Minimierung der Leistungsaufnahme

Hochpräzise Zweiquadranten-Netzgeräte erzeugen Stromprofile und simulieren Batterien

Ein R&S®NGM202 Netzgerät im Batterie-Simulationsmodus. Auf dem Bildschirm werden sämtliche Schlüsselparameter der Batterie dargestellt.
Ein R&S®NGM202 Netzgerät im Batterie-Simulationsmodus. Auf dem Bildschirm werden sämtliche Schlüsselparameter der Batterie dargestellt.
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Ihre Anforderung

Immer mehr Geräte sind batteriebetrieben oder sind aus anderen Gründen auf einen niedrigen Leistungsverbrauch angewiesen. Um die Leistungsaufnahme Ihres elektronischen Geräts zu minimieren, müssen Sie das exakte Stromprofil kennen. Die R&S®NGM200 Netzgeräteserie liefert diese Informationen.

Lösung von Rohde & Schwarz

Das einkanalige R&S®NGM201 und das zweikanalige R&S®NGM202 (siehe Abbildung) liefern bis zu 60 W Ausgangsleistung pro Kanal. Dank des linearen Zwei-Quadranten-Designs ihrer Ausgangsstufen können sie sowohl als Quelle als auch als Senke betrieben werden. Mit vier Strommessbereichen und bis zu 6½ Stellen Auflösung zum Messen von Spannung, Stromstärke und Leistung eignen sich die R&S®NGM200 Netzgeräte ideal für die Charakterisierung von Schaltkreisen mit hohen Stromspitzen und niedriger Leistungsaufnahme in Standby. Ihre schnellen Ausregelzeiten von weniger als 30 μs und sehr geringes Überschwingen selbst während eines anspruchsvollen Lastwechsels sind weitere Schlüsseleigenschaften für Messungen an IoT-Modulen und anderen batteriebetriebenen Geräten. Die Netzgeräte werden über einen 5"-Touchscreen bedient, der einen schnellen und einfachen Zugriff auf alle Parameter ermöglicht.

In dieser Application Card werden zwei der vielen herausragenden Eigenschaften dieser Netzgeräte beschrieben.

FastLog für detailliertere Messungen

Für anspruchsvolle Applikationen lässt sich die FastLog-Funktion aktivieren. Zusätzlich zur 6½-stelligen Messdatenauflösung der R&S®NGL200-Serie bietet diese Funktion eine Hochgeschwindigkeitserfassung und entsprechende Analysefunktionalitäten. Spannung und Stromstärke lassen sich gleichzeitig mit einer zeitlichen Auflösung bis minimal 2 µs messen. Für eine spätere Analyse können die resultierenden Daten auf einen USB-Stick oder andere Speichermedien abgelegt werden. Alternativ lassen sich die Daten in Echtzeit über USB oder LAN an einen externen Computer senden, beispielsweise in einer Produktionsumgebung.

Das Beispiel im Screenshot zeigt ein R&S®NGM201, das eine Funkuhr versorgt, wobei die FastLog-Funktion den Stromverbrauch aufzeichnet. Der Stromstärkeverlauf zeigt eindeutig die Bewegungen des Sekundenzeigers. Alle 10 s treibt ein Puls den Minutenzeiger voran. Die aufgezeichneten Daten sind so präzise, dass eine einzelne Zeigerbewegung analysiert werden kann. In der vergrößerten Ansicht sieht man, wie der Mikrocontroller aus dem Ruhezustand erwacht, den Zeiger beschleunigt und anschließend abbremst. Man kann sogar erkennen, dass Energie in das Netzgerät zurückgeführt wird, sobald der Zeiger abgebremst wird.

Batteriesimulation

Optional können mit den R&S®NGM200 Netzgeräten (wiederaufladbare) Batterien simuliert werden. In dieser Betriebsart verhält sich das Netzgerät wie eine vorkonfigurierte Batterie (siehe Abbildung). Die Batterieparameter lassen sich bequem am Netzgerät einstellen. Zu Testzwecken sind mehrere Standard-Batterietypen vorinstalliert. Da die R&S®NGM200 Netzgeräte sowohl als Energiequelle als auch als Senke fungieren, kann der Entlade- und Ladevorgang einer wiederaufladbaren Batterie simuliert werden. Das zweikanalige R&S®NGM202 ist das erste Modell auf dem Markt, das die Rolle von zwei unabhängig voneinander konfigurierten (wiederaufladbaren) Batterietypen annehmen kann – beispielsweise eine vollständig geladene Batterie, die mit einer leeren Batterie in Reihe geschaltet ist. Um Stromquellen mit hohen Entladeströmen wie Lithium-Ionen-Batterien exakt zu simulieren, wurde ein komplexer Regelkreis entwickelt, der den Innenwiderstand schnell und präzise angleicht.

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Aufzeichnung der Stromstärke einer Funkuhr. Oben: Strompulse zum Weitertakten der Sekunden- und Minutenzeiger; unten: detaillierte Ansicht eines Strompulses für den Sekundenzeiger.
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Fazit

Für Entwickler von IoT-Modulen, Wearables, Gadgets und anderen mobilen Elektronikgeräten ist ein geringer Stromverbrauch von entscheidender Bedeutung. Die R&S®NGM200 Netzgeräte unterstützen die Entwickler nicht nur dabei, dieses Ziel zu erreichen. Sie sind auch hochmoderne Universalmessgeräte, die sich für unzählige Alltagsaufgaben im Labor einsetzen lassen.

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