPP-300 dagegen

für IT und industrielle

Steuerungen. Erhältlich

sind beide bei Emtron electronic. Gemeinsam

ist den beiden Netzteilen ihre hohe

Dauer-Ausgangsleistung von 200 W bei

Temperaturen bis 50 °C und Konvektionskühlung.

Wird ein Lüfter mit einem

Durchsatz von 20,5 CFM (0,58 m 3 pro Minute)

eingesetzt, so ist eine Leistung von

300 W möglich.

Mit einer Leistung gemäß Deratingkurve

lassen sie sich bis zu einer Umgebungstemperatur

von 70 °C einsetzen. Weitere gemeinsame

Merkmale sind die hohe Leistungsdichte

von 14,5 W pro Kubikzoll und

ein Wirkungsgrad von 93 Prozent. Sie besitzen

eine aktive Leistungsfaktor-Korrektur;

darüber hinaus sind sie in LLC-Topologie

mit Synchrongleichrichtern ausgeführt.

Spannungsspitzen bis zu einer Dauer

von 5 s und einer Amplitude von 300 V AC

halten sie aufgrund des Überspannungsschutzes

problemlos stand. Zur Serienausstattung

gehören ferner ein Power-Goodbeziehungsweise

Power-Failure-Signalausgang,

Remote Sense, Hilfsausgang mit 12 V

/ 0,5 A, Schutz gegen Kurzschluss, Überlast,

Überspannung und Übertemperatur

sowie Fernein- und -abschaltung. Ihre

Leistungsaufnahme im Leerlauf beträgt

unter 0,5 W. (ah)

n

infoDIREKT

632ei0413

Störspannungs- und störstrahlungsarm

250 mA-Abwärts- /Aufwärts-Ladungspumpe

Linear Technology präsentiert die

vielseitig einsetzbare 250-mA-

Hochspannungs-Abwärts-/Aufwärts-Ladungspumpe

LTC3245.

Diese Ladungspumpe arbeitet

nach dem Switched-Capacitor-

Fractional-Umsetzungsverfahren ,

bietet einen weiten Eingangsspannungs

bereich von 2,7 bis 38 V

und liefert eine feste geregelte

Ausgangs spannung von 3,3 oder 5

V oder eine ein stell bare geregelte

Ausgangsspannung zwischen 2,5

und 5 V. Bei Eingangs spannungsund/oder

Laständerungen wählt

eine interne Schal tung auto matisch

das für maxi malen Wirkungsgrad

erforderliche Umsetzerverhält

nis (2:1, 1:1 oder 1:2).

Durch den niedrigen Betriebsstrom

Bild: Linear Technology

(18 μA im Leerlauf, 4 μA im Shutdown-Modus)

und die geringe Anzahl

externer Bau ele mente (drei

kleine Keramikkondensatoren,

keine Induk tivi täten) ist sie sehr

gut geeignet für platzbeschränkte

Kleinleistungs-Anwendungen

im

Auto mobil und in der

Industrie. Typische

Beispiele sind Stromversor

gungen für ECU/CAN-

Transceiver im Automobil,

industrielle Stromversorgungen

kleiner Leis tung und energieeffiziente

12- auf 5-V-Abwärts wandler.

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616ei0413

Kühlung maßgeschneidert

• Extrudierte, Druckguss- und Flüssigkeitskühlkörper

• Riesige Profilauswahl, mit und ohne Clipbefestigung

• Komplette CNC-Bearbeitung und Oberflächenveredelung

• Thermische Simulationen und individuelles Kühlkörperdesign

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Stand 241

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Neue Produkte

1-W-Netzteile von Micro Power Direct im Portfolio

Hohe Leistungsdichte in kompaktem Design

330-W-Visitenkarten-Netzteil

Sehr flach und kompakt

Bild: Compumess

Compumess Elektronik hat die

Serie MPM-01V von Micro Power

Direct in ihr Portfolio aufgenommen.

Die kostengünstigen 1-W-

Modulnetzteile für Standby-Anwendungen

sind dank ihrer kleinen

Abmessungen von 33,7 mm x

22,2 mm x 18 mm auch für dicht

bestückte Leiterplatten geeignet.

Aus einer eingangsseitigen Wechselspannung

von 85 bis 305 V

erzeugen sie netz- und lastausge-

regelte Gleichspannungen, je

nach Version von 3,3, 5, 9, 12, 15,

oder 24 V. Ihre Nennleistung beträgt

1 W, im Standby ohne Ausgangslast

verbrauchen sie nur 0,1

W. Alle Modelle sind entstört gemäß

EN55022 Klasse B und bieten

3 kV AC

Isolationsspannung

zwischen Ein- und Ausgang. Die

gekapselten Netzteile sind gegen

Überlast und Dauerkurzschluss

geschützt. Sie erreichen eine MT-

BF von über 300.000 Stunden

nach MIL HDBK217F. Die zulässige

Umgebungstemperatur liegt

zwischen -25 bis -70 °C. Die Produkte

entsprechen der Schutzklasse

II und können ohne

Schutzleiter eingesetzt werden.

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638ei0413

Bild: HY-Line Power Components

HY-Line Power Components präsentiert

mit dem FE175 ein ab

Lager lieferbares, sehr flaches,

kompaktes und effizientes

330-W-Netzteil mit einem Weitbereichseingang

von 85 bis 264

VAC bei gleichbleibend hohem

Wirkungsgrad und integrierten

PFC, EMV-Filter, Halte-Kondensator

sowie Transientenschutz. Es

stellt direkt auf der Leiterplatte

bei einem Flächenbedarf in der

Größenordnung einer Visitenkarte

(95,3 mm x 48,6 mm, Höhe nur

9,55 mm) eine Bus-SELV-Kleinspannung

von 48 V DC

zur Verfügung.

Das Netzteil erfüllt die

strengen Auflagen internationaler

Regularien und Gesetze auch in

Sachen EMV wie IEC61000-3/-2

und Klasse B. Eine spezielle Zero-

Voltage-Switching- (ZVS) Topologie

mit hoher Schaltfrequenz bewirkt

einen Wirkungsgrad bis 92

Prozent über den gesamten spezifizierten

Netz-Eingangsspannungsbereich.

48 V Busspannung

sorgt für minimierte Verluste auf

der DC-Seite; Arbeitsspannungen

im Gerät bis unter 1 V werden mit

Point-of-Load DC/DC-Wandlern

nahe am Verbraucher erzeugt.

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639ei0413

Gekapseltes Netzteil

Für medizintechnische Anwendungen nach Schutzart IP68

Die Netzteile der Serien

GT(M)91099 -P2 -P3 -F -FW von

Globtek sind zugelassen nach UL

60601-1 und CAN/CSA-C22.2 Nr.

601.1-M90 und erfüllen damit die

Anforderungen für medizintechnische

Applikationen. Die Netzteile

entsprechen Schutzart IP68. Sie

sind staubdicht und eignen sich

insbesondere für Anforderungen

bei denen Wasser und Feuchtigkeit

ein Problem sind. Zu ihren

Kennzeichen gehören eine streng

regulierte Ausgangsspannung mit

sehr niedrigem Rippel, und ein

eingebauter Überspannungs-,

Kurzschluss-, und Überstromschutz

sowie ein Überhitzungsschutz.

Sie verfügen über eine

Wandhalterung mit vom Benutzer

konfigurierbaren Montagelaschen

und Kabel für Ein-/Ausgänge. Geeignet

sind sie für Eingangsspannungen

von 90 bis 264 V AC

und

Ausgangsspannungen von 5 bis

48 V DC

, bei einer maximalen Dauerausgangsleistung

von 60 W. Sie

erfüllen North American Energy

Star, Canadian NRCan und weiteren

weltweite Level-V-Richtlinien.

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654ei0413

Leistungsstarke DC/DC-Wandler

Einsatz in Industrie, Bahn und Transport

400-W-Gleichspannungswandler

Einsatz in Telekommunikationsnetzen

Bild: Autronic

Über bis zu 150 W Ausgangsleistung

verfügt die Wandlerserie

ACR150/LEC und LEC-C von Autronic.

Ausgelegt für die Chassismontage

oder für 19-Zoll-Racks

bieten sie einen weiten Eingangsspannungsbereich

gemäß EN

50155 bei einer Breite von nur 4

TE. Das Leistungsmodul ist stoßund

vibrationsfest vergossen und

mit einem erweiterten Temperaturbereich

von -40 bis +85 °C

ausgestattet. Damit eignet er sich

für leistungsintensive und raue

Anwendungen im Industrie-,

Bahn- und Transportwesen. Für

folgende Eingangsspannungsbereiche

sind die Serien verfügbar:

9 bis 36 V DC

, 14,4 bis 40 V DC

und

43 bis 101 V DC

. Erhältlich sind die

DC/DC-Wandler für die Ausgangsspannungen

12 und 24 V, mit einem

Wirkungsgrad von bis zu 90

Prozent.

