Remote Sense verstehen

Netzgeräte mit Remote Sensing – der Möglichkeit zur Durchführung einer Vierleitermessung – sind in der Lage, diese Spannungsabfälle zu kompensieren. Dazu wird die tatsächlich am Prüfling anliegende Spannung mit Hilfe eines Paars von Sense-Leitungen gemessen, die zusätzlich zu den Versorgungsleitungen angeschlossen werden. Der Messwert wird zum Regulieren der Ausgangsspannung des Netzgeräts verwendet, sodass am Eingang des Prüflings die gewünschte Spannung erhalten wird. Von Rohde & Schwarz sind Netzgeräte erhältlich, die an jedem Ausgangskanal Vierleitermessungen unterstützen.

Die gängigste Lösung zu diesem Problem ist die Messung der Ausgangsspannung an der Last anstatt an den Ausgangsklemmen des Netzgeräts. Diese Methode wird als Vierleitermessung oder „Remote Sensing“ bezeichnet.

Wie funktioniert Remote Sensing?

Beim Remote Sensing wird ein zusätzliches Kabelpaar, die sogenannten Sense-Leitungen, verwendet, um die Spannung so nah wie möglich an der Last abzugreifen. Diese Leitungen sind innerhalb des Netzgeräts mit einer sehr hohen Impedanz verbunden, sodass (nahezu) kein Strom fließt und somit (nahezu) kein Spannungsabfall auf diese Sense-Leitungen entfällt. Anhand der durch die Sense-Leitungen erfassten Spannung kann das Netzgerät dann die Ausgangsspannung anpassen, um die gewünschte Spannung an der Last zu erzielen.

In dem Beispiel unten wurde der Spannungsabfall von 0,3 V vom Netzgerät durch eine Erhöhung der Ausgangsspannung auf 5,3 V korrigiert.

Integrierte Messfunktionen

Die DC-Netzgeräte von Rohde & Schwarz verfügen über eine Reihe von integrierten Messfunktionen, die in vielen Anwendungen zusätzliche Messgeräte wie ein externes Oszilloskop´ oder ein Multimeter zum Messen beispielsweise der Momentanleistung ersetzen können. Da keine zusätzliche Last an das Netzgerät angeschlossen wird, muss auch keine zusätzliche Bürdenspannung berücksichtigt werden. Dies ist ein wichtiger Vorteil der integrierten Messfunktionen. Darüber hinaus sind sie unkompliziert in der Anwendung und vereinfachen den Messaufbau.

Vektorsignalgeneratoren bieten erweiterte Analysefunktionen wie integrierte Statistiken, z. B. Min./Max.- und Mittelwerte für Leistung, Spannung und Strom sowie den Energiewert.

Präzisionsnetzgeräte wie das R&S®NGL200, R&S®NGM200 und R&S®NGU ermöglichen Messungen mit einer Auflösung von 6½ Stellen. Verfügt ein Netzgerät zusätzlich über einen High-Speed-ADC, wie beispielsweise das R&S®NGM200 oder das R&S®NGU, können auch schnelle Transienten erfasst und gemessen werden.

Mit den Logging-Funktionen können Messwerte über die Zeit aufgezeichnet werden. Einige Netzgeräte mit großem Display bieten auch grafische Analysefunktionen.

Digitalvoltmeter-Funktionalität

Manche Netzgeräte können mit einem optionalen integrierten Digitalvoltmeter (DVM) ausgestattet werden, womit noch weitere Messfunktionen verfügbar werden. Das DVM ermöglicht die Messung der Spannung an jedem gewünschten Punkt in den Schaltkreisen des Prüflings. Dadurch wird ein zusätzliches Multimeter überflüssig.

Die DVM-Option ist für alle R&S®NGM200 Modelle sowie das R&S®NGU201 erhältlich.

Dies ist ein automatischer / dynamischer Prozess. Sobald die Sense-Leitungen angeschlossen sind und Remote Sensing aktiviert wurde, passt das Netzgerät die Ausgangsspannung automatisch und kontinuierlich nach Bedarf an.

Datenaufzeichnung

Während die Messergebnisse einen schnellen Überblick über die tatsächlich am Prüfling gemessene Spannung, Stromstärke und Leistung bieten, ist es in vielen Anwendungen wünschenswert, Schwankungen dieser Werte, d. h. das Verhalten des Prüflings, über lange Zeiträume und/oder mit hoher zeitlicher Auflösung zu überwachen und zu analysieren.

Standard-Logging- und Fast-Logging-Funktion

Die meisten Netzgeräte von Rohde & Schwarz bieten eine Standard-Logging-Funktion und einige sogar eine Fast-Logging-Funktion. Beim Standard-Logging werden die Messdaten von allen aktiven Kanälen eines Netzgeräts gleichzeitig gesammelt und in einer gemeinsamen Datei gespeichert. Die Einstellungen für das Standard-Logging finden sich daher im Gerätemenü des DC-Netzgeräts.

Das R&S®NGM200 und das R&S®NGU Netzgerät bieten zusätzlich eine Fast-Logging-Funktion. Das Fast Logging (FastLog) mit einer Abtastrate von bis zu 500 ksample/s ermöglicht die oszilloskopähnliche Aufzeichnung von Spannungs- und Stromwerten im Zeitverlauf. Dies kann dabei helfen, den Energieverbrauch verschiedener Funktionsblöcke eines Prüflings zu analysieren und Fehler in den Schaltkreisen des Prüflings zu erkennen.

Beim Fast Logging werden Messdaten von einzelnen Kanälen eines Netzgeräts gesammelt und in jeweils separaten Dateien gespeichert. Die Einstellungen für das Fast Logging finden sich daher in den Kanaleinstellungsmenüs. Durch die Aufzeichnung der Werte des durch analoge Sensoren wie Fotozellen und Thermistoren fließenden Stroms können Umgebungsdaten wie Beleuchtungsstärke und Temperatur ermittelt werden.