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Economy-Oszilloskop von Rohde & Schwarz

Spannungsversorgungen von Embedded Designs optimieren

26. Juni 2017, 16:00 Uhr   |  Nicole Wörner


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Identifikation von Störungen auf DC-Versorgungsspannungen

In einem zweiten Schritt werden Störungen, die sich aufgrund bestimmter Ereignisse in die Gleichspannung einkoppeln, identifiziert und korreliert. Betrachtet man die Signaländerungen in Bild 2, so ist es schwierig, die zugrunde liegenden Störungen zu identifizieren, weil die Zeitbasis nicht optimal gewählt ist.

Ein häufiger Lösungsansatz besteht darin, längere Zeitintervalle aufzuzeichnen. Damit erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, eingekoppelte Störungen zu erfassen, die häufig von langsamen Signalen herrühren.

Bei Embedded Designs ist der AC/DC-Wandler eine typische Quelle für eingekoppelte Störungen. Eine Ursache kann mit der Netzfrequenz zusammenhängen (50 Hz in Europa). Um solche Muster identifizieren zu können, sollte die Zeitbasis des Oszilloskops auf 10 ms/Div gesetzt werden.

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© Rohde & Schwarz

Bild 3: Schnelle und langsame periodische Ereignisse werden dank großer Speichertiefe erfasst.

Bild 3 zeigt eine solche Konfiguration zusammen mit einem Zoom-Fenster. In der oberen Kurve ist ein Muster erkennbar, das ungefähr alle 25 ms auftritt. In der unteren Kurve ist das Signal um den Faktor 1000 vergrößert, und es sind zusätzlich Nadelimpulse in Abständen von etwa 15 µs erkennbar (mit dem integrierten Notizwerkzeug des R&S RTB2000 markiert). Wir betrachten also zwei periodische Ereignisse.

Beide periodischen Ereignisse…

...lassen sich auf nur einem Bildschirm darstellen, weil der R&S RTB2000 mit einem Standard-Erfassungsspeicher von 10 MSample pro Kanal eine durchgehend hohe Abtastrate ermöglicht. Bei dieser Messung weist das Gerät eine Abtastrate von 62,5 MSample/s über die gesamte Erfassungszeit von 120 ms auf. Damit lassen sich Ereignisse im Nanosekunden-Bereich identifizieren und z.B. schnelle periodische Signale zuverlässig erkennen. In diesem Artikel soll nun das langsamere periodische Ereignis mit der größeren Amplitudenänderung analysiert werden, um die Ursache der Störungen herauszufinden.

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© Rohde & Schwarz

Bild 4: Gleichzeitige Darstellung der DC-Versorgungsspannung und des CAN-Busses als digitales und decodiertes Signal

Das R&S RTB2000 ist ein Mixed-Signal-Oszilloskop

...und unterstützt optional bis zu 16 digitale Eingangskanäle sowie die serielle Triggerung und Decodierung von CAN-Bus-Signalen. Im Folgenden werden mit einem dieser digitalen Kanäle CAN-Bus-Telegramme erfasst. Die Decodierung des CAN-Bus-Protokolls geschieht hardwarebeschleunigt. Lese-/Schreibadressen, Daten sowie sämtliche anderen Bits einer CAN-Bus-Nachricht werden farbcodiert dargestellt.

Bild 4 zeigt den digitalen Kanal sowie das CAN-Bus-Telegramm als digitales und decodiertes Signal zusammen mit der DC-Versorgungsspannung. Das sich langsamer wiederholende Muster (25 ms) auf der Gleichspannung lässt sich direkt mit dem CAN-Bus-Telegramm korrelieren. Sobald der FPGA CAN-Bus-Daten überträgt, belastet er die Gleichspannungsversorgung und verursacht Störungen.

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1. Spannungsversorgungen von Embedded Designs optimieren
2. Identifikation von Störungen auf DC-Versorgungsspannungen
3. Auf die vertikalen Einstellungen kommt's an

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