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641ei0413

Bild: Murata Power Solutions

Die RBQ-Serie von Murata Power

Solutions besteht aus isolierten

400-W-Gleichspannungswandlern

mit 12 V Ausgangsspannung.

Einen Wirkungsgrad von bis zu 96

Prozent haben die DOSA-konformen

Quarter-Brick-Stromversorgungsmodule

RBQ-12/33-D48.

Sie sind für den Betrieb in den

meisten Anwendungen mit Konvektionskühlung

ausgelegt. Mo-

dell RBQ-12/33-D48 kann an den

üblichen Spannungen in Telekommunikationsnetzen

von 36 bis 75

V betrieben werden. Sehr gut geeignet

ist die RBQ-Serie für eine

Vielzahl von Telekommunikationsnetzen,

gewerblichen IT-Netzen

und drahtlosen Netzwerk-Infrastrukturen,

ausgestattet mit

dezentraler Stromversorgung

oder auf einer Architektur mit geregelter

Zwischenspannung basierend.

Modell RBQ-12/33-D48

kann bei einem Luftdurchsatz von

1m/s und 60 °C Umgebungstemperatur

zuverlässig 33 A und 400

W bereitstellen.

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650ei0413

70 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Bild: Linear Technology

Phasenmodulierter Vollbrücken-DC/DC-Controller

Sperrschichttemperaturbereich von -40 bis +150 °C

Die H-Grade-Version des

LTC3722-1, eines phasenmodulierten

Vollbrücken-DC/DC-Controllers

mit adaptivem oder fest

einstellbarem Nulldurchgangsschalten

(Zero Voltage Switching,

ZVS) stellt Linear Technology vor.

Die ein stell bare ZVS-Verzögerung

und das ein stell bare Synchrongleich

richter-Timing opti mie ren

den Wirkungsgrad, erlauben die

Ver wen dung kleinerer Transformatoren

und redu zie ren die Störspannung/Störstrahlung.

Der Chip

ist dadurch eine sehr gute Lösung

für galvanisch getrennte Hochleistungs

-DC/DC-Wandler mit

Ausgangsleistungen bis zu mehreren

kW. Der LTC3722-1 verwen

det eine spezielle ZVS-

Techno logie, bei der sowohl die

Brücken-MOSFET-Span nungen

als auch die Eingangs spannung

überwacht werden; dadurch kann

Stromversorgungen

Neue Produkte

sich der Wandler bei Laststrom-,

Tem pe ra tur- oder Eingangsspannungs-Ände

rungen entsprechend

anpas sen und Bauteiltoleranzen

oder Verzögerungen in

der Treiber schal tung ausgleichen.

Fest frequenz-Current-Mode-

Regelung, ein stell bare Strombegrenzung,

Anstiegsflanken-Austastung,

Soft-Start-Funktion,

Kurz schluss schutz und programmier

bare Regelschleifen kompensa

tion sind weitere Leistungsmerkmale

des Chips.

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642ei0413

EFFICIENT

POWER

SUPPLIES

von

• DC/DC-Wandler

• medizinische

Netzteile

DC/DC-Stromversorgungsmodule

Mit RRC-Topologie und 3 oder 6 W Ausgangsleistung

Distributed by

Bild: MSC

Für die preiswerte Stromversorgung

unterschiedlichster digitaler

Applikationen bietet MSC von

Aimtec DC/DC-Stromversorgungsmodul-Serien

mit RRC-

(Ringing Choke Converter-) Topologie

und wahlweise 3 oder 6 W

Ausgangsleistung an. Die Ein-

Bild: XP Power

Kompakte DC/DC-Wandlerserie

Im Metallgehäuse verfügbar mit Single- und Dualausgang

XP Power stellt mit der JCA10-

Serie, DC/DC-Wandler im Metallgehäuse

mit Single- und Dualausgang

vor. Damit umfassen die

DC/DC-Wandler der JCA-Familie

2-, 3-, 4-, 6- und 10-W-Modelle.

Die Abmessungen der DIP24-

gangsspannungsbereiche der

Gleichspannungskonverter können

von 4,5 bis 72 V DC

mit einem

Verhältnis von 2:1 oder 4:1 festgelegt

werden. Als Ausgangsspannungen

stehen 3,3 bis 24 V DC

mit einer galvanischen Trennung

von 1,5 oder 3,5 kV DC

zwischen

Ein- und Ausgang zur Verfügung.

Zu den weiteren Merkmalen der

für einen effektiven Betriebstemperaturbereich

von -40 bis 85 °C

ausgelegten DC/DC-Stromversorgungsmodule

zählen ein kontinuierlicher

Kurzschlussschutz und

Wirkungsgrade von bis zu 82 Pro-

Wandler betragen 25,4 x 20,3 x

10,0 mm 3 (1 x 0,8 x 0,4 Zoll).

Durch das DIP24-Standardpinning

kann der Wandler als 1:1-Ersatz

in bestehende Anwendungen

eingesetzt werden. Mit den

2:1-Eingangsspannungsbereichen

4,5...9,0; 9...18; 18...36

oder 36...75 V DC

werden die Eingangsspannungen

5, 12, 24 und

48 V DC

abgedeckt. Ein Standardfeature

ist die Unterspannungsabschaltung.

Die Singlespannungsgeräte

liefern +3,3, +5,

+12 oder +15 V DC

. Beim Dualausgang

sind dies ±5, ±12 oder ±15

zent. Mit insgesamt über 525 verschiedenen

Modellen eignen sich

die unter anderem den IEC-

60950-1-Standard für IT-Equipment

erfüllenden Konstantspannungs-Stromversorgungen

für

den Einsatz in unterschiedlichsten

digitalen Applikationen wie

Blade-Server, hochwertiger Konsumelektronik,

Haushaltsgeräten,

industriellen Motor- und Prozessregelungen,

Solar-Invertern, Tele-/Datenkommunikationssystemen

und mehr.

infoDIREKT

615ei0413

V DC

. Die Ausgangsspannungen

sind voll geregelt mit Abweichungen

von weniger als ±0,3 % über

den gesamten Eingangsspannungsbereich

und kleiner ±1,0 %

über den gesamten Lastbereich.

Durch den Betriebstemperaturbereich

von -40 bis +100 °C, ohne

Derating bis +70 °C, sind die Geräte

gut für den Einsatz in vielfältigen

Applikationen geeignet. Es

ist kein zusätzlicher Kühlkörper

oder eine forcierte Belüftung erforderlich.

infoDIREKT

651ei0413

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Optoelektronik

40G-Transmitter-Chipsatz

DC-gekoppelter Lasertreiber und optischer Mikrocontroller

Einen 40G-Transmitter-Chipsatz, der Datencentern einen viermal so hohen Datendurchsatz verleiht, stellt Maxim

Integrated vor. Der Chipsatz zeichnet sich gegenüber konventionellen einkanaligen Alternativen durch eine sehr geringe

Verlustleistung und nur geringfügig mehr Platzbedarf aus.

liegt. Außerdem senkt das DC-gekoppelte Laserinterface die Verlustleistung

und weiterhin kommt es mit weniger externen Bauelementen

aus.

Beim optischen Mikrocontroller entlastet der in den Chip integrierte

13-Bit-ADC mit spezieller Round-Robin-Struktur den

16-Bit-Mikrocontroller-Core und ermöglicht niedrigere Taktfrequenzen.

Gegenüber konkurrierenden Lösungen werden so, laut

Hersteller, 75 bis 100 mW eingespart. Weiterhin erlaubt die Single-

Cycle-MAC-Stufe (Multiply Accumulator) dem DS4830 eine zügige

Verarbeitung von Filteralgorithmen und die problemlose Bearbeitung

von vier APC-Schleifen (Average Power Control).

Der Lasertreiber ist im 3 mm x 3 mm großen TQFN-16-Gehäuse

erhältlich. Er ist ausgelegt für einen Temperaturbereich von -40

bis +95 °C. Der Mikrocontroller DS4830 ist im 5 mm x 5 mm großen

TQFN-40-Gehäuse erhältlich.

Bild: Maxim Integrated

Der 40G-Chipsatz von Maxim bietet Datencentern Kostenvorteile und mehr

Energieeffizienz.

Der vierkanalige 40GBASE-LR4 QSFP+-Chipsatz besteht

aus dem DC-gekoppelten Lasertreiber MAX3948 und

dem optischen Mikrocontroller DS4830. Innerhalb von

Datencentern und Datenkommunikationsnetzwerken

muss die Datendichte entscheidend verbessert werden, jedoch soll

dies möglichst ohne eine Erhöhung der Verlustleistung bewerkstelligt

werden. Die QSFP+-Transmitterlösung erfüllt diese Zielvorgabe.

