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Mit unserer langjährigen Erfahrung setzen wir auch anspruchsvolle Fertigungsprojekte zuverlässig und präzise um. Die zahlreichen hier gezeigten, praxisnahen Anwendungsbeispiele bestätigen diese Kompetenz eindrucksvoll. So können wir flexibel auf individuelle Kundenanforderungen eingehen und hochwertige, maßgeschneiderte Lösungen liefern.
Einsatz des Sensata 1NT Thermostats zur Absicherung von Zugheizungen
In der Schienenfahrzeugtechnik stellt die Brandsicherheit der Kabinenheizungen im Dauerbetrieb eine kritische Anforderung dar. Blockierte Lüftungsgitter durch Gepäck oder Kleidung führen in den Heizregistern schnell zu einem gefährlichen Wärmestau. Zur proaktiven Vermeidung von Überhitzungsschäden wird in modernen Regionalzügen der Sensata 1NT Thermostat eingesetzt.
Die Komponente übernimmt sowohl die präzise Temperaturregelung als auch die Funktion des Notbegrenzers. Bei Überschreiten des Schwellenwerts trennt das mechanische Bimetallelement den Stromkreis autark, bevor Rauch oder Elektronikschäden entstehen. Das robuste Gehäuse widersteht den permanenten Erschütterungen im Bahnbetrieb fehlerfrei.
Die manuelle Rückstellsperre erzwingt eine Überprüfung im Depot vor der Wiederinbetriebnahme.
Signalorange PTFE-Kabel für militärische Testumgebungen und Systemtests
Bei der Entwicklung von Elektronikkomponenten für die Wehrtechnik ist die strikte Trennung zwischen Serienverkabelung und temporären Testaufbauten sicherheitskritisch.
In unseren Prüfständen für gepanzerte Fahrzeuge installieren wir regelmäßig neue Sensoren zur Datenerfassung, die nach den Testzyklen wieder entfernt werden müssen.
Um Verwechslungen mit der permanenten Bordelektronik absolut auszuschließen, nutzen wir konsequent die PTFE-Kabel von Telemeter Electronic in Signalorange.
Diese auffällige Aderfarbe signalisiert jedem Techniker sofort, dass es sich um eine Testleitung handelt.
Die robuste PTFE-Isolierung hält den extremen Vibrationen und der Hitze im Motorraum bei den Testfahrten problemlos stand, während das Orange, selbst bei starker Verschmutzung durch Öl, unmissverständlich erkennbar bleibt.
AG Schlickum / Institut für angewandte Physik, TU-Braunschweig
Zum Erreichen von Ultrahochvakuum (UHV) müssen Vakuumkammern ausgeheizt werden. Üblicherweise kommen dafür Heizbänder zum Einsatz.
Dieser Bericht stellt eine alternative Lösung vor:
Von außen flächig aufgeklebte Silikon-Heizfolien der Telemeter Electronic GmbH. Die dünnen Folien liegen dauerhaft auf der Kammeroberfläche auf, wodurch der Aufbau kompakter wird und ein direkter, gleichmäßiger Wärmekontakt entsteht. An einem Instrument mit zwei UHV-Kammern wurde die Lösung erfolgreich umgesetzt; die Zieltemperatur von 150 °C wurde zuverlässig erreicht.
1 Motivation
Ultrahochvakuum lässt sich nur erreichen, wenn die an den Innenwänden adsorbierten Restgase – vor allem Wasser – desorbiert und abgepumpt werden. Dazu wird die gesamte Kammer über mehrere Stunden ausgeheizt, typischerweise auf 120 °C bis 200 °C.
In den meisten Laboren werden dafür Heizbänder verwendet. Sie sind flexibel, in verschiedenen Längen und Leistungen erhältlich und seit Jahrzehnten bewährt.
In der Handhabung sind solche Heizbänder nicht ideal: Sie lassen sich nicht flächig anlegen, sondern müssen um die Bauteile gewickelt werden. Der Wärmekontakt zur Oberfläche ist dadurch nicht optimal und der resultierende Aufbau beansprucht zusätzlichen Bauraum.
