Referenzschaltungen Schaltungsentwürfe auf Herz und Nieren geprüft

Autor / Redakteur: Stefan Hacker * / Kristin Rinortner

Analog Devices bietet mit dem Programm „Circuits from the Lab“ Entwicklungsunterstützung durch getestete Schaltungsentwürfe für typische Problemstellungen und Sensor-Schaltungen an.

Anbieter zum Thema

Bild 1: Auf der Website Instrumentation & Measurement finden Entwickler applikationsspezifische Produktvorschläge, Blockschaltbilder, Simulationstools und weiterführende Artikel.
Bild 1: Auf der Website Instrumentation & Measurement finden Entwickler applikationsspezifische Produktvorschläge, Blockschaltbilder, Simulationstools und weiterführende Artikel.
(.)

Mit stetig wachsenden Anforderungen in industriellen Anwendungen und immer kürzer werdenden Entwicklungszyklen steigen die Anforderungen an den Entwickler: er muss ein Schaltungskonzept ausarbeiten, Produkte aussuchen, die für den Anwendungsbereich geeignet sind, diese entsprechend miteinander verschalten und auf sichere Funktion testen.

Bildergalerie

Die Produktvielfalt seitens der Lieferanten im Halbleitermarkt ist sehr groß und erschwert die Aufgabe. Es helfen hierbei parametrische Suchmaschinen auf den Webseiten der Hersteller, entsprechende Produkte einzugrenzen. Allerdings ist die Hilfestellung in vielen Fällen nur auf die reine Auswahl beschränkt und die fehlerfreie Funktion in der Schaltung muss nach dem Aufbau erst noch geprüft werden.

Analog Devices kann durch das breite Produktspektrum vollständige Signalketten zusammenstellen und vereinfacht dadurch für den Entwicklungsingenieur die Produktauswahl aus einer Hand. Die Website Instrumentation & Measurement (http://instrumentation.analog.com) fokussiert dabei auf ein stark wachsendes Marktsegment und hilft speziell in den gesetzten Schwerpunkten Electronic Test & Measurement, Chemical Analysis, Environmental Monitoring, Wäge- und Hochtemperatur-Anwendungen: hier findet der Entwickler applikationsspezifische Produktvorschläge, vereinfachte Blockschaltbilder, technische Entwicklungsunterlagen, Simulationstools und weiterführende Artikel mit Hinweisen zu Technologien und Seminaren (Bild 1). Auch werden aktuelle Technologie-Themen wie z. B. das Messen von Temperaturen über Thermoelemente näher erläutert und verschiedene Lösungsansätze mittels Referenzschaltungen aufgezeigt (Bild 2).

Wenn über die segmentspezifischen Produktvorschläge oder über Funktionsdiagramme eine Produktauswahl erfolgt ist, ist die Verschaltung des Bauteils der nächste Schritt für den Entwicklungsingenieur. Hier gilt es z.B. die richtigen Treiberstufen und umgebenden Bausteine wie Spannungsreferenzen oder Elemente der Spannungsversorgung auszusuchen. Bei allen Herstellern werden diese Produktvorschläge über parametrische Suchmaschinen unterstützt. Bei manchen wird das Kaufverhalten anderer Kunden herangezogen, was leider in vielen Fällen Fragen offen läßt oder nur unzureichend den Applikationshintergrund beleuchtet.

Das Programm „Circuits from the Lab”

Analog Devices verfolgt mit seinem Programm „Circuits from the Lab“ einen anderen Ansatz: erfahrene Applikationsingenieure schlagen dem Kunden die richtigen komplementären Produkte vor, bauen die Schaltung auf und testen die Produktkombination. Die stetig wachsende Bibliothek der Schaltungen ist unter der Programmseite „Circuits from the Lab“ (http://www.analog.com/circuits) zu finden. Die Suchmaschine erlaubt das einfache Finden der Referenzschaltungen nach Applikation oder Technologie. Aber auch die jeweiligen Webseiten zu den Produkten, die in dem „Circuits from the Lab“-Programm verwendet werden, wie z.B. die des MicroConverter ADuCM360 (Bild 3), führen zu den Referenzschaltungen. Auf diese Weise erhält der Kunde eine gezielte Applikationsunterstützung zur Auswahl der systemrelevanten Komponenten, kennt die richtige Verschaltung und kann den geprüften Vorschlag guten Gewissens in sein System übernehmen.

