Con le sue nuove famiglie di oscilloscopi SDS5000X HD e SDS5000L, Siglent offre una piattaforma progettata appositamente per rispondere alle sfide dello sviluppo della moderna elettronica di potenza e dei sistemi embedded, oggi in profonda trasformazione.
Le applicazioni nell'elettromobilità, nelle energie rinnovabili e nell'automazione industriale si affidano sempre più a sistemi elettronici potenti e compatti con la massima efficienza energetica.
Le forze trainanti di questa tendenza sono i nuovi materiali semiconduttori ad ampia banda proibita (wide bandgap), in carburo di silicio (SiC) e in nitruro di gallio (GaN), i circuiti di controllo altamente integrati e i siste,i di alimentazione elettrica sempre più complessi.
Per gli sviluppatori, ciò significa che le operazioni di commutazione sono più veloci, i segnali sono più sensibili e il numero di punti di misura rilevanti è in aumento.
Gli oscilloscopi tradizionali raggiungono rapidamente i loro limiti. Di conseguenza, cresce la domanda di oscilloscopi multicanale con conversione analogico-digitale a 12 bit ed eccellente integrità del segnale.
Con le nuove serie di strumenti SDS5000X HD e SDS5000L, Siglent offre una piattaforma progettata appositamente per affrontare queste sfide.
Le nuove famiglie di strumenti Siglent serie comprendono modelli con quattro, sei o otto canali analogici completamente sincronizzati e può essere ampliata con 16 canali digitali.
Le larghezze di banda disponibili sono 350 MHz, 500 MHz e 1 GHz con una frequenza di campionamento fino a 5 GSa/s.
Un eccellente ENOB (numero effettivo di bit) fino a 8,2 bit (modello da 1 GHz) e un rumore di fondo estremamente basso di 140 µVrms (modello da 1 GHz) garantiscono un'acquisizione fedele del segnale. Ciò offre un vantaggio decisivo durante il debug di applicazioni analogiche e a segnale misto sensibili.
L'oscilloscopio SDS5000X HD acquisisce l'intero processo di accensione di tutti i segnali rilevanti in un'unica acquisizioneUna delle applicazioni dei nuovi oscilloscopi è il test della sequenza di accensione nei sistemi embedded.
In questo caso, è necessario garantire che le tensioni di alimentazione, il segnale di reset e i segnali di clock siano attivati nell'ordine corretto. Se ciò non è garantito, i microcontrollori e le periferiche potrebbero non avviarsi correttamente. Anche piccole deviazioni di temporizzazione possono portare a stati di instabilità del sistema o errori di comunicazione.
L'elevata frequenza di campionamento e l'ampia memoria di acquisizione standard (per un totale di 2,5 Gpts) della serie di oscilloscopi SDS5000X HD consentono l'acquisizione accurata dei tempi di intera sequenza di accensione su tutti i canali in un unico ciclo di misurazione.
Numerose funzioni di misura supportano l'analisi e la documentazione dei risultati delle prove Si eliminano così le ripetizioni multiple e il rischio di perdere dettagli critici, con un enorme guadagno in termini di efficienza nelle attività di sviluppo e valida del progetto.
Un altro esempio che evidenzia i vantaggi della versione a otto canali della nuova serie è l'analisi di azionamenti e inverter trifase.
Grazie agli 8 canali di misura sincronizzati, è possibile ottenere un'analisi completa dell'andamento di correnti e tensioni nei sistemi trifaseLe tensioni e le correnti di tutte e tre le fasi devono essere acquisite simultaneamente in modo da poter valutare in modo affidabile le relazioni di fase, il comportamento di commutazione e i possibili disturbi.
La configurazione dell'oscilloscopio a otto canali, in combinazione con il modulo digitale opzionale a 16 canali, consente l'acquisizione sincrona nel tempo di segnali analogici e digitali, comprese le interfacce dei sensori e di controllo.
Correlando direttamente i canali, è possibile analizzare con precisione le componenti di frequenza utilizzando la FFT, gli sfasamenti tra i segnali e i flussi di potenza nei sistemi trifase. Ciò consente una valutazione dettagliata dell'efficienza, della qualità dell'energia e del comportamento dinamico, anche in condizioni operative transitorie.
Un'analisi più approfondita dei moderni sistemi inverter rivela nuove sfide di misura. L'ottimizzazione continua dell'efficienza richiede la riduzione al minimo delle perdite in tutto il sistema.
Ciò determina il passaggio dai tradizionali switch a semiconduttori in silicio ai moderni dispositivi in materiali Wide Bandgap, come il carburo di silicio e il nitruro di gallio.
L'elettronica di potenza basata su questi materiali consente di realizzare sistemi altamente dinamici, compatti e con perdite molto inferiori, ma pone anche nuove esigenze alla tecnologia di misura. Come nascono queste sfide, quali sono i punti critici e in che modo oscilloscopi come l'SDS5000X HD con ADC ad alta risoluzione possono aiutare i team di sviluppo ad analizzarle in modo sicuro e preciso?
