Teledyne LeCroy HDO6000B – 12bitový osciloskop pro výkonovou elektroniku

Teledyne LeCroy HDO6000B je 12bitový osciloskop s technologií HD4096 určený pro přesné měření moderních elektronických systémů. Díky šířce pásma až 1 GHz, vzorkování 10 GS/s, dlouhé paměti a široké nabídce volitelných funkcí je mimořádně vhodný pro výkonovou elektroniku, řízené pohony, spínané zdroje, 3f výkonovou analýzu, harmonické, spektrální analýzu i ladění embedded systémů.

Teledyne LeCroy HDO6000B:

řada osciloskopů pro přesné měření výkonové elektroniky, pohonů a spínaných systémů

Vývoj a diagnostika výkonové elektroniky dnes vyžadují více než jen běžné zobrazení průběhu napětí nebo proudu. U spínaných zdrojů, střídačů, frekvenčních měničů, řízených pohonů, DC/DC měničů nebo napájecích větví je nutné sledovat rychlé přechodové děje, malé změny signálu, špičky, rušení, chování řídicí smyčky i vazbu mezi výkonovou a řídicí částí zařízení.

Právě pro tyto úlohy je určena řada Teledyne LeCroy HDO6000B – 12bitové osciloskopy s technologií HD4096, šířkou pásma 350 MHz až 1 GHz, vzorkováním 10 GS/s, 4 analogovými kanály a pamětí rozšiřitelnou až na 250 Mpts/kanál.

Varianta HDO6000B-MS doplňuje měření o 16 digitálních kanálů pro současnou analýzu analogových, digitálních a komunikačních signálů.

Hlavní přínos: 12 bitů vždy, ne jen softwarově dopočtený detail

Technologie HD4096 kombinuje 12bitové A/D převodníky, rychlé vzorkování, nízkošumové vstupní zesilovače a celkovou nízkošumovou architekturu přístroje.

Oproti běžným sciloskopům poskytuje 4096 vertikálních úrovní místo 256, tedy až 16× vyšší vertikální rozlišení. To je zásadní zejména tam, kde je třeba pozorovat malé změny signálu na pozadí většího napětí nebo při velkém dynamickém rozsahu.

V praxi to znamená čistší průběhy, nižší kvantizační chybu, přesnější měření a lepší schopnost odhalit malé detaily, které mohou u jiného 12bitového osciloskopu zaniknout v šumu. Typicky jde o překmity na hranách, zvlnění napájecích větví, změny v řídicím signálu, rušení, nestabilitu spínání nebo drobné anomálie v přechodových dějích.

Proč je HDO6000B vhodný pro výkonovou elektroniku

U výkonové elektroniky nestačí měřit pouze napětí a proud odděleně. Důležité je pochopit vztah mezi výkonovou částí, spínacím prvkem, řídicím signálem, napájecím systémem a zátěží. HDO6000B nabízí volitelné softwarové nástroje právě pro tento typ analýzy.

Volitelné funkce výhodné pro výkonovou elektroniku

Power Analyzer Software – HDO6K-PWR

Software pro měření výkonů a ztrát na spínaných aplikacích. Umožňuje analyzovat provozní charakteristiky měničů, spínacích prvků a výkonových obvodů. Vhodné pro měření spínacích ztrát, vodivostních ztrát, časování spínání, chování výkonového prvku a souvislosti mezi napětím, proudem a řídicím signálem. Blue Panther u této řady výslovně uvádí software pro měření na spínacích a výkonových zařízeních včetně měření výkonů, ztrát, analýzy řídicích smyček a harmonické analýzy na napájecím vedení.

3-Phase Power Analysis – HDO6K-THREEPHASEPOWER

Volitelný software pro 3f výkonovou analýzu. Je vhodný pro měření střídačů, frekvenčních měničů, řízených pohonů, pohonových měničů, motorových aplikací a dalších třífázových systémů. Datasheet uvádí, že HDO6000B podporuje 1f i 3f měření a že metoda dvou wattmetrů umožňuje provádět 3f výkonová měření pomocí dvou napěťových a dvou proudových signálů, tedy se 4 kanály místo 6.