Datendichte verbessern

Einen viermal so hohen Datendurchsatz wie eine einkanalige

SFP+-Lösung erzielen die QSFP+-Module, sie benötigen jedoch

nur 50 Prozent mehr Fläche. Hervorzuheben ist außerdem, dass 4

x 10 Gbit/s QSFP+-Module mit dem Maxim-Chipsatz pro Kanal

weniger Leistung aufnehmen als einzelne SFP+-Module. Serviceprovider

und Netzwerkbetreiber können damit die Vorteile einer

stromsparenden Lösung nutzen, die die Systemlebensdauer verlängert,

die Betriebsausgaben senkt und sparsamer mit wertvollen

Energieressourcen umgeht.

Die Vorzüge des Lasertreibers sind zum einen eine Leistungsaufnahme

von weniger als 2 W für vier Sendekanäle. Daraus ergibt

sich eine Verlustleistung, die unter 3,5 W für ein QSFP+-Modul

Technischer Steckbrief DS4830

Der optische Mikrocontroller DS4830 eignet sich perfekt für Anwendungen

wie optische Transceiver. Seine Daten im Einzelnen:

■■

Effiziente C-Programmierung

■■

36 K Wörter Gesamtprogrammspeicher

■■

1 K Wörter Daten-RAM

■ ■ 8 DAC-Kanäle

■■

10 PWM-Kanäle

■■

Schneller 10-Bit-Komparator mit 16-Eingangs-Multiplexern

■■

13-Bit-A/D-Wandler mit 18-Eingangs-Multiplexern (27 ksps)

■■

Analoges Frontend zur Temperaturmessung

■■

Stromsparender 16-Bit-MAXQ20-Mikrocontroller

■■

31 GPIO-Pins

■■

Maskierbare Interrupt-Quellen

■■

Interner 20-MHz-Oszillator, CPU-Kernfrequenz 10 MHz

■■

Bis zu 133 MHz externer Taktgeber für PWM und Timer

■■

Slave-Kommunikationsschnittstelle: SPI oder 400 kHz I²Ckompatibel,

Zweidraht

■■

Master-Kommunikationsschnittstelle: SPI, 400 kHz I²Ckompatibel

oder Maxim 3-Draht-Lasertreiber

■■

I²C- und JTAG-Bootloader

■■

Zwei 16-Bit-Timer

■■

Betriebsspannungsbereich von 3,0 V bis 3,6 V

■■

Unterspannungsüberwachung

■■

JTAG-Port mit systeminterner Debugging- und Programmierungsmöglichkeit

■■

Geringe Stromaufnahme (16 mA), selbst wenn alle Analogeingänge

aktiv sind . (ah)

n

Der Artikel basiert auf Unterlagen von Maxim Integrated.

infoDIREKT

611ei0413

72 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Optoelektronik

Für den Innen-, Semi-Outdoor und Außenbereich

Signage-LED-Produktportfolio erweitert

Sein Portfolio an Signage-LEDs erweitert

Everlight Electronics um fünf neue Produkte

für den Einsatz im Innen-, Semi-

Outdoor und Außenbereich. Zwei neue

Bild Everlight Electronics

Das LED-Package HN0325 ist eine gute Lösung

für Anwendungen, die eine klare Signage-Sicht

auf Displays jeder Größe erfordern.

SMD-Chip-LED, mit der Bezeichnung 18-

038 (1010-Gehäuse) und 19-037A

(1616-Gehäuse) eignen sich gut für LED-

Innenbeleuchtungsanwendungen auf sehr

kleinen Leiterplatten. Die LED-Serien 18-

038 (1,0 x 1,0 x 0,5 mm3) und 19-037A (1,6

x 1,6 x 0,9 mm3) sind kleiner als Leadframe-Komponenten

und benötigen dadurch

weniger Platinen-, Bauraum- und

Speicherplatz bei höherer Packungsdichte.

Eine schwarze Leiterplatte zur Kontraststeigerung

steht für neueste SMD-LED-

Technologie und eine vorteilhafte Lösung

für kontraststarke und hoch auflösende

Indoor-Signage-Displays.

Zwei neue SMD-PLCC-LED erweitern

die Hong-LED-Familie für anspruchsvolle

LED-Signage-Anwendungen im Indoorund

Semi-Outdoor–Bereich. Die LED-Packages

HN0325 und HN0507 sind eine

gute Lösung für Anwendungen, die eine

klare Signage-Sicht auf Displays jeder Größe

erfordern. Die 3-in-1-Vollfarb-SMD-

PLCC-LED mit geringem Pixelpitch zwischen

zwei LEDs verfügen über eine hohe

Auflösung und einen sehr guten Kontrast

zur schwarzen PCB-Oberfläche.

Vor allem für Außenanwendungen wie

beispielsweise Fahrgastinformationsdisplays

eignen sich die leistungsstarken LED-

Lamps der 3474AH-Serie aus UV-härtbarem

hoch-widerstandsfähigem Epoxydharz

und einem breiten Abstrahlwinkel

von 110° im ovalen 3-mm-Gehäuse. Das

angepasste Abstrahlverhalten dieser LED-

Lamps sichert die konsistente Farbdarstellung

in Anwendungen mit rot-grün-blaugemischten

Farben. (ah)

n

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614ei0413

Optische Leistung um 20 Prozent erhöht

Infrarote LED mit optischer Leistung von typisch 650 Milliwatt

Die leistungsstarke infrarote LED (IRED)

Golden Dragon SFH 4232A von Osram

Opto Semiconductors bietet eine optische

Leistung von typisch 650 Milliwatt (mW).

Bei einem Strom von einem Ampere liegt

ihre Effizienz über 39 Prozent. Dadurch

lassen sich zuverlässige Überwachungslösungen

bei reduzierten Systemkosten realisieren.

Straßenkreuzungen, Busbahnhöfe,

Parkplätze oder andere öffentliche Bereiche

verlangen nach leistungsstarken Überwachungslösungen.

Diese lassen sich mit

der Golden Dragon in SMT-Gehäusebauform

(SMT = Surface-mounted-Technolo-

Bilder: Osram Opto Semiconductors

Der effiziente, infrarote Leistungsemitter Golden

Dragon SFH 4232A in bewährter Gehäusebauform.

gy) kostengünstig realisieren. Denn im Gehäuse

steckt ein leistungsstarker Dünnfilmchip

der neuesten Generation, der infrarotes

Licht mit einer Wellenlänge von

850 Nanometern (nm) emittiert.

Die IRED hat einen Abstrahlwinkel von

60 Grad und erreicht bei 1 A Betriebsstrom

typisch 650 mW optische Leistung. Dies

entspricht einer Steigerung von über 20

Prozent im Vergleich zum Vorgängermodell

(530 mW). Bei 210 mW/sr liegt die

Strahlstärke, das heißt die Lichtleistung innerhalb

eines Raumwinkelsegments. Erreicht

wurde die höhere optische Leistung

durch eine verbesserte Lichtauskopplung

aus dem Chip. Der 1-mm 2 -Chip ist für

Stromstärken bis zu 2 A optimiert. Für den

Einsatz bei infraroten Beleuchtungen wie

sie beispielsweise im Sicherheitsbereich benötigt

werden, ist dieser Chip besonders

gut geeignet.

Dank der besseren Auskoppeleffizienz

lässt sich mehr Licht aus der gleichen

Chipfläche generieren und es genügen weniger

Komponenten als bisher, um eine bestimmte

Helligkeit zu erreichen, was die

Systemkosten senkt. Setzt man die gleiche

Anzahl Komponenten wie bisher ein, wird

die infrarote Beleuchtungseinheit deutlich

heller. (ah)

n

infoDIREKT

Mit der infraroten

LED Golden Dragon

SFH 4232A lassen

sich zuverlässige

Überwachungslösungen

bei

reduzierten Systemkosten

realisieren.

619ei0413

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04/2013 73


Optoelektronik

Stark verbesserte Reflexionsstabilität

Zwei PCT-Typen, geeignet für LED-Licht

Bild: Ticona/Celanese

Ticona, das technische Polymer-Geschäft

der Celanese Corporation, stellt eine neue

Generation Thermx-Polycyclohexylen-Dimethylen-Terephthalate

(PCT) vor. Diese

bieten neben einem hohen Reflexionsgrad

auch die Reflexionsstabilität, die für

Leuchtdioden (LED) in Monitoren und

auch in Ambiente-Beleuchtungen benötigt

werden.

Bei Thermx LED 0201 und Thermx LED

0201S handelt es sich um glasfasergefüllte,

superweiße PCT-Mischungen. Insbesondere

hinsichtlich Wärme- und Lichtstabilität

genügen sie den hohen Ansprüchen der

LED-Reflektoren. Weiterhin weisen sie Eigenschaften

wie einen hohen Reflexionsgrad

und große Reflexionsstabilität bei

Licht- und Wärmeeinfluss, gute Silikonhaftung,

beste mechanische Eigenschaften,

Thermx LED 0201 und Thermx LED 0201S sind

glasfasergefüllte, superweiße Polycyclohexylen-

Dimethylen-Terephthalat (PCT) -Mischungen

mit sehr gutem Reflexionsgrad und hoher

Reflexionsstabilität.