Per comprendere queste sfide, è necessario innanzitutto considerare le proprietà dei componenti Wide Bandgap. Le loro speciali caratteristiche materiali consentono una commutazione molto più rapida tra gli stati “on” e “off”. Ciò significa tempi di salita e discesa significativamente più brevi.
Di conseguenza, è possibile ottenere frequenze di commutazione più elevate. Frequenze di commutazione più elevate, a loro volta, consentono l'uso di induttori e condensatori più piccoli, portando a progetti più compatti e potenzialmente più economici.
Un altro vantaggio è la maggiore tolleranza alla tensione. Ciò rende i componenti Wide Bandgap adatti ad applicazioni a tensione più elevata con le stesse dimensioni del contenitore o consente di ottenere dispositivi di dimensioni molto più ridotte a parità di tensione nominale.
La misura accurata dei fronti più ripidi richiede oscilloscopi (e sonde) con una larghezza di banda maggiore.
Con una larghezza di banda massima di 1 GHz, la serie di oscilloscopi SDS5000X HD è ben preparata per far fronte a queste nuove esigenze.
La vera sfida sta nella scelta della sonda. L'aumento delle velocità e delle tensioni di commutazione richiede sia una maggiore tolleranza di tensione che una maggiore larghezza di banda. Sono disponibili semplici sonde passive fino a 1 GHz o più, ma la loro tensione massima specificata oltre i 10 MHz scende rapidamente a pochi volt.
Per le misure ad alta tensione, anche senza riferimento di terra, sono disponibili sonde differenziali ad alta tensione che supportano gamme di kilovolt con larghezze di banda fino a 400 MHz.
Sebbene utili, presentano un grave inconveniente per le misure flottanti nel punto medio di un semiponte con dispositivi Wide Bandgap a commutazione rapida: il rapporto di reiezione di modo comune (CMRR) dipende fortemente dalla frequenza. In corrente continua, il CMRR può essere di 80 dB, ma a 100 MHz può già scendere a 25 dB. Ciò rende quasi impossibile misurare la tensione source-gate sul transistor di commutazione posto sul ramo alto (high-side) flottante del circuito a ponte, poiché il segnale VGS relativamente piccolo è sovrastato da componenti di modo comune ad alta frequenza non sufficientemente soppressi.
La sonda isolata otticamente ODP6000B garantisce la massima accuratezza nelle misure su tensioni flottanti La soluzione è una sonda differenziale con isolamento ottico. Le sonde Siglent offrono larghezze di banda di 500 MHz e 1 GHz, oltre a un eccellente CMRR di 160 dB in corrente continua e basse frequenze. Anche a 800 MHz, viene mantenuto un CMRR di 80 dB.
Ciò garantisce che le componenti di modo comune ad alta frequenza siano sufficientemente soppresse, consentendo di effettuare misure significative.
La combinazione dell'oscilloscopio SDS5000X HD e di una sonda differenziale con isolamento ottico della serie ODP6000B consente una caratterizzazione precisa dei circuiti di potenza con dispositivi di commutazione Wide Bandgap.
Grazie all'elevata larghezza di banda e frequenza di campionamento, al basso rumore e all'eccezionale ENOB, è possibile acquisire e analizzare in modo affidabile anche i minimi dettagli del segnale nei processi di commutazione altamente dinamici.
Sia che si tratti di analizzare complessi alimentatori a commutazione in laboratorio o di eseguire test automatizzati in serie di elettronica di potenza, gli oscilloscopi della serie SDS5000 offrono il formato giusto per ogni applicazione.
Per l'utilizzo in laboratorio, il modello da banco SDS5000X HD è dotato di un ampio display touch, un'interfaccia utente intuitiva e un design compatto, che consente a tecnici e progettisti di acquisire e valutare direttamente transitori, rumore e profili di efficienza.
L'oscilloscopio Siglent SDS5000L può essere montato su rack da 19" e controllato da remoto via retePer il funzionamento continuo in sistemi di collaudo automatizzati, il modello per montaggio su rack SDS5000L è ottimizzato per conteneri gli imgombri. Non dispone di display integrato e supporta l'acquisizione e la documentazione dei dati di misura completamente controllata a distanza e stabile a lungo termine in un rack da 19 pollici.
Entrambe le serie di strumenti condividono la stessa potente architettura. Ciò significa che una configurazione di test sviluppata in laboratorio può essere trasferita in modo trasparente effettuare un'attività di validazione automatizzata.
Con i nuovi oscilloscopi SDS5000X HD e SDS5000L e le sonde ODP6000B, Siglent offre un sistema di misura completo che soddisfa le crescenti esigenze dell'elettronica di potenza e della progettazione embedded.
Gli oscilloscopi multicanale consentono un'analisi olistica di sistemi complessi, mentre l'alta risoluzione combinata con il basso rumore fornisce segnali precisi per un debug affidabile.
La memoria profonda consente di acquisire lunghe sequenze in un unico ciclo. Allo stesso tempo, la piattaforma scalabile si integra in modo flessibile sia in ambienti di laboratorio manuali che in configurazioni di test automatizzate. Per tecnici e progettisti, ciò significa cicli di sviluppo più rapidi, validazioni più affidabili e approfondimenti anche su sistemi altamente dinamici.
