Allgemeine Messtechnik

Oszilloskope: Allround-Werkzeuge für den Weg von der Vision zum Produkt

Oszilloskope sind Arbeitstiere. Zuverlässig und routiniert erledigen sie ihren Job. Ingenieure und Servicetechniker benutzen sie, um den Zeitverlauf elektrischer Signale sichtbar zu machen. Das ist eine Information, die überall gebraucht wird – bei der Entwicklung eines PC-Boards und der Fehlersuche in einem Mobilfunk-Schaltkreis ebenso wie bei der Überprüfung der Elektronik im Auto. Oszilloskope sind das Standardmessgerät im Elektroniklabor, sie gehören zur Grundausstattung für jeden, der elektronische Geräte entwickelt, herstellt oder repariert.

Rohde & Schwarz ist seit nunmehr zehn Jahren erfolgreich im Oszilloskope-Markt unterwegs. Und musste vom Start weg innovativ sein, um den Anwendern einen echten Mehrwert gegenüber etablierten Geräten zu bieten. Dafür konnte das Unternehmen auf seine über 85 Jahre Erfahrung mit Hightech-Messgeräten aufbauen. Vor allem aber überzeugte es die Anwender mit neuartigen Lösungen, die bis dahin am Markt nicht verfügbar waren.

Dass sich immer mehr Kunden für ein Oszilloskop von Rohde & Schwarz entscheiden, kommt nicht von ungefähr. Die Experten halten engen Kontakt zu den Märkten, in denen die Geräte zum Einsatz kommen. Und machen sich die Bedürfnisse der Anwender zu eigen.

Wegbereiter für die Autos von morgen

Das Auto von morgen wird zu einem Computer auf Rädern. Laut einer Studie von Roland Berger steigt der durchschnittliche Wertanteil von Elektronik und Software im Auto bis 2025 voraussichtlich auf rund 7.000 Dollar. Nimmt man die Akkus der E-Fahrzeuge hinzu, wird der Anteil sogar noch deutlich größer. Bei der Entwicklung der elektronischen Bordsysteme spielt das Oszilloskop eine wichtige Rolle.

Die Kommunikation der Bordcomputer mit den einzelnen Fahrzeugkomponenten, etwa den Radarsensoren, der Lichtanlage oder dem Entertainment-System, basiert auf speziellen Automotive-Datenbussen wie CAN oder Automotive Ethernet. Wer deren korrekte Arbeitsweise untersuchen will, braucht Oszilloskope mit genau darauf zugeschnittener Software. Von Rohde & Schwarz bekommt er sie.

Gut für die Umwelt…

Die Erzeugung erneuerbarer Energien stellt auch vollkommen neue Herausforderungen an die Leistungselektronik. Bei der Windkraft beispielsweise schwankt die Leistung sehr stark – Gift für ein stabiles Netz, das wir uns alle wünschen. Der erzeugte Strom aus Windkraft wird deshalb mit spezieller Leistungselektronik in eine stabile Netzspannung gewandelt – ein Vorgang, der Energie kostet. Da die grünste Energie die ist, die nicht verbraucht wird und deshalb gar nicht erst erzeugt werden muss, arbeitet die Industrie mit Hochdruck an energiesparenden Wandlern.

Die hochspannungsfesten Oszilloskope, die man für deren Entwicklung braucht, sind im Rohde & Schwarz-Programm zu finden. Wie beispielsweise der mobile R&S®Scope Rider RTH, der unter anderem bei der Wartung vor Ort zum Einsatz kommt. Durch seine elektrisch isolierten Eingänge kann er ohne weiteres Zubehör direkt in den Windkraftanlagen genutzt werden. Ein unschlagbarer Vorteil für die Anwender.

… und für das Internet der Dinge

Geht es in der Starkstromtechnik ums Energiesparen im Großen und damit nicht zuletzt um die Ökobilanz, haben Stromspartechnologien für kleinere Geräte vor allem das Ziel, die Laufzeit zu verlängern. Jeder hat bereits die Erfahrung gemacht, wie unangenehm schnell sich der Ladebalken von Smartphone oder Smartwatch dem roten Bereich nähert.