2 Aufbau des Instruments
Das hier beschriebene Instrument besteht aus zwei UHV-Kammern (Abb. 1). Bei beiden Kammern handelt es sich um leicht modifizierte DN100CF-Doppelkreuze aus Edelstahl, die jeweils über eine eigene Turbomolekularpumpe (Pfeiffer Vacuum HiPace 300) gepumpt werden. Der Ausheizvorgang beginnt kurz nach dem Einschalten der Vakuumpumpen und kann mehrere Stunden bzw. Tage in Anspruch nehmen (abhängig von Verunreinigungen im Inneren der Kammer).
3 Heizlösung: Silikon-Heizfolien
Anstelle von Heizbändern werden für beide Kammern, Silikon-Heizfolien von Telemeter Electronic eingesetzt. Die Folien werden von außen flächig auf die Kammerwände aufgeklebt und dauerhaft dort belassen. Ein Ablösen und erneutes Aufkleben der Heizfolien ist nicht möglich.
Mit einer Dicke von nur 2 – 4 mm benötigen die Folien wenig Bauraum, sodass der Aufbau deutlich kompakter und flacher ausfällt als mit gewickelten Heizbändern. Da die Folien direkt auf der Oberfläche haften, ist der Wärmekontakt unmittelbar und gleichmäßig.
Grundsätzlich lassen sich die Folien passgenau an die Kammergeometrie anpassen. Um den Herstellungsprozess zu vereinfachen, wurde hier bewusst darauf verzichtet und stattdessen einfache rechteckige Streifen verwendet (Abb. 2). Jede Kammer ist mit sechs einzelnen Heizfolien bestückt. Je drei Folien sind zu einer Gruppe zusammengefasst (parallel verschaltet). Jede dieser Gruppen wird mit einem dedizierten Temperaturcontroller (Stromquelle) versorgt. Die wichtigsten Kenndaten sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Abbildung 1: Die beiden UHV-Kammern (leicht modifizierte DN100CF-Doppelkreuze) während der Vorbereitung zum Ausheizen. Die aufgeklebten Silikon-Heizfolien liegen unter der Aluminiumfolie, die als zusätzliche thermische Isolierung dient. Jede Heizfolie wird über zwei Litzen mit Strom versorgt (rot).
Für das Ausheizen werden die aufgeklebten Folien zusätzlich mit mehreren Schichten Aluminiumfolie abgedeckt, die als thermische Isolierung dienen (siehe Abb. 1). Im Betrieb wurde die angestrebte Ausheiztemperatur von 150 °C nach mehreren Stunden erreicht und stabil gehalten.
Qualitativ bestätigt der Aufbau die Erwartungen: Der flächige Klebekontakt überträgt die Wärme effizient, die dünnen Folien benötigen wenig Bauraum und können dauerhaft an der Kammer verbleiben, wodurch wiederholtes Ausheizen vereinfacht wird. Zusammen mit der Flächenleistung von 2 W cm⁻² sind gegenüber Heizbändern eine kürzere Aufheizzeit und ein geringerer Energieverbrauch zu erwarten; eine quantitative Bestätigung steht jedoch aus.
Abbildung 2: Detailaufnahme der direkt auf die Kammerwand aufgeklebten Silikon-Heizfolien (orange) vor dem Anbringen der Aluminium-Isolierung.
Fazit und Ausblick
Die aufgeklebten Silikon-Heizfolien haben sich als praktische und kompakte Alternative zu Heizbändern bewährt. Beide UHV-Kammern ließen sich, in einem Zeitraum von mehreren Stunden, zuverlässig auf die Zieltemperatur von 150 °C aufheizen. Der mehrtägige Betrieb bei dieser Temperatur verlief reibungslos.
Ausblick:.
Zur quantitativen Bewertung der vorgestellten Heizmethode bietet sich ein direkter Vergleich zweier baugleicher Kammern an,die mit Heizbändern bzw. mit Silikon-Heizfolien bestückt werden. Als Bewertungsgrößen eignen sich die Aufheizdauer bis zur Zieltemperatur sowie die zugeführte elektrische Energie bzw. die mittlere Heizleistung im stationären Betrieb. Voraussetzung für eine belastbare Erfassung des Temperatur-Zeit-Verlaufs ist die Instrumentierung der Kammer mit Temperatursensoren (z. B. Thermoelementen Typ K) an definierten Messpunkten.
Ausfallsichere Datenübertragung im Dauereinsatz: Luft-Luft-Peltierkühlung sichert dezentrale Funk- und Rundfunksender
An abgelegenen Funkmasten und ländlichen Basisstationen ist die kontinuierliche Betriebsbereitschaft der Sende- und Empfangselektronik von zentraler Bedeutung.