3-Phase Harmonics Calculation – HDO6K-THREEPHASEHARMONICS

Nástroj pro výpočet harmonických ve 3f systémech. Prakticky je využitelný při ověřování chování měničů, napájecích zdrojů, pohonů a zátěží, které deformují proud nebo napětí. Pomáhá doplnit časovou analýzu o pohled na spektrální složení a harmonické složky.

3-Phase Vector Display – HDO6K-THREEPHASEVECTOR

Vektorové zobrazení 3f veličin je užitečné při kontrole správnosti fázových vztahů, směru toku výkonu, symetrie systému nebo při analýze vazby mezi napětím, proudem a řízením pohonu.

Spectrum-Pro-2R

Volitelná spektrální analýza umožňuje pracovat se spektrem přímo v osciloskopu, včetně logaritmické stupnice, práce s dlouhou akviziční pamětí a analýzy až k velmi nízkým frekvencím. Datasheet uvádí možnost analýzy směrem dolů až k 1 Hz s rozlišovací šířkou pásma až 100 mHz. To je přínosné při hledání rušení, nízkofrekvenčních složek, rezonancí, nestability řízení nebo interferencí v napájecích systémech.

DFP2 – digitální filtry

Volitelné digitální filtry umožňují zpracování signálu přímo v osciloskopu. V oblasti výkonové elektroniky mohou pomoci oddělit užitečný signál od rušivých složek, analyzovat konkrétní pásma nebo připravit signál pro další matematické zpracování.

EMC Pulse Parameter Software – HDO6K-EMC

Vhodné pro analýzu impulzních jevů, rušení, rychlých přechodových dějů a EMC/EMI souvislostí. V datasheetu je u automotive a EMI/EMC oblasti zmiňováno využití 12bitového rozlišení pro spektrální analýzu a specializované EMC/EMI pulzní parametry.

XDEV – rozšířené matematické zpracování

Volitelný balíček pro pokročilé matematické zpracování průběhů a parametrů, včetně návaznosti na MATLAB, C/C++, Visual Basic Script, VBA, MS Excel a JavaScript. Je vhodný tam, kde nestačí standardní měření a je potřeba vlastní výpočet, model nebo specifický postup vyhodnocení.

Měření spínacích systémů až na úroveň jednoho spínacího cyklu

Při analýze měničů a spínaných zdrojů je často nutné oddělit statické parametry od dynamického chování. HDO6000B umožňuje analyzovat krátké i dlouhé akvizice; numerická tabulka shrnuje statické hodnoty, zatímco per-cycle waveforms pomáhají porozumět dynamice systému. Pomocí funkce Zoom+Gate lze izolovat konkrétní časový úsek a korelovat chování výkonové části s aktivitou řízení, a to až na úroveň jednoho spínacího cyklu.

To je velmi důležité například při hledání příčiny nadměrných ztrát, překmitů, nestability řídicí smyčky, rušení na gate signálu, chybných přechodových stavů nebo nepravidelného chování pohonu.

Správné sondy rozhodují o výsledku měření

U výkonové elektroniky je kvalita měření výrazně ovlivněna nejen osciloskopem, ale také použitými sondami. HDO6000B podporuje širokou nabídku sond Teledyne LeCroy přes rozhraní ProBus. Pro výkonovou elektroniku jsou podstatné zejména:

HVD vysokonapěťové diferenciální sondy pro měření v měničích a napájecích systémech,
HVFO opticky izolované vysokonapěťové sondy pro malé signály plovoucí na vysokém společném napětí, například gate drive a senzory,
DL-HCM diferenciální sondy vhodné pro 48V systémy a nízkonapěťovou GaN výkonovou elektroniku,
proudové sondy CP/AP pro měření AC i DC proudů,
RP4030 Power Rail Probe pro přesné měření napájecích větví a power integrity.

Datasheet uvádí, že HVD sondy nabízejí vysoké potlačení souhlasného signálu, široké napěťové rozsahy a až 6kV common-mode rating;

HVFO108 je určen pro malé signály plovoucí na HV sběrnici a má common-mode rating až 35 kV a 140 dB CMRR.

