Oscilloscopi: strumenti universali per trasformare le idee in prodotti reali

Preparare la strada per i veicoli di domani

I veicoli di domani saranno computer su ruote. Secondo uno studio di Roland Berger, la quota media di valore dell'elettronica e del software nei veicoli dovrebbe salire a circa 7.000 USD entro il 2025, e molto di più se si includono le batterie dei veicoli elettrici. Gli oscilloscopi svolgono un ruolo importante nello sviluppo dell'elettronica di bordo.

Le comunicazioni tra i computer di bordo e i singoli componenti del veicolo, come i sensori radar, l'impianto di illuminazione e il sistema di intrattenimento, si basano su speciali bus di trasmissione dati automobilistici, come CAN o Automotive Ethernet. I clienti che desiderano verificare il corretto funzionamento di questi sistemi hanno bisogno di un oscilloscopio con un software esattamente tagliato sulle loro esigenze, e questo è ciò che Rohde & Schwarz offre loro.

Un bene per l'ambiente...

La generazione di energia rinnovabile presenta sfide completamente nuove per l'elettronica di potenza. Nel caso dell'energia eolica, ad esempio, la potenza di uscita è molto variabile, il che rende difficile ottenere la rete stabile che tutti desideriamo. Per convertire l'elettricità proveniente dall'energia eolica in una tensione di rete stabile, si ricorre quindi a una speciale elettronica di potenza, ma questo stesso processo ha un costo energetico. Per massimizzare l'utilizzo dell'elettricità generata, l'industria sta lavorando duramente per sviluppare convertitori ad alta efficienza energetica.

Gli oscilloscopi resistenti alle alte tensioni necessari per il loro sviluppo sono disponibili nel portafoglio prodotti di Rohde & Schwarz. Un esempio è l'oscilloscopio portatile R&S®Scope Rider RTH, ideale per la manutenzione in loco. Grazie ai suoi canali di ingresso isolati, può essere utilizzato direttamente nei sistemi di produzione dell’energia eolica senza accessori aggiuntivi: un vantaggio imbattibile per gli utenti.

...e per l’Internet delle cose

Mentre nelle tecnologie ad alta potenza l'obiettivo primario è raggiungere l'efficienza energetica su larga scala e minimizzare l'impatto ambientale, l'obiettivo principale delle tecnologie di efficienza energetica per i dispositivi più piccoli è quello di prolungare il loro tempo di funzionamento. Sappiamo tutti per esperienza quanto siano sgradevoli gli indicatori di ricarica rapida su smartphone e smartwatch che scendono verso la zona rossa.

Questo problema diventerà ancora più importante in futuro, quando milioni di sensori e mini-dispositivi, sia all'interno che all'esterno, saranno interconnessi nell'Internet delle cose. Per la maggior parte, questi dispositivi autonomi con moduli wireless integrati, alcuni dei quali devono funzionare per anni senza manutenzione, saranno alimentati da batterie.

Per questi dispositivi, ogni microwatt conta quando si tratta di risparmiare energia. Anche in questo caso, l'oscilloscopio dà una mano allo sviluppatore. Usando l'oscilloscopio, il progettista può misurare l'energia prelevata dalla batteria in funzione del tempo e scoprire le relazioni tra le attività del dispositivo e il corrispondente assorbimento di corrente. Ciò consente di attenuare in modo selettivo i picchi di corrente, prolungando la durata della batteria.

Gli high flyer, il brivido della velocità e la mentalità del vincitore

A volte questi strumenti universali si trovano in luoghi insoliti. Ad esempio, nel 2016 Rohde & Schwarz ha inviato nello spazio il suo oscilloscopio portatile R&S®Scope Rider RTH. Dopo un volo di due ore e mezza a 32.000 metri di altitudine, con lo strumento esposto a temperature fino a -60 °C, ha continuato a funzionare perfettamente.

Gli oscilloscopi sono richiesti anche quando si tratta di velocità elevate: nel concorso di progettazione Formula Student, i partecipanti hanno collaudato l'elettronica della loro auto da corsa con uno strumento R&S®Scope Rider RTH. E nel 2019, in occasione della quarta edizione del concorso Hyperloop a Los Angeles, l'oscilloscopio R&S®RTM3004 ha aiutato gli studenti del Politecnico di Monaco (TUM) a vincere il primo premio per la quarta volta consecutiva. In questa competizione, team di studenti di tutto il mondo si sfidano per sviluppare un prototipo di capsula di trasporto per il sistema di trasporto ad alta velocità Hyperloop.

Da zero a wow! In dieci anni

Gli oscilloscopi sono il gruppo di prodotti più giovane del portafoglio strumenti di misura e collaudo di Rohde & Schwarz. Gli specialisti dell'azienda hanno sviluppato funzioni che non esistevano in precedenza, ma che erano presenti nella lista dei desideri dei clienti. Un esempio è il triggering, una funzione chiave di ogni oscilloscopio per avviare una misura. In precedenza, il triggering si basava sulla tecnologia analogica in tutti gli strumenti sul mercato. Rohde & Schwarz lo ha reso digitale. Il triggering digitale non solo si è rivelato molto più preciso di quello analogico, ma ha anche offerto nuove possibilità di visualizzazione di dettagli del segnale estremamente fini.

Un'altra chiave del successo è stata, ed è tuttora, lo sviluppo e la produzione interni dei componenti principali. I convertitori analogico-digitali (ADC) ad altissime prestazioni degli strumenti, ad esempio, non sono componenti di serie, ma sono stati sviluppati internamente. Per motivi di prestazioni, le funzioni di misura importanti non sono implementate via software, ma in circuiti integrati specifici per applicazioni specifiche (ASIC) appositamente sviluppati da Rohde & Schwarz.

Ma anche la migliore tecnologia non serve a nulla senza un 'vestito' comodo, quindi anche l'interfaccia utente è stata un punto chiave dello sviluppo. Il sofisticato controllo tattile degli strumenti ha stabilito nuovi standard ed è stato applaudito dagli utenti.

Oggi Rohde & Schwarz è uno dei principali protagonisti del mercato degli oscilloscopi. Dagli strumenti di base per applicazioni didattiche agli oscilloscopi da laboratorio portatili e di fascia alta, gli utenti possono scegliere tra molti modelli e opzioni di configurazione diverse. E lo sviluppo prosegue.