Das Oszilloskop,…
- …das unbekannte Wesen? -

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Hinweis:
Schalterbeschriftungen und die Einstellmöglichkeiten beziehen sich auf die Möglichkeiten meines Hameg HM412 Oszilloskops bzw. des RIGOL DS1074Z. Bei anderen Herstellern kann die Beschriftung evtl. abweichen. Auch