Více než osciloskop: široká sada volitelných nástrojů

Řada HDO6000B není pouze 12bitový osciloskop. Je to měřicí platforma, kterou lze rozšířit podle konkrétní aplikace. Mezi důležité volitelné oblasti patří:

Výkonová analýza

Power Analyzer Software, 3f výkonová analýza, 3f harmonické a 3f vektorové zobrazení.

Spektrální analýza

Spectrum Analysis a Spectrum-Pro-2R pro hledání rušení, interferencí a nízkofrekvenčních jevů.

Sériové sběrnice a embedded systémy

Dekódování a spouštění pro I²C, SPI, UART/RS-232, CAN, CAN FD, LIN, FlexRay, PMBus, SMBus, USB, Ethernet a další rozhraní.

U embedded systémů HDO6000B umožňuje korelovat protokolové události s analogovými signály a řídicími průběhy.

Automatizované compliance testy

QualiPHY pro automatizované testování vybraných standardů, například Automotive Ethernet, klasický Ethernet nebo USB 2.0.

Mixed Signal měření

Verze HDO6000B-MS doplňuje 16 digitálních kanálů a přitom nezabírá žádný analogový vstup.

To je výhodné při současném sledování výkonových průběhů, logických signálů, řízení, ochranných stavů a komunikačních událostí.

Dokumentace a offline analýza

LabNotebook ukládá průběhy, nastavení i snímky obrazovky přímo v osciloskopu.

MAUI Studio umožňuje využívat prostředí osciloskopu na PC a pracovat s daty i mimo vlastní přístroj.

Typické oblasti použití

Výkonová elektronika a měniče

Měření spínacích prvků, ztrát, průběhů napětí a proudu, gate signálů, řízení měniče, překmitů, rušení a dynamiky výkonového systému.

Řízené pohony a frekvenční měniče

Analýza vztahu mezi řídicími signály, výkonovou částí, výstupem měniče a chováním motoru. Vhodné pro vývoj, servisní diagnostiku i ověřování konstrukčních změn.

Spínané zdroje a DC/DC měniče

Měření spínacích hran, zvlnění, účinnosti, přechodových dějů, stability smyčky, ztrát na výkonových prvcích a rušení v napájecích větvích.

Power integrity a napájecí větve

HDO6000B je díky vysokému rozlišení, dlouhé paměti a nízkému šumu vhodný pro ověřování napájecích systémů, kolapsů napájecích větví, šumových zdrojů a chování PDN. Datasheet výslovně uvádí využití pro validaci a ladění napájení, distribuce a spotřeby energie v systému.

Automotive a embedded elektronika

Měření 48V systémů, řízených pohonů, automotive sběrnic, Automotive Ethernetu, PMBus/SMBus/I²C komunikace a vazby mezi napájením, řízením a komunikačními událostmi.

Závěr a výzva k akci

Teledyne LeCroy HDO6000B je vhodný tam, kde běžný, ani 12bitový osciloskop nestačí – zejména při vývoji a diagnostice výkonové elektroniky, měničů, řízených pohonů, spínaných zdrojů, napájecích větví a embedded systémů.

Spojuje 12bitové rozlišení HD4096, vysokou vzorkovací rychlost, dlouhou paměť, velký 15,6" Full HD displej a široké portfolio volitelných softwarových funkcí.

Díky tomu umožňuje nejen zobrazit průběh, ale skutečně pochopit, co se v měřeném systému děje.

Chcete ověřit, která konfigurace HDO6000B je vhodná pro vaše měření?

Obraťte se na Blue Panther.

Pomůžeme vám zvolit vhodný model, softwarové opce i sondy pro měření výkonové elektroniky, pohonů, spínaných zdrojů nebo embedded systémů.

Osciloskopy Teledyne LeCroy HDO6000B a HDO6000B-MS

Digitální osciloskopy s rozlišením 12 bitů, šířkou pásma 350 MHz až 1 GHz, pamětí až 250 MS na kanál, vzorkováním 10 GSa/s.