SMT- und Reflowfähigkeit sowie eine geringe

Feuchtigkeitsaufnahme auf. Die

LED-Produktfamilie bietet nicht nur die

optischen und mechanischen Voraussetzungen

für spezifische Anwendungen, sondern

wird auch den Verarbeitungsanforderungen

gerecht.

Die Thermx-LED 0201 für kosteneffizientes

LED-Licht verfügt über folgende Eigenschaften:

■■

Ein sehr hoher Reflexionsgrad – superweiß

mit einer äußerst guten Oberflächenqualität.

■■

Verglichen mit Hochtemperatur-Polyamiden

besteht eine recht hohe Reflexionsstabilität

bei Hitze- und Lichtexposition.

■■

Bessere Silikonhaftung als bei Hochtemperatur-Polyamiden.

Sehr gute Verarbeitbarkeit.

■■

Höhere mechanische Festigkeit und

Stabilität verglichen mit Hochtemperatur-Polyamiden.

■■

Wesentlich geringere Feuchtigkeitsaufnahme

als bei Hochtemperatur-Polyamiden.

Thermx LED 0201S eignet sich für anspruchsvollere

Anwendungen wie beispielsweise

für den Einsatz in Flachbildmonitoren.

Der Reflexionsgrad und die Reflexionsstabilität

sind ganz ähnlich wie bei

der Thermx LED 0201. Zusätzlich sind

noch die Bruchfestigkeit und die Schlagzähigkeit

höher.

Neben der Chemikalienbeständigkeit,

einer guten Verarbeitbarkeit und der hohen

Formstabilität eines technischen Polyesters

wie Polyethylenterephtalat (PET),

weist PCT auch noch eine hohe Hitzebeständigkeit

auf.

Das Hochtemperaturpolyester besitzt eine

Vielzahl von Vorzügen. So ist es zum

einen bleifrei lötbar, mit einer kurzfristigen

Hitzebeständigkeit von bis zu 260 °C (500

°F). Hohe Dauergebrauchstemperatur, gute

elektrische Eigenschaften, dazu gehören

hohe Kriechstrom- und Lichtbogenfestigkeit,

hohe Spannungsfestigkeit und eine

niedrige Dielektrizitätskonstante sind weitere

Vorteile. Hervorzuhebende Merkmale

sind zudem die gute Fließfähigkeit und

Färbbarkeit. Des Weiteren ist es Chemikalien-beständig

gegenüber Kfz-Betriebsstoffen

und Platinen-Reinigungsmitteln. Ein

zusätzlicher Pluspunkt ist das gute Oberflächenbild.

Die Schrumpfneigung ist wie

bei PBT. (ah)

n

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620ei0413

Mit verschiedenen Widerstandswerten

LED-Indikatoren für Frontplatten

LED-Licht in Bus und Bahn

Mehr Helligkeit und längere Lebensdauer

Bild: Microprecision Electronics

Microprecision Electronics führt

bipolare LEDs zur Wechselspannungsüberwachung

in seinem

Sortiment von Frontplatten-montierbaren

LED-Indikatoren ein. Die

verdrahtete Einheit einer roten,

grünen oder gelben bipolaren LED

und eines Widerstandes lässt sich

direkt an 120 oder 240 V AC

anschließen

und arbeitet als LED-

Spannungsüberwachung oder als

Neon-Lampen-Ersatz. Die rückund

frontseitig montierbaren

LED-Indikatoren beinhalten die

Serie 100/600 von gewölbten und

bündigen Plastiklinsen-Produkten,

sowie die CR/BR/CC-Metallgehäuse

für 0,312-Zoll-(7,92

mm) Löcher. Rückseitig montierbar

sind die einrastbare L61-Serie

oder die einschraubbare CRM/

BRM-Serie mit Metallgehäuse.

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612ei0413

Bild: Osram

Die LED-Generation Topled und

Mini Topled von Osram Opto Semiconductors

ist auf die Anforderungen

des Personentransports

nach hoher Helligkeit und hoher

Qualität zugeschnitten. Die Lichtquellen

für Innenräume mit einer

Lebensdauer von bis zu 50.000

Stunden verbrauchen als Low-

Power-Komponenten nur 0,1 W.

Bei 20 mA Betriebsstrom und einer

Farbtemperatur von 6000 K

hat Topled eine Lichtstärke von

2400 mcd. Mini Topled erreicht

bei gleichem Betriebsstrom und

einer Farbtemperatur von 4000 K

eine typische Lichtstärke von

1700 mcd und bei 6500 K typisch

1900 mcd. Weitere Eigenschaften

sind unter anderem Langlebigkeit,

Festigkeit gegenüber elektrostatischer

Aufladung (ESD) und

verbesserte Korrosionsstabilität.

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621ei0413

74 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Optoelektronik

Camera-Link-Interface

Anschluss mehrerer hochauflösender Zeilenkameras

Bild: Eltec

Im Rahmen seines Framegrabber-Portfolios

bietet Eltec Elektronik das Modell PC_

EYE/CL-2 an, das den Anschluss von zwei

Kameras über die Camera-Link-Schnittstelle

im „Full Configuration Modus“ ermöglicht.

Leistungsfähige Bildverarbeitungs-Anwendungen

benötigen für die geforderten

hohen Übertragungsraten passende

Interfaces, was in diesem

Anwendungsbereich derzeit insbesondere

Camera Link leistet. Speziell für Applikationen

mit mehreren Kameras ist Camera

Link mit einem Durchsatz von bis zu 680

MByte/s pro Kanal prädestiniert. Die hohe

Über ein einziges Camera-Link-Interface können

mehrerer hochauflösender Zeilenkameras

angeschlossen werden.

Bandbreite ermöglicht die Übertragung

von großen Datenmengen ohne Latenz-

Probleme. Modell PC_EYE/CL-2 ermöglicht

den Anschluss von zwei Kameras über

die Camera-Link-Schnittstelle im „Full

Configuration Modus“. Damit können zwei

Kameras mit der vollen Datenbandbreite

von jeweils bis zu 680 MByte/s gleichzeitig

betrieben werden. Auch vier Camera-

Link-Kameras mit Base-Konfiguration

(255 MByte/s) können genutzt werden.

Nach Pufferung in einem 512-MByte-

FIFO werden die digitalen Daten über das

PCI-Express-Interface (x4) im PC-Speicher

abgelegt. Dabei wird die CPU-Last

trotz der hohen Datenraten gering gehalten,

denn die Datenerfassung wird von der

CPU nur aufgesetzt. Während der Übertragung

per DMA kann die CPU andere

Aufgaben erfüllen.

Mit dem leistungsfähigen CL-Framegrabber

sind Anwendungen mit synchronisierten

Kameras machbar, wie Stereo Vision

oder gleichzeitige Vorder- und Rückansicht.

Über die Camera-Link-Eingänge

können digitale Zeilenkameras, digitale

Flächenkameras und andere zu Camera

Link kompatible Bildquellen angeschlossen

werden. Der PC_EYE/CL-2 Framegrabber

unterstützt Power-over-Camera-

Link (PoCL) für die Stromversorgung der

Kamera über das Camera-Link-Kabel.

Auf Basis dieser Standard-Framegrabber

werden maßgeschneiderte Lösungen für

unterschiedlichste Kundenanwendungen

angeboten. Geht es um den schnellen

Transfer von großen Datenmengen in den

Rechner, sind Framegrabber mit Übertragungsraten

von über 100 MByte/s sehr gut

geeignet. Auch bei der Bildvorverarbeitung

in Hardware bleiben Framegrabber die erste

Wahl. (ah)

n

infoDIREKT

624ei0413

Mini-Autofokus-Modul

Zum Upgrade von Kameraboard-Lösungen mit fester Linse

Bild: Scientific Instruments

Das Autofokus-Modul M3-F SI

von Scientific Instruments eignet

sich zum Upgrade einer existie-

renden Kameraboard-Lösung mit

fester Linse oder für neue Produkte,

welche eine Autofokuslösung

erfordern. Es besteht aus

einer Mikromechatronik-Plattform

und einer anwendungsspezifisch

gewählten Linse. Die Plattform

enthält einen Squiggle-Mikromotor,

die Ansteuerelektronik,

einen Miniaturpositionssensor

und einen Mikroprozessor. Über

SPI- oder I 2 C-Schnittstelle kann

das Modul mit einem Kameramodul

verbunden werden. Auf einem

Sensorarray basiert der eingebaute

Miniaturpositionssensor

Tracker. Mit hoher Auflösung und

geringer Größe ist er eine robuste,

kostensparende Alternative zu

optischen Miniaturencodern. Das

Sub-System besteht aus Magnetstreifen

und Chip, der Positionssensor

und Encoder mit Datenschnittstelle

enthält. Durch den

geringen Leistungsverbrauch eignet

sich das Modul für portable,

batteriebetriebene Kameraboards.