Die Laufzeitfrage wird in Zukunft noch wichtiger, wenn Millionen von Sensoren und Minigeräten im Innen- und Außenbereich das Internet der Dinge bilden. Ein Großteil dieser autonomen Einheiten mit eingebautem Funkteil, die teilweise jahrelang ohne Wartung funktionieren müssen, wird seinen Strom aus Akkus beziehen.

Deshalb zählt hier jedes Mikrowatt an eingesparter Leistung. Auskunft hierüber bekommt der Entwickler wieder über das Oszilloskop. Mit dessen Hilfe kann er die aus der Batterie entnommene Leistung zeitaufgelöst ermitteln und Zusammenhänge zwischen den Aktivitäten des Geräts und dem korrespondierenden Stromverbrauch aufdecken. Verbrauchsspitzen lassen sich so gezielt entschärfen und damit die Batterielaufzeit verlängern.

Von Höhenflügen, Geschwindigkeitsrausch und Siegertypen

Manchmal finden sich die Alleskönner auch an ungewöhnlichen Stellen wieder: 2016 zum Beispiel schickte Rohde & Schwarz sein Handheld-Oszilloskop R&S®Scope Rider RTH ins All. Nach einer Flugzeit von zweieinhalb Stunden, einer Flughöhe von 32 000 Metern und Temperaturen von bis zu -60 °C, denen das Gerät ausgesetzt war, funktionierte es immer noch tadellos.

Auch wenn es um hohe Geschwindigkeiten geht, sind Oszilloskope gefragt: Beim Konstruktionswettbewerb Formula Student testeten die Teilnehmer die Elektronik ihres Rennwagens mit einem R&S®Scope Rider RTH. Und 2019, bei der vierten Hyperloop-Competition in Los Angeles, verhalf das R&S®RTM3004 den Studenten der Technischen Universität München (TUM) sogar zum Sieg, dem vierten in Folge. Im Rahmen dieses Wettbewerbs sind Studententeams aus aller Welt aufgefordert, eine Kabinenkapsel für ein Hochgeschwindigkeitsverkehrssystem (Hyperloop) zu entwickeln.

Von Null auf Wow! in zehn Jahren

Oszilloskope sind die jüngste Produktgruppe im Messgeräteprogramm von Rohde & Schwarz. Die Spezialisten entwickelten Funktionen, die es so noch nicht gab, aber auf der Wunschliste der Kunden standen. Ein Beispiel: Eine der zentralen Funktionen jedes Oszilloskops ist der sogenannte Trigger, der den Messvorgang startet. Bei allen Geräten am Markt basierte er bis dahin auf analoger Technik. Rohde & Schwarz hat ihn digitalisiert. Der digitale Trigger erwies sich nicht nur als deutlich präziser als der analoge, sondern bot auch ganz neue Messmöglichkeiten, um feinste Signaldetails sichtbar zu machen.

Ein weiterer Erfolgsbaustein war und ist die hausinterne Entwicklung und Fertigung der Hauptkomponenten. Die extrem leistungsfähigen Analog-Digital-Wandler der Geräte zum Beispiel sind nicht am Markt erhältlich, sondern eine Eigenentwicklung. Wichtige Messfunktionen werden aus Performance-Gründen nicht in Software realisiert, sondern in anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) ausgelagert, die Rohde & Schwarz selbst entwickelt.

Doch die beste Technik kommt nicht zum Tragen, wenn sie nicht bedienfreundlich verpackt wird. Das User Interface war deshalb ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt. Die ausgeklügelte Touch-Bedienung der Geräte setzte Maßstäbe und wurde von den Anwendern mit Beifall aufgenommen.

Heute ist Rohde & Schwarz aus dem Oszilloskope-Markt nicht mehr wegzudenken. Vom Einstiegsgerät für Ausbildung und Lehre über Handhelds bis zum High-End-Laborboliden kann der Anwender unter einer Vielzahl von Modellen und Ausstattungsvarianten wählen. Und die Entwicklung geht weiter.