Осциллографы: универсальные инструменты для всех стадий создания нового продукта — от идеи до выпуска

Прокладывая путь для автомобилей будущего

Ожидающие нас в будущем автомобили будут компьютерами на колесах. Согласно исследованию консалтинговой компании Roland Berger, средняя доля электроники и программного обеспечения в автомобилях в денежном выражении вырастет до 7000 долларов США к 2025 году или значительно большего показателя, если учитываются батареи электромобиля. Осциллографы играют важную роль в проектировании автомобильной электроники.

Обмен данными между бортовыми компьютерами и различными компонентами автомобиля, такими как радиолокационные датчики, система освещения и развлекательная система, осуществляется по специальным автомобильным шинам данных (например, CAN или автомобильный Ethernet). Для проверки надлежащей работы этих систем требуется осциллограф с точно согласованным программным обеспечением, и именно это предлагает Rohde & Schwarz своим покупателям.

Хорошо для окружающей среды...

Производство энергии из возобновляемых источников ставит совершенно новые задачи перед силовой электроникой. Например, выходная мощность ветрогенераторов подвержена сильным колебаниям, что отрицательно влияет на требуемую стабильность работы электросети. Поэтому с помощью специальной силовой электроники электричество от ветрогенераторов преобразуется в стабильное сетевое напряжение, однако на этот процесс также затрачивается энергия. Чтобы добиться максимального коэффициента использования производимого электричества, в отрасли ведутся интенсивные разработки энергоэффективных преобразователей.

Необходимые для этого высоковольтные осциллографы доступны в ассортименте продукции Rohde & Schwarz. В качестве примера можно привести портативный осциллограф R&S®Scope Rider RTH, который идеально подходит для технического обслуживания на месте эксплуатации. Благодаря входным каналам с гальванической развязкой этот осциллограф может работать непосредственно в системе ветрогенератора без каких-либо дополнительных периферийных устройств, что означает непревзойденное удобство для пользователей.

... и для интернета вещей

В задачах по производству электроэнергии главными целями являются максимальная эффективность использования энергии и минимальное влияние на окружающую среду, тогда как энергоэффективные технологии для малых устройств направлены на увеличение их времени работы. Мы все знаем по себе, как неожиданно быстро индикаторы зарядки на смартфонах и умных часах приближаются к красному участку.

Эта проблема станет еще более острой в будущем, когда миллионы датчиков и миниатюрных устройств внутри и вне помещений будут подключены к интернету вещей. Большинство этих автономных устройств со встроенными модулями беспроводной связи будут работать от батарей питания, при этом они будут рассчитаны на многолетнюю работу без техобслуживания.

В этих устройствах важен каждый микроватт, чтобы экономить энергию. И здесь осциллографы вновь приходят на помощь разработчикам. С их помощью разработчики могут измерять энергию, поступающую от аккумуляторной батареи в зависимости от времени, и исследовать взаимосвязь между функциями устройства и током потребления. Это позволяет целенаправленно сглаживать пиковые токи потребления и таким образом продлевать время работы аккумулятора.

Космические полеты, захватывающая дух скорость и привычка побеждать

Иногда эти универсальные приборы находят свое применение в самых неожиданных местах. Например, в 2016 году компания Rohde & Schwarz отправила свой портативный осциллограф R&S®Scope Rider RTH в космос. После 2,5-часового полета на высоте в 32 тысячи метров при температуре –60°C прибор продолжал безупречно работать.

Осциллографы также приносят пользу в приложениях, связанных с высокими скоростями: участники соревнования Formula Student испытывали электронику своих гоночных автомобилей с помощью прибора R&S®Scope Rider RTH. А в 2019 году на четвертом конкурсе Hyperloop в Лос-Анджелесе осциллограф &S®RTM3004 помог студентам Технического университета Мюнхена в четвертый раз подряд занять первое место. На этом конкурсе студенческие команды со всего мира соревнуются в создании прототипа капсулы для высокоскоростной транспортной системы Hyperloop.

С нуля до максимума! За десять лет

Осциллографы являются новейшей группой продукции в ассортименте контрольно-измерительного оборудования Rohde & Schwarz. Специалисты компании разработали функции, которые не существовали ранее, но были востребованы пользователями. В качестве примера можно привести запуск — важную функцию каждого осциллографа, с помощью которой начинается измерение. Ранее во всех доступных на рынке приборах применялся аналоговый запуск. Компания Rohde & Schwarz сделала запуск цифровым. Цифровой запуск имеет не только значительно более высокую точность по сравнению с аналоговым запуском, но и открывает новые возможности визуализации сигналов в мельчайших подробностях.

Еще одним фактором успеха стали и по-прежнему являются проектирование и изготовление основных компонентов собственными силами компании. Например, используемые в приборах ультраэффективные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) — это не стандартные компоненты, а специально разрабатываемые в Rohde & Schwarz решения. Из соображений производительности важные измерительные функции реализуются не в программном обеспечении, а в виде специализированных интегральных плат, которые также разрабатываются в Rohde & Schwarz.

Но даже самая лучшая технология бесполезна в неудобной упаковке, поэтому в ходе проектирования особое внимание уделяется пользовательскому интерфейсу. Передовое сенсорное управление приборами задает новые стандарты в отрасли и было отлично воспринято пользователями.

На сегодняшний день компания Rohde & Schwarz лидирует на рынке осциллографов. От базовых приборов для учебных целей до портативных и высокотехнологичных лабораторных осциллографов — пользователи могут выбирать разнообразные модели и варианты конфигурации. И разработки не стоят на месте.