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613ei0413

Touch The Technology

GL SPECTIS 1.0 touch

erleben Sie das weltweit erste smart Spectrometer

Wenn Sie ein zuverlässiges, präzises und intuitiv zu

bedienendes Spektralgerät für die Lichtmessung suchen,

ist unser hochmodernes GL SPECTIS 1.0 touch die

beste Lösung für Sie.

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www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04/2013 75


Neue Produkte

Unit- und Integrationstest eingebetteter Software

Dynamische Softwaretests mit Tessy V3.0

Bild: Hitex

Die vollständig neu gestaltete Benutzerschnittstelle

der Version 3 des Werkzeugs

Tessy von Hitex basiert nun auf Eclipse.

Durch den tabellarischen Editor können

die Testdaten mehrerer Testfälle bequem

nebeneinander angezeigt werden, was die

Übersicht über die Testfälle erhöht. Gewünschte

Zusatzinformationen kann sich

der Anwender in anderen Views parallel

auf dem Bildschirm anzeigen lassen, beispielsweise

die zu einem Testfall gehörende

Zu den zahlreichen Funktionserweiterungen

von Tessy V3.0 zählt

die Verwaltung von Anforderungen.

Beschreibung. Ein weiteres

Highlight der neuen Oberfläche

ist die fortgeschrittene

grafische Anzeige von Testdaten

und Ergebnissen.

Zu den zahlreichen Funktionserweiterungen

von Tessy

V3.0 zählt die Verwaltung von

Anforderungen (Requirements

Management), womit nun die Nachverfolgbarkeit

von Anforderungen zu Testfällen

möglich ist. Anforderungen können interaktiv

angelegt oder aus einer Datei importiert

werden. Dann kann jede Anforderung

einem Modul, einer zu testenden Unit oder

einem Testfall zugeordnet werden. In einer

Übersicht wird angezeigt, ob (und gegebenenfalls

welche) Anforderungen noch ohne

Zuordnung sind. Nach Ausführung der

Tests zeigt eine weitere Auswertung an, ob

es Anforderungen gibt, bei denen ein zugehöriger

Test fehlgeschlagen ist.

Der stärker in Tessy integrierte Editor

zur Testfallspezifikation nach der Klassifikationsbaummethode

erlaubt es nun, Werte

für nicht-skalare Datentypen wie beispielsweise

Arrays und Zeiger vorzugeben,

was den Zeitaufwand für die Testfallerstellung

wesentlich verkürzt. Neu in Tessy

V3.0 ist auch die Möglichkeit, die Schnittstelle

eines Testobjekts durch den Anwender

erweitern zu können. Dies ist beispielsweise

nützlich, wenn der Wert einer Variablen

in den Test einbezogen werden soll,

jedoch das Modul, in dem diese Variable

vereinbart ist, nicht im Quell-Code, sondern

nur als Objekt-Code vorliegt. Hier

kann der Anwender nun leicht das Interface

des Testobjekts um diese Variable erweitern,

indem er die Eigenschaften der

Variablen wie beispielsweise Name und

Datentyp angibt. (ah)

n

infoDIREKT

673ei0413

Panel-PC

Geschwindigkeit um 20 Prozent erhöht

Printtransformatoren

Leerlaufleistung kleiner 0,4 W

Bild: Advantech

Die Panel-PCs PPC-6150 (15 Zoll)

und PPC-6170 (17 Zoll) von Advantech

verfügen über schnellere

Prozessoren, RAID-Steuerung und

mehrere Erweiterungssteckplätze.

Ausgestattet mit TFT-Bildschirm

und LED-Backlight sind

die beiden Modelle mit Intel Corei-Prozessor

der dritten Generation

erhältlich. Die Geschwindigkeit

dieses Prozessors ist um 20 Prozent

höher als die der Vorgängergeneration

und unterstützt 3D-

Grafikberechnungen zur Verbesserung

der Leistung des Panel-

Computers beim Ausführen von

Multitasking-Aufgaben. Neben

der i5 CPU stehen alternativ für

weniger Rechenleistung beanspruchende

Applikationen auch

ein i3- oder Celeron-Prozessor

zur Auswahl. Der Arbeitsspeicher

ist entsprechend den Anforderungen

bis 8 GByte ausbaubar. Wird

eine zusätzliche Festplatte hinzugefügt,

unterstützen beide Modelle

nun RAID 0 und 1, wodurch die

Sicherungen wichtiger Daten in

Echtzeit erfolgen kann. Geschützt

gegen Spannungsspitzen zwischen

dem Panel-PC und angeschlossenen

Industriegeräten

sind die RS-232-, 422- und

485-Ports. Mit einer variablen

Konfiguration der PCI- und PCIe-

Steckplätze ermöglichen die Panel-PCs

die Installation von Erweiterungskarten

für bestimmte

Funktionen.

infoDIREKT

656ei0413

Bild: Schukat

Die neu im Schukat-Programm

aufgenommenen EuP-Transformatoren

von Hahn bieten eine

Leerlaufverlustleistung von kleiner

0,4 W. Damit erfüllen diese

Modelle die letzte Stufe der ErP

Richtlinie (kleiner 0,5 W) und tragen

so zu einem bewussten Umgang

mit Energie bei. Die kurzschlussfesten

Bauteile in minimalen

Baugrößen mit EI30-Kern

decken Leistungen im Bereich

von 1,3 bis 2,8 VA ab. Ihre Primärspannung

kann bis zu 250 V

betragen, die Sekundärspannung

kann zwischen 2 bis maximal 38

V beziehungsweise 2 x 2 bis maximal

2 x 19 V liegen. In ihrem

vakuumvergossenen Gehäuse

steckt eine Wicklung auf Zweikammerspulenkörper.

Für einen

Leiterplatteneinsatz sind Anschlüsse

vorgesehen. Sie gehören

der Temperaturbeständigkeitsklasse

Ta 70°C/F an, ihre

maximal zulässige Dauerumgebungstemperatur

gilt auch für

den Kurzschlussfall. Ein sehr gutes

Temperaturwechselverhalten

sowie ein selbstverlöschendes

Verguss- und Haubenmaterial

verleiht den Printtransformatoren

zusätzliche Sicherheitsreserven,

die den Einsatz selbst in

Grenzbereichen ermöglichen.

Die Printtransformatoren entsprechen

den Anforderungen

nach EN61558 und sie sind

UL506 geprüft.

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657ei0413

76 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Neue Produkte

Kundenspezifische Box-PCs

Konduktionsgekühltes, skalierbares Gehäuse

Windows Embedded Compact 7 für Qseven-Modul

Embedded-Applikationen schnell entwickeln

Bild: MEN Mikro Elektronik

Der BC50I von MEN basiert auf

der AMD-G-Series-APU T48N mit

einer Taktfrequenz von 1,4 GHz.

Wird weniger oder mehr Leistung

bei Grafik und Stromverbrauch

benötigt, kann auch jede andere

APU der Embedded-G-Serie ge-

wählt werden. Er wurde speziell

für Industrieanwendungen, wie

Maschinenüberwachung und

-steuerung oder den Einsatz in

Nutzfahrzeugen und Robotern

entwickelt. Frontseitig stehen

zweimal Gigabit Ethernet über

RJ45-Stecker zur Verfügung, sowie

zwei USB- und zwei D-Sub-

Stecker für serielle Schnittstellen

oder CAN-Bus. Zwei Display-Ports

mit einer maximalen Auflösung

von je 2560 x 1600 Pixeln liefern

HD-Qualität.

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676ei0413

Bild: Congatec

Congatec präsentiert Windows

Embedded Compact 7 für das

Qseven-Modul conga-QMX6, basierend

auf dem Freescale-i.MX6

ARM-Cortex A9-Prozessor. Windows

Embedded Compact 7

(WEC7) ist die neueste Generation

in der Produktreihe von Windows

CE, dem Betriebssystem für Embedded-Applikationen

wie auf

Qseven. EC7 bietet ein 32-Bit

hart-echtzeitfähiges Betriebssystem

mit Silverlight-Unterstützung,

eine anpassbare Bedienoberfläche,

eine neue Version des Multimedia-Players,

Internet Explorer

mit Flash 10.1 und ein leistungsstarkes

Entwicklungstool. Zudem

stellt es angepasste Developerund

Designer-Werkzeuge für Programmierer

bereit.

infoDIREKT

646ei0313

Bediengehäuse

Einheitliche Systemplattform

Kompakte Steckverbinder

Für starre und flexible LED-Leiterplatten

Bild: Rittal

Bei seinen Bediengehäusen bietet

Rittal nun eine einheitliche Systemplattform

mit insgesamt neun

Standardabmessungen, einheitlichem

Systemzubehör und modernem

Design, angepasst an das

übrige Produktportfolio für die

Schnittstelle Mensch-Maschine.