Die Hochleistungs-Verstärker in den Gehäusen erzeugen massive Abwärme und reagieren extrem sensibel auf sommerliche Hitzeperioden.
Da ein Systemausfall ganze Regionen vom Datennetz abschneiden würde, ist ein zuverlässiges Thermomanagement unverzichtbar.
Die Luft-Luft-Peltierkühlgeräte von Telemeter Electronic kühlen die empfindlichen Platinen aktiv weit unter die Außentemperatur. Dank der hermetischen Trennung der Luftkreisläufe bleibt das Schrankinnere perfekt vor Blütenstaub, Rußpartikeln und Insekten geschützt.
Das kältemittelfreie System arbeitet vollkommen verschleißfrei, was teure Serviceeinsätze an schwer zugänglichen Standorten erspart.
Charakterisierung von GaN-Leistungsverstärkern für Militärradare
Herausforderung bei Radar-Endstufen
Moderne AESA-Militärradare (Active Electronically Scanned Array) senden hochenergetische Impulse im X-Band (z. B. bei 10 GHz). Werden die verbauten Galliumnitrid-Leistungsverstärker (GaN-HPAs) im Testlabor mit einem ungetakteten Dauersignal (CW) gemessen, führt die enorme Verlustleistung zur sofortigen Überhitzung der Chips. Zudem verfälschen die thermischen Effekte die S-Parameter drastisch gegenüber dem echten Pulsbetrieb.
Präzise Pulsmessung mit dem CMT S5180B
Der S5180B übernimmt im Testaufbau sowohl die Signalerzeugung als auch die exakte Zeitsteuerung. Über seine integrierten Logikausgänge schaltet der VNA das Gate der Verstärker-Versorgungsspannung synchron zu den HF-Impulsen (z. B. 50 µs Pulsbreite bei 5 % Duty Cycle).
Das System nutzt dabei zwei zentrale Messmodi:
Point-in-Pulse (Synchron-Breitband): Die S-Parameter-Messung erfolgt zeitlich exakt innerhalb des laufenden HF-Impulses. Das Bauteil wird so bei voller RF-Spitzenleistung erfasst, bevor eine thermische Erwärmung einsetzt.
Pulsprofil-Analyse: Der VNA löst die Hüllkurve des Ausgangssignals im Zeitbereich auf. Dadurch werden kritische Effekte wie Leistungseinbrüche während des Pulses oder Überschwinger an den Schaltflanken sichtbar.
Ergebnis & Mehrwert
Entwickler können HF-Verstärker direkt auf Wafer-Ebene unter realen Radar-Einsatzbedingungen qualifizieren. Aufwändige Kühlvorrichtungen im Messaufbau entfallen, da die durchschnittliche thermische Belastung durch den gepulsten Betrieb gering bleibt.
Ein Entwicklungsingenieur möchte den Wirkungsgrad eines neu entwickelten Synchronwandlers (z. B. für eine Ladeelektronik) optimieren und die Schaltverluste am Leistungs-MOSFET genau analysieren.
Messaufbau:
Kanal 1: Spannung über dem MOSFET (Drain-Source), gemessen mit Hochspannungs-Tastkopf
Kanal 2: Strom durch den MOSFET, gemessen mit Stromzange/Shunt
Optional Kanal 3: Gate-Signal zur Analyse der Schaltflanken
Warum sich die T3DSO3000HD hier eignet:
Power-Analysis-Funktion (Standard): Das Oszilloskop berechnet direkt aus Spannungs- und Strom-Verlauf die Schaltverluste (Turn-on/Turn-off Losses) sowie den Wirkungsgrad – ohne zusätzliche Software oder manuelle Berechnung.
12-Bit-Auflösung: Gerade bei Schaltvorgängen mit großem Spannungshub (z. B. 400 V Zwischenkreis) aber feinen Stromdetails im mA-Bereich zeigt die höhere vertikale Auflösung Signaldetails, die auf einem klassischen 8-Bit-Gerät im Rauschen untergehen würden.
Hohe Erfassungsrate (bis 890.000 Wfm/s im Sequenzmodus): Sporadische Ausreißer beim Schalten – etwa durch parasitäre Schwingungen oder EMV-Störungen – werden zuverlässig erfasst, auch wenn sie nur bei jedem hundertsten Schaltzyklus auftreten.