Neue Schaltungsideen werden ständig von den Applikations- oder Marketingingenieuren innerhalb des Unternehmens erdacht und komplementäre Bauteile entsprechend empfohlen. Besonders gute Ideen werden dann von den einzelnen Applikationsgruppen aufgegriffen, aufgebaut und getestet. Eine übergreifende Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Produktlinien stellt sicher, daß die richtigen und – wo benötigt – die segmentspezifischen Produkte zum Einsatz kommen. Auch werden von den Applikationsingenieuren Überlegungen zu den Schnittstellen angestellt, wie sich der kleine Funktionsblock in größere Systeme integrieren läßt. So werden Risiko und die benötigte Entwicklungszeit für den Anwender deutlich reduziert.

Circuit Notes beschreiben die Referenzschaltungen

Über Circuits Notes werden die vorgestellten Referenzschaltungen beschrieben. Alle vorgestellten Lösungen sind unter Laborbedingungen aufgebaut, getestet und die Testbedingungen der „Circuits from the Lab“-Schaltungen entsprechend dokumentiert worden. So können die Leistungsdaten auch durch den Ingenieur nachvollzogen werden. Die Dokumentation der Schaltung wird in einer „Circuit Note“ (Bild 4) präsentiert, die entweder von der Library Page oder der Produktseite zu erreichen ist, hier als Beispiel die CN0312 „Loop Powered Thermocouple Measurement System“.

Bildergalerie

Die „Circuit Note“ verweist zuerst auf die verwendeten Produkte, damit der Entwickler schnell auf die Datenblätter der einzelnen Bauteile zugreifen oder auch Muster für den Block bestellen kann. Sie fokussiert anschließend auf die technischen Details des Schaltungsvorschlags. Der Abschnitt „Circuit Function and Benefit“ beschreibt die Schaltungsidee detailliert und welcher besondere Nutzen durch die Verwendung der Schaltung erreicht wird. Hier werden technische Rahmenbedingungen erklärt aber auch anwendungsspezifische Hinweise gegeben, die zur speziellen Produktauswahl beigetragen haben. Eigenschaften der Schaltung, wie z.B. hohe Genauigkeit, hohe Geschwindigkeit, niedriges Rauschen, geringe Verzerrungen oder hohe Effizienz werden entsprechend erläutert.

Funktion der Schaltung im Detail erläutert

Das Blockdiagramm zeigt die Verbindung zwischen den verwendeten Bauteilen und gibt auch benötigte passive Komponenten mit deren Dimensionierung an. In dem Abschnitt der „Circuit Description“ wird die Funktion der Schaltung im Detail erläutert und welche Formeln für die Berechnung der Werte genutzt wurden.

Wenn erforderlich, werden Hinweise zu erlaubten Toleranzen von passiven Elementen gegeben, damit die Schaltung auch die benötigte Präzision aufweist. Wichtige Messpunkte werden erläutert und Messergebnisse in Tabellen zusammengefasst, damit die Überprüfung im Zielsystem vereinfacht wird. Je nach Komplexität des Systems werden aufgenommene Messkurven eingefügt. Abschließend erhält der Entwickler in vielen Fällen auch Hinweise zum Layout, damit bei der Übernahme des Vorschlags Risiken minimiert werden können.

Der letzte Abschnitt der „Circuit Note“ ist den „Common Variations“ gewidmet und diskutiert den Einsatz möglicher Alternativen von Bauteilvorschlägen, die ebenfalls in der Schaltung verwendet werden können, falls vom Entwickler andere oder geringere Anforderungen gewünscht werden. Durch sofort verfügbare Evaluationsmodule kann sich der Entwicklungsingenieur die Referenzschaltung in sein Labor holen und direkt ausprobieren und in sein System integrieren.

Die vorgestellten Schaltungen werden von Kunden gern angenommen, da es die Auswahl der richtigen Bauteile für die Applikation vereinfacht und mit geringem Aufwand in die eigene Schaltung übernommen werden kann. Die Bauteilauswahl erfolgt nicht über rein parametrische Daten sondern durch einen erfahrenen Applikationsingenieur. So wird das Risiko erheblich minimiert, zumal die Vorschläge entsprechend aufgebaut und geprüft wurden.

ADI wird das Programm weiter ausbauen und ebenfalls für andere Segmente adaptieren. Aktive Entwicklungsunterstützung durch Referenzschaltungen ist auf den Webseiten der Firma schnell zu finden und einfach in eigene Systeme zu übernehmen.

Unter der Rubrik Lernen präsentiert ELEKTRONIKPRAXIS ausgewählte Referenzschaltungen von Analog Devices als sogenannte Schaltungstipps in deutscher Übersetzung. //

* * Stefan Hacker ist Director of Engineering, Marketing & Core Markets bei Analog Devices in München.

(ID:42384835)