Für einen einfachen Servicezugang

von vorne oder hinten lässt

sich die Bedienseite entweder an

der scharnierten Tür oder an der

festen Rückwand anbringen. Maße

von 300 x 200 x 155 mm 3 bis

600 x 600 x 210 mm 3 stehen zur

Verfügung. Alle Konstruktionsdetails

sind auf hohe Montageeffizienz

ausgelegt. So lässt sich eine

zusätzliche Aluminium-Frontplatte

auf Tür oder Rückwand schnell

und einfach montieren.

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658ei0413

Bild: Phoenix Contact

Phoenix Contact bietet nun Steckverbinder

für starre und flexible

LED-Leiterplatten an. Die weißen

Steckverbinder sind speziell für

LED-Anwendungen entwickelt

sowie für Ströme bis 10 A und

Spannungen bis 25 V ausgelegt.

Während der Stoßverbinder PTF

zwei flexible Leiterplatten miteinander

verbindet, sind bei der

zwei -oder vierpoligen Variante

zur Einspeisung bereits Leiter angeschlossen.

Mit einer Gesamthöhe

von nur 4,2 und einer Breite

von 9,2 mm ist der Steckverbinder

für die Montage von 8 mm

breiten LED-Streifen in Leitprofilen

geeignet. Der integrierte Verriegelungsmechanismus

sorgt für

eine sehr sichere Verbindung mit

der Leiterplatte.

infoDIREKT

659ei0413

Kabelverschraubung aus Edelstahl

Entspricht hohen Hygiene-Anforderungen

Mehrpolige Steckverbinder

Mit einer hohen Kontaktsicherheit

Bild: Lapp

Skintop Inox, die Kabelverschraubung

aus Edelstahl von Lapp eignet

sich zum Beispiel auch für die

Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie,

denn durch Material und

Formgebung entspricht sie den

hohen Hygiene-Anforderungen

dieser Branchen. Das abgerundete

Design mit wenig Ecken und

Kanten minimiert die Ablagerung

von Staub, Schmutz oder Speiseresten.

Zudem lässt sich die Ver-

schraubung dank der runden Formen

auch besonders leicht säubern.

Da als Werkstoff Edelstahl

verwendet wird, ist Oxidation

ebenfalls kein Thema. Das sehr

dauerhafte Material bietet auch

für andere Anwendungen mit harschen

Umgebungsbedingungen

große Vorteile, zum Beispiel Offshore-Anwendungen.

infoDIREKT

660ei0413

Die Board-to-Wire-Steckverbinder

der DF50-Serie von Hirose

(Vertrieb: Hot Electronic) wurden

um die einreihige Variante mit den

Polzahlen 2, 10 und 16 erweitert.

Die bisher realisierten Polzahlen

sind sowohl in horizontaler als

auch in vertikaler Bauform erhältlich.

Alle lieferbaren Polzahlen

sind mit einer stabilen Metallverriegelung

ausgestattet, die mit

einem deutlich hör- und fühlbaren

Klick beim Einrasten für eine sichere

Kontaktierung sorgt. Besondere

Eigenschaften der DF50-

Stecker-Serie sind die große ef-

fektive Stecklänge und die

2-Punkt-Kontaktzone für hohe

Kontaktsicherheit. Geeignet sind

sie insbesondere auch für LCD-

Displays, Digital-TV, Wireless-LAN

und Industriesteuerungen.

infoDIREKT

661ei0413

Bild: Hot Electronic

www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 04/2013 77


Neue Produkte

Oszilloskop mit 68 Kanälen in einem Chassis möglich

PXI-Digitizer mit 5 GS/s

Mikroflachkabel

Sehr gute Signalübertragung

Bild: National Instruments

Bild: Leipold

National Instruments hat den Digitizer

PXIe-5162 und die aktualisierte

Version des LabVIEW Jitter

Analysis Toolkit vorgestellt. Durch

die vertikale Auflösung von 10 Bit

und einer Sample-Rate von 5

GS/s (auf einem Kanal, beziehungsweise

1,25 GS/s auf vier

Kanälen gleichzeitig) können mit

dem Digitizer schnelle Messun-

Maßgeschneiderte Verteilerlösung

Optimierte und kompakte Bauweise

Die Leipold-Gruppe hat einen neuen

Verteilerblock mit einem Einspeisungsquerschnitt

von 500

mm² auf bis zu 2 x 240 mm² konzipiert.

Die optimierte und kompakte

Bauweise ermöglicht ein

Einschwenken der Anschlusskabel

im Eingangsbereich. Der Verteiler-

gen mit der vierfachen vertikalen

Auflösung im Vergleich zu einem

8-Bit-Oszilloskop durchgeführt

werden. Die 1,5 GHz Bandbreite

sowie vier Kanäle in einem 3-HE-

PXI-Express-Steckplatz machen

Digitizer zu einem Produkt, das

sich für hoher Kanalanzahl eignet.

In einem PXI-Chassis lassen sich

bis zu 68 Kanäle unterbringen.

Der Digitizer kann mit LabVIEW

und dem Jitter Analysis Toolkit

eingesetzt werden und enthält eine

Bibliothek für Messungen mit

hohem Durchsatz, Jitter-Messungen,

Augendiagramme und Phasenrauschmessungen.

infoDIREKT

534ei0413

Bild: Renesas Electronics Bild: Molex

Bei den hoch-dichten MediSpec-

Mikroflachbandkabel von Molex,

werden einzelne Primärdrähte

und flexible Schaltungen durch

flach angeordnete, parallele

Drähte ersetzt. Diese wurden unter

Verwendung einer Fluorpolymer-Technologie

zu einer organisierten,

dichten Einheit verbunden

und ermöglichen so eine unkom-

Optokoppler mit integrierter IGBT-Schutzfunktion

Hohe Schaltgeschwindigkeit

block ist eine maßgeschneiderte

Lösung bei der Energieverteilung

mit Kupfer- und Aluminiumleitern

bis 500 mm². Er ist eine Kooperation

zwischen Jean Müller und der

Leipold-Gruppe. Ohne diesen Anschlussblock

müsste ein zusätzlicher

Schrank gestellt werden. Diese

Kosten können nun eingespart

werden. Belastbar ist der Verteilerblock

Renesas Electronics stellt die beiden

mit 1000 V AC

/ 1500 V DC

und

Optokoppler PS9332L und

800 A (Cu) / 630 A (Al). Er ergänzt PS9332L2 mit einer integrierten

die Baureihe der bestehenden IGBT-Schutzfunktion für den Einsatz

Phasenverteilerblöcke 160, 250

in Anwendungen wie bei-

sowie 400 A.

spielsweise Industriemaschinen

und Solaranlagen vor. Sie enthalten

infoDIREKT 666ei0413

eine integrierte, aktive Miller-

1-16_42x65_NEU_Layout 1 18.04.12 09

plizierte Leitungsführung und einen

einfacheren elektrischen

Längenabgleich. Diese Technologie

gewährleistet, dass alle Drähte

bei einem streng kontrollierten

Raster genau die gleiche Länge

haben und damit präzise elektrische

Eigenschaften aufweisen.

Für invasive Eingriffe und implantierbare

medizinische Vorrichtungen,

wie zum Beispiel Katheter,

Videoarthroskopie, Glukoseüberwachung,

implantierbare Therapiegeräte,

Schmerzmanagement

und minimal invasive bildgebende

Verfahren eignen sich diese

Kabel sehr gut.

infoDIREKT

Klemmschaltung zur Vermeidung

von IGBT-Fehlfunktionen. Durch

die sehr hohe Schaltgeschwindigkeit

setzen die Bausteine Maßstäbe

unter Optokopplern zur IGBT-

Ansteuerung mit integrierter

Schutzfunktion. Sie sind in einem

kompakten 8-poligen SDIP erhältlich

und für Hochtemperaturbetrieb

spezifiziert. Die Optokoppler

bestehen aus einer Gallium-

Aluminum-Arsenid (GaAlAs) LED

als Lichtquelle, einer Fotodiode,

einem IC-Fotodetektor sowie der

IGBT-Schutzschaltung.

infoDIREKT

662ei0413

533ei0413

TMC5031

DUAL AXIS STEPPER DRIVER

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Literatur

Analog Circuit Design, Volume 2

Die schwarze Kunst des Analog Designs

Auf rund 1250 Seiten ist jetzt der zweite

Band über die analoge Schaltungsentwicklung

aus dem Hause Linear Technology in

englischer Sprache erschienen. Bob Dobkin,

Mitgründer von Linear Technology

und der 2011 verstorbene Chefentwickler

des Unternehmens, Jim Williams, bieten

damit die Fortsetzung des ersten Bandes

„A Tutorial Guide to Applications and Solutions".

