Start-up-Unternehmen bringt durchdachten Arbitrary Waveform Generator (AWG) auf den Markt Netzteilansteuerung per AWG

Die Firma Maren Ewert - UIandT.com hat den vielfach von Kunden geäußerten Wunsch nach einem unkomplizierten, preisgünstigen und vor allem nicht überdimensionierten externen Steuergerät für Stromversorgungen aufgegriffen. Das Resultat ist ein komplett selbst entwickelter Arbritrary Waveform Generator (AWG), der in einfacher Weise Stromversorgungen über die Analogschnittstelle mit Verlaufskurven für automatisierte Tests ansteuert.

Während Funktionsgeneratoren in so ziemlich jedem Elektronikentwicklungslabor zu finden sind, sieht das bei der Gattung der Arbiträrgeneratoren etwas anders aus. Beide Geräte fallen in die Gruppe der Signalgeneratoren, doch was unterscheidet diese Geräte voneinander?

Der Funktionsgenerator liefert dem Anwender fest vorgegebene Signalverläufe, wie zum Beispiel die bekannte Sinus-, Rechteck-, Sägezahnkurve, etc., mit denen er seine entwickelte Elektronik beaufschlagt und auf die ordnungsgemäße Funktionsweise hin überprüft. Lediglich die Frequenz und die Amplitude der Signale sind bei einem Funktionsgenerator durch den Anwender wählbar. »Inzwischen benötigt man jedoch für viele elektronische Komponenten deutlich komplexere Signale, um den Prüfling, das Device Under Test oder kurz DUT, ausreichend auf seine Alltagstauglichkeit hin zu überprüfen«, erklärt Maren Ewert, Geschäftsführerin von UIandT.com. »So werden zum Beispiel im Automobilbereich Komponenten bezüglich der ISO 16750 untersucht und mit real in der Praxis vorkommenden Spannungsverläufen, wie kurzzeitigem Spannungseinbruch oder dem Spannungsverhalten des Bordnetzes während des Startvorganges, getestet. Solche Sequenzen lassen sich über einen Funktionsgenerator nicht nachbilden.«

Die Stärke eines Arbiträrgenerators liegt darin, die elektrische Spannung mit einem beliebigen Zeitverlauf zu erzeugen. Daher auch sein Name aus dem Lateinischen, arbiträr = beliebig, willkürlich. Durch diese Flexibilität ergeben sich viele Einsatzbereiche, unter anderem auch dort, wo Signale zusätzlich amplituden- oder frequenzmoduliert werden sollen. Denkbar ist etwa der Einsatz eines Arbiträrgenerators in Verbindung mit Datenloggern, wobei der Datenlogger das real existierende Signal erfasst, welches dann im Arbiträrgenerator abgelegt wird und für nachfolgende Tests auf Abruf zur Verfügung steht.

»Reine Arbiträrgeneratoren liefern für viele Simulationsanwendungen nicht den ausreichenden Strom und sind auch in der Amplitudenhöhe stark limitiert«, führt Ewert aus. »Um beispielsweise Wechselrichter für Solarmodule zu überprüfen, werden Spannungen mit bis zu über 1 kV benötigt. Dabei können Arbiträrgeneratoren als Signallieferanten verwendet werden. Nachfolgend verstärkt die Sequenz dann eine regelbare Stromversorgung auf die benötigten Werte. Hierzu wird die Stromversorgung über den Analogregeleingang mit dem Signal aus dem Arbiträrgenerator gesteuert.« Als entscheidenden Vorteil gegenüber einer Ansteuerung von Netzgeräten über die meist ebenfalls vorhandene RS-Schnittstelle, führt die Expertin die um ein mehrfaches schnellere Regelgeschwindigkeit an, weil bei der RS-Schnittstelle nicht selten Pausenzeiten von 100 ms zwischen den einzelnen Datenpunkten einzuhalten seien. Dies entfalle bei der Analogschnittstelle.

»Für viele Einsatzbereiche sind die bisher am Markt verfügbaren Arbiträrgeneratoren überdimensioniert«, bemerkt Ewert. »Das Resultat ist neben der einarbeitungsintensiven Bedienung auch ein hoher Anschaffungspreis. Während die meisten Wettbewerberprodukte bei rund 1500 Euro starten, kostet unser AWG S1 lediglich 500 Euro. Preis und einfache Handhabung sind oft k.o.-Kriterien für die Kunden. Und weil Stromversorgungen in den meisten Fällen eine Spannungsänderung ohnehin nur relativ träge verarbeiten können, - 1 Millisekunde ist bereits sehr schnell -, werden mögliche Frequenzen im kHz-Bereich für Leistungstests kaum benötigt. Hier ist der Ansatz für den AWG S1 zu finden.«

AWG mit durchdachtem Konzept

Der von UIandT.com entwickelte Arbitrary Waveform Generator AWG S1 ist universell mit allen zwischen 0 und 10 V ansteuerbaren Stromversorgungen einsetzbar. Eine seiner Besonderheiten liegt in einer durchdacht einfachen Handhabung bei einem gleichzeitig weit reichenden Funktionsumfang. Selbst komplexe Verlaufskurven sind innerhalb weniger Minuten als CSV-Datei erstellt und auf die interne microSD-Card via USB-Schnittstelle übertragen. Danach ist der Arbiträrgenerator ohne Computerunterstützung einsetzbar. Der AWG S1 besitzt zwei Analogausgänge, die einen beliebigen Spannungsbereich zwischen 0 und 10 V abdecken. Somit kann sowohl der Verlauf für die Spannung, als auch der Strom eines Netzteiles gleichzeitig geregelt werden. Sofern nur U oder I geregelt wird, kann ein AWG S1 auch zwei Netzteile parallel steuern.

Auf der wechselbaren microSD-Card finden bis zu 500 Kurvenverläufe Platz, von denen jeder bis zu 5000 Datenpunkte enthalten kann. Dies bedeutet 5000 Wechsel in der Signalhöhe. Der Zeitabstand zwischen einzelnen Datenpunkten kann im Bereich von 1 ms bis 119 h liegen, so dass auch Verläufe über sehr lange Zeiträume möglich sind.

Die Anwendungsbereiche sind vielfältig. Um einige zu nennen:

  • Solarenergie - Tests von Wechselrichtern, bei denen die Netzteile die Solarmodule mit der wechselnden Spannungsabgabe im Verlauf eines Tages simulieren (Glockenkurve)
  • Akkuladesystem - Ladeverläufe für jeglichen Akkutyp realisierbar
  • Automotive - Simulation von Bordnetzen hinsichtlich verschiedener Einflüsse (z.B. Startspannungseinbruch, verschiedene Impulsbeaufschlagungen und Generatorstörungen)
  • Allgemeine Entwicklungs- und Forschungsarbeiten - z.B. Simulation von Spannungsschwankungen im Stromnetz.


Im Lieferumfang des AWG S1 enthalten sind eine deutsche Betriebsanleitung, ein stromsparendes Steckernetzteil, USB-Kabel, Verbindungsstecker und eine microSD-Card mit Beispieldateien. Um dem Kunden einen sofortigen Betrieb des AWG S1 zu ermöglichen, bietet UIandT.com auf Anfrage die passenden Signalleitungen für fast alle gängigen steuerbaren Stromversorgungen an.

Kurzfristig wird der AWG S1 in einer 19-Zoll-1-HE-Ausführung sowie einer Version für Hutschienenmontage (DIN-Rail) erhältlich sein.