Bode-Diagramm-Funktion: Im Anschluss lässt sich mit derselben Hardware die Regelschleifenstabilität des Wandlers (Phasen- und Amplitudenreserve) direkt am Gerät vermessen – ohne separaten Netzwerkanalysator.
Maskentest: Für die Serienfertigung kann eine Prüfmaske für die Schaltflanke definiert werden, sodass das Oszilloskop automatisch Ausreißer erkennt und den Prüfling als „Fail" markiert.
Ergebnis:
Der Ingenieur kann in einem einzigen Messaufbau – vom Prototyp bis zur Serienprüfung – Schaltverluste optimieren, EMV-kritische Störungen aufspüren und die Regelschleife stabilisieren, ohne das Gerät zu wechseln.
Praxisbeispiel: Power-Rail-Analyse bei einem eingebetteten Steuergerät
Ein anschauliches Anwendungsszenario für den WaveSurfer 4000HD ist die Fehlersuche an einem modernen Steuergerät (ECU) mit mehreren Spannungsschienen – etwa in der Automobil- oder Industrieelektronik.
1Die Ausgangssituation:
Ein Entwicklungsteam bemerkt, dass ein Mikrocontroller auf einer Baugruppe sporadisch neu startet. Verdacht: ein kurzzeitiger Einbruch auf der 1,2-V-Kernspannungsschiene, ausgelöst durch einen Lastsprung beim Umschalten eines angeschlossenen Sensors.
Die Messung mit dem WaveSurfer 4000HD:
Native Sondierung der Stromschiene – Dank der eingebauten High-Offset-Fähigkeit lässt sich die 1,2-V-Schiene direkt und mit voller vertikaler Auflösung erfassen, ohne dass ein separater Vordämpfer nötig ist.
Feine Signaldetails dank 12-Bit-Auflösung – Während ein klassisches 8-Bit-Oszilloskop einen Spannungseinbruch von wenigen Millivolt im Rauschen kaum von echten Störungen unterscheiden könnte, macht die HD4096-Technologie solche kleinen Abweichungen zuverlässig sichtbar – bei voller Bandbreite von 1 GHz, nicht nur im gemittelten Modus.
Anomalie automatisch finden – Statt die 25-Mpts-Aufzeichnung manuell zu durchsuchen, nutzt der Entwickler WaveScan bzw. einen bedingten Smart-Trigger, um automatisch nach Spannungseinbrüchen unterhalb eines definierten Schwellenwerts zu suchen. Das Gerät triggert zuverlässig auch auf seltene, nur alle paar Minuten auftretende Ereignisse.
Ursache korrelieren – Über die zeitsynchronisierte Ansicht wird der Spannungseinbruch mit dem I2C-Bussignal des Sensors verglichen (Triggern und Dekodieren direkt am Gerät). So lässt sich exakt der Moment identifizieren, in dem der Lastsprung durch den Sensor den Einbruch verursacht.
Root Cause im Frequenzbereich – Ergänzend zeigt die integrierte FFT-Funktion, ob zusätzlich hochfrequentes Schaltrauschen von einem DC/DC-Wandler in der Nähe zur Instabilität beiträg.
Ergebnis:
Statt tagelanger Fehlersuche mit einem klassischen Oszilloskop identifiziert das Team den Zusammenhang zwischen Sensor-Lastwechsel und Spannungseinbruch innerhalb weniger Stunden – und kann gezielt einen zusätzlichen Stützkondensator auf der Schiene platzieren, um das Problem zu beheben.
Ein Testlabor für GNSS-Empfänger hatte bei Freifeldmessungen wiederholt mit Störeinflüssen durch umliegende Mobilfunk- und WLAN-Signale zu kämpfen, die die Messergebnisse verfälschten und eine eindeutige Bewertung der GPS-Signalqualität erschwerten.
Durch den Einsatz eines HF-Schirmzeltes als mobiler GPS-Messstand ließ sich der Prüfaufbau gezielt von externen Störquellen abschirmen – nur das intern eingespeiste GNSS-Simulationssignal blieb im Messbereich vorhanden.
Dank der kurzen Aufbauzeit von wenigen Minuten konnte das Team den Messstand an wechselnden Standorten flexibel aufbauen und reproduzierbare, störungsfreie Messreihen durchführen – ganz ohne aufwendige bauliche Abschirmmaßnahmen vor Ort.