In diesem, im wahrsten Sinne des

Wortes, schwergewichtigen Buch mit dem

Originaluntertitel „Immersion in the Black

Art of Analog Design" sind die wichtigsten

Linear Technology Applikationsschriften

Bild: Linear Technology

von Dobkin und Williams sorgfältig ausgewählt

und gegliedert in die Themenbereiche

Powermanagement, Datenwandlung,

Signalaufbereitung und -verarbeitung sowie

Hochfrequenz-Schaltungstechnik zusammengestellt

worden. Den größten

Raum nehmen die Schaltungsbeispiele mit

den Schaltungstipps und -tricks sowie den

zugehörigen Messergebnissen ein. Eine Literaturliste

und ein umfangreiches Stichwortverzeichnis

runden dieses von Profis

für Profis erstellte Werk ab.

Das gebundene Buch (Hardcover, 1. Edition,

2013) ist im Verlag Elsevier Inc., Newnes,

erschienen und unter der ISBN 978-

0-12-397888-2 für 84,95 $ beziehungsweise

60,95 € erhältlich.

Eine E-Book-Version ist ebenfalls verfügbar.

(jj)

n

infoDIREKT

Das Buch ist

auch als E-Book

erhältlich.

579ei0413

Neue HY-Line-Broschüre

On-Board-Stromversorgungen

Schukat-Kataloge 2013

Themen-Kataloge erweitert

Mit der Broschüre

„On-

Board Stromversorgungen“

liefert HY-Line

Power Components

auf 16

Seiten einen umfassenden Überblick

über intelligente Stromversorgungslösungen

für Embedded-

und kompakte Rack-Systeme.

Gezeigt werden ein 330-W-

Netzteil in Visitenkartengröße,

isolierte DC-Bus-Konverter, nichtisolierte

POL-Regler und ein kompakter

60-W-DC/DC-Wandler. Ein

Bild: HY-Line Power Components

Highlight sind Factorized-Power-

Systeme, die mit einem getrennten

Vorregler und „Gleichspannungs-Transformator"

arbeiten

und so hohe Wirkungsgrade auch

in größeren Systemen mit langen

Leitungen mit dem „Heruntertransformieren"

am Point of Load

kombinieren. Zero-Voltage- und

Zero-Current-Switching sorgen

bereits für gute EMV, aktive Einund

Ausgangs-EMI-Filter im selben

Formfaktor sind zusätzlich

verfügbar und beschrieben.

infoDIREKT

680ei0413

Von Cherry

Industrial

Solutions ist

ein neuer

kompakter

Gesamtkatalog verfügbar. Auf 32

Seiten wird ein Überblick über

das komplette Produktportfolio an

Schaltern, Wippschaltern, Codierschaltern,

Tastenmodulen, Sensoren

und Steuerungen verschafft.

Dieser Gesamtkatalog ersetzt die

bisherigen umfangreichen Einzelbroschüren

für Schalter, Sensoren,

Wippschalter und Mechatronik,

die ab jetzt nicht mehr nach-

Schukat hat

seine Themen-Kataloge

erweitert.

Auf 2336

Seiten sind

alle technischen Details und Preise

des mehr als 20.000 Produkte

starken Portfolios zusammengefasst.

Die über 2420 Neuzugänge

sind auf farbig gekennzeichneten

News-Seiten aufgeführt. 1200

zusätzliche Produkte enthält der

Katalog Bauteile 2013. Im Katalog

Halbleiter 2013 werden 420 neu

aufgenommene Produkte vorge-

Bild: Schukat

stellt. Insgesamt 800 Zugänge

finden sich im Katalog Komponenten

& Geräte 2013. Das Standardprogramm

von Recom ergänzt

Schukat mit speziellen Produktlösungen

für die Medizintechnik

und Wandlern für

Umgebungstemperaturen bis 100

°C. Im neuen Produktbereich

LED-Beleuchtung sind LED-Retrofits,

LED-Leuchtstreifen und

LED-Flutlichtstrahler von Philips,

LG Electronics, Zenaro und Ledino

vertreten.

infoDIREKT

681ei0413

Kompakter Gesamtkatalog von Cherry

Überblick über gesamtes Produktportfolio

Sensoren für Weg, Winkel und Neigung

Übersichtskatalog Positionssensoren

Bild: Cherry Industrial Solutions

gedruckt werden. Trotz der kompakten

Form sind neben

Produktinformationen noch Bestellschlüssel-Übersichten

und

technische Zeichnungen mit

sämtlichen Abmessungen zu allen

Produktbaureihen enthalten.

Detailinformationen sind auf der

Firmen-Webseite zu finden. Dazu

gehören alle technischen Informationen,

Datenblätter und FAQs

über sämtliche aktuellen Schalter-,

Sensor- und Steuerungsbaureihen

des Unternehmens.

infoDIREKT

682ei0413

Mit dem Übersichtskatalog

Positionssensoren

gibt ASM

den Konstrukteuren

eine

praktische Entscheidungsgrundlage

für die Auswahl

des richtigen Positionssensors

an die Hand. Ob Weg, Winkel

oder Neigung, ASM bietet mit

sechs innovativen Produktlinien

Sensorlösungen für die vielfältigsten

Positionsmessungen an.

Neben dem Produktprogramm

mit allen technischen Details wird

Bild: ASM

auch ausführlich das Funktionsprinzip

jeder Sensorvariante erläutert.

Zusammen mit vielen Anwendungsbeispielen

steht ein

Grundlagenwerk für die Auswahl

der richtigen Sensortechnologie

und des passenden Modells bereit.

Das ASM-Produktprogramm

umfasst Wegseil- und Wegband-

Sensoren, magnetostriktive Positions-Sensoren,

magnetische

Winkelsensoren, MEMS-Neigungssensoren

sowie magnetische

Encoder.

infoDIREKT

578ei0413

80 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


Gewinnspiele

Toshiba präsentiert ein vorkonfiguriertes Entwicklungsboard

für die schnelle Umsetzung

von Antriebssteuerungen, die auf Toshibas

ARM Cortex-M370 Mikrocontroller basieren.

Das Sigma-Board kann als Starterkit, Refeelektronik

industrie-Leser gewinnen immer

Gewinnen Sie einen 400 VA Universal-Konverter, gespendet von

LXinstruments im Wert von etwa 1250 €!

Einsendeschluss:

30. Juni 2013

Bild: apt/LXinstruments

Das Vari Plus 104 des US-amerikanischen Herstellers

Associated Power Technologies ist ein

universeller 400 VA Universal-Konverter, der

speziell für den Einsatz in der Produktion von

elektrischen Geräten entwickelt wurde. Mit ihm

können Hersteller Tests nach allen gängigen

internationalen Sicherheitsstandards realisieren,

ohne hierfür separate und teure AC-

Stromquellen kaufen zu müssen. Dabei verfügt

das Gerät über Eigenschaften, die über die Einsatzmöglichkeiten

traditioneller variabler Umrichter

weit hinausgehen. Das Vari Plus 104 bietet

genaue Messungen, eine sichere Schnellabschaltung

und vor allem ein einfach und intuitiv

zu nutzendes Interface. Für weltweit tätige Hersteller

ist die Netzfrequenz des Vari Plus 104 auf

Knopfdruck für Geräte mit Netzanschluss von

50 Hz und 60 Hz umstellbar.

Das Gerät wird in Deutschland durch LXinstruments

vertrieben. Zur Markteinführung wartet

der Distributor und Integrator mit einer Sonderaktion

auf. Interessenten stellen die Böblinger

ein Gerät probeweise zur Verfügung. So lässt

sich das Vari Plus 104 in Ruhe testen. Sollte es

wider Erwarten nicht gefallen, kann es bis zum

Ende der Testphase einfach zurückgeschickt

werden.

Nutzen Sie Ihre Gewinnchance auf ein Vari

Plus 104 und schreiben Sie unter dem Stichwort

LXinstruments-Gewinnspiel eine E-Mail

mit Namen und Firma an:

info@elektronik-industrie.de

Viel Glück wünscht die Redaktion!

Die Gewinner der Gewinnspiele werden jeweils

in einer der nächsten Ausgaben veröffentlicht.

Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.

infoDIREKT www.all-electronics.de574ei0413

elektronik industrie-Leser gewinnen immer

Gewinnen Sie eines von fünf ARM Cortex Entwicklungsboards von

Toshiba für die schnelle Umsetzung von BLDC-Antriebssteuerungen!

Einsendeschluss:

30. Juni 2013

Bild: Toshiba

renzdesign oder als eigenständige

Lösung für die

feldorientierte Ansteuerung

(FOC)/Vektorsteuerung

bürstenloser Gleichstrommotoren

(BLDC) mit

Nennwerten bis 36 V und

2 A direkt verwendet werden.

Es ist eine doppelseitig

bestückte 2,5 x 5 cm 2

große Leiterplatte.

Die Digitalseite enthält

den Mikrocontroller

TMPM373, eine USB-zuseriell

Schnittstelle mit einer

Übertragungsrate von

115 kbit/s, einen USB-Anschluss

für einen Host-PC, eine RGB-LED zur Anzeige

der Motorphase, Schnittstellen für die U-,

V- und W-Motorphasenausgänge sowie High-Side-MOSFETs.

Die Analogseite enthält: Gate-Trei-

ber, einen Strommesskreis mit 50-mΩ-

Shuntwiderstand und einen Verstärker zur

Strommessung, einen Überstrom-Komparator

und die Low-Side-MOSFETs. Die MCU hat eine

integrierte Vektor-Engine, einstellbare Funktionen

für die Motoransteuerung und Peripherie

für Antriebslösungen. Die Motor-Control-Firmware

ist vorkonfiguriert. Eine OFD-Einheit (Oscillation

Frequency Detection) sorgt für die Einhaltung

des Gerätesicherheit nach IEC 60730.

Nutzen Sie Ihre Gewinnchance und schreiben

Sie unter dem Stichwort „Toshiba-Gewinnspiel“

eine E-Mail mit Name und Firma an:

info@elektronik-industrie.de

Viel Glück wünscht die Redaktion!

Die Gewinner der Gewinnspiele werden jeweils

in einer der nächsten Ausgaben veröffentlicht.

Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.

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Verzeichnisse/Impressum

Inserenten

AMSYS, Mainz 34

A.S.T., Dresden 39

batteryuniversity.eu, Karlstein 61

Beta LAYOUT, Aarbergen 25

Bicker Elektronik, Donauwörth 71

Conrad Electronic, Hirschau 11, 13

CONTRINEX, Nettetal 69

CWIEME, GB-Sturminster

Newton 53

Digi-Key Corporatio,

USA-Thief River Falls TS, 2. US

E-A Elektro-Automatik, Viersen 57

Elmos Semiconductor, Dortmund 33

ET System, Altlußheim 37

Fischer, Lüdenscheid 3

Fortec/Cincon, Nauheim 71

GlobTek, USA-Northvale 55

HAMEG, Mainhausen 79

iC-Haus, Bodenheim 31

Ineltek,, Heidenheim 27

Infineon Technologies, Neubiberg TS

Inpotron, Hilzingen 61

International Rectifier,

GB-Reigate, Surrey

3. US

IS-LINE, Unterhaching 21

Iseg, Radeberg / OT Rossendorf 65

JUST NORMLICHT, Weilheim/Teck 75

Kunze Folien, Oberhaching 67

Kurz, Remshalden 23

LEM, CH-Plan-les-Ouates 63

M + R Multitronik, Lübeck 68

Meister-boxx, Landsberg am Lech 78

MF Instruments,

Albstadt-Truchtelfingen 43

National Instrument, München 47

OKW Odenwälder Kunststoffwerke,

Buchen 41

OMICRON, A-Klaus

4. US

Reinhardt, Diessen-Obermühlhausen 39

Rigol Technologies, Puchheim 49

Rohm Semiconductor, Willich 9

RUTRONIK, Ispringen 5

Schulz-Electronic, Baden-Baden 59

SENSIRION, CH-Stäfa ZH 25

Telemeter, Donauwörth 79

Toellner, Herdecke 51

Toshiba, Düsseldorf 35

TRINAMIC, Hamburg 79

Zentrum Mikroelektronik,

CAN-Montreal 29

Unternehmen

Acam 35

Advantech 7, 76

Advico microelectronics 3

Agilent Technologies 44

Aimtec 71

AMA 3

AMD 7

Analog Devices 20

ASM 80

Associated Power Technologies 81

Autronic 70

batteryuniversity.eu 13

Bicker Elektronik 61

BMZ 12

Celanese Corporation 74

Cherry Industrial Solutions 80

Compumess Elektronik 70

Congatec 7, 77

Data Translation 53

Digilent 32

DKE 11

EBZ-Dresden 57

Eltec Elektronik 75

Emtron electronic 69

Equita Holding 8

Erni Electronics 8

Everlight Electronics 73

Figaro Engineering 33

Fraunhofer-Institut IAF 12

Fujitsu 7

Future Electronics 66

General Electric 7

Globtek 70

Goldammer 53

Gramma Tech 52

Hahn 76

Hannover Messe 7

Hirose 77

Hitex 76

Hochfrequenzphysik und Radartechnik

FHR 12

Hot Electronic 77

HY-Line Power Components 70, 80

IC-Haus 32

Infineon Technologies 16, 62

IS-Line 35

Jean Müller 79

Jenoptik 33

Karlsruher Institut für Technologie 9

Lapp 77

Leipold-Gruppe 79

Linear Technology 24, 69, 71, 80

LXInstruments 48, 81

Mammut 30

Maxim Integrated 32, 72

Mean Well 69

Melexis 34

MEN Mikro Elektronik 8, 77

Microprecision Electronics 74

Molex 79

MSC 71

Murata Power Solutions 70

National Instruments 36, 79

Omron Electronic Components 26

Osram Opto Semiconductors 73

Phoenix Contact 54, 77

Polytec 3, 10

Recom Electronic 58, 68, 80

Renesas Electronics 79

Rigol Technologies 40, 53

Rittal 77

Schreiner ProTech 30

Schukat 68, 76, 80

Schulz Electronic 68

Scientific Instruments 75

Sens Action 3

Sensirion 34

SFC Energy 57

Spectrum Systementwicklung 39

STMicroelectronics 10, 35

Tabor Electronics 40

TDK-Lambda 68

Tektronix 11, 52

Texas Instruments 68

Ticona 74

Toshiba 81

TU Ilmenau 3

Unitronic 33

VDE 11

Veredus Laboratories 10

Xarion Laser Acoustics 3

XP Power 71

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

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Art Director: Jürgen Claus

Layout und Druckvorstufe:

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Druck: pva GmbH, Landau

ISSN-Nummer: 0174-5522

Jahrgang/Jahr: 44. Jahrgang 2013

Erscheinungsweise: 11 Ausgaben jährlich

Bezugsbedingungen/Bezugspreise 2013 (unverbindliche

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82 elektronik industrie 04/2013

www.elektronik-industrie.de


StrongIRFET Robuste,

zuverlässige MOSFETs

Spezifikationen

Bauteilnummer B VDSS

ID@

25°C

R DS(on)

max@

Vgs = 10V

Qg@

Vgs = 10V

Gehäuse

IRFH7004TRPbF 40 V 100 A 1.4 mΩ 134 nC PQFN 5x6

IRFH7440TRPbF 40 V 85 A 2.4 mΩ 92 nC PQFN 5x6

IRFH7446TRPbF 40 V 85 A 3.3 mΩ 65 nC PQFN 5x6

IRF7946TRPbF 40 V 90 A 1.4 mΩ 141 nC

DirectFET

Medium Can

IRFS7437TRLPbF 40 V 195 A 1.8 mΩ 150 nC D 2 -Pak

IRFS7440TRLPbF 40 V 120 A 2.8 mΩ 90 nC D 2 -Pak

IRFS7437TRL7PP 40 V 195 A 1.5 mΩ 150 nC D 2 -Pak 7pin

IRFR7440TRPbF 40 V 90 A 2.5 mΩ 89 nC D-Pak

IRFB7430PbF 40 V 195 A 1.3 mΩ 300 nC TO-220AB

Features:

• Ultra-niedriger R DS(on)

• Hochstrombelastbar

• Für den Industrieeinsatz qualifiziert

• Breites Portfolio-Angebot

Applications:

• Batterie-Packs

• Umrichter

• USV

• Solarwechselrichter

• Gleichstrommotoren

• ORing oder Hotswap

IRFB7434PbF 40 V 195 A 1.6 mΩ 216 nC TO-220AB

IRFB7437PbF 40 V 195 A 2 mΩ 150 nC TO-220AB

IRFB7440PbF 40 V 120 A 2.5 mΩ 90 nC TO-220AB

IRFB7446PbF 40 V 118 A 3.3 mΩ 62 nC TO-220AB

IRFP7430PbF 40 V 195 A 1.3 mΩ 300 nC TO-247

Für weitere Informationen sind wir unter +49 (0) 6102 884 311

erreichbar oder besuchen Sie uns unter www.irf.com

THE POWER MANAGEMENT LEADER


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Halle 7, Stand 165

Wir freuen uns!

Besuchen Sie uns auf der PCIM Europe!

Informieren Sie sich bei unseren Live-Messungen über die neuesten

Messmethoden im Bereich der Stromversorgungsanalyse!

Besuchen Sie unsere Vortragsreihe am 16. Mai direkt auf der PCIM zu den Themen:

• Charakterisierung und Fehlerdiagnose in verteilten Stromversorgungssystemen (09:30 - 10:20 Uhr)

• Digitale DC/DC-Wandler und Digitale PFCs (10:30 - 11:20 Uhr)

• SMPS Bode Analyse mit LTspice (11:30 - 12:20 Uhr)

Weitere Informationen finden Sie auf www.omicron-lab.com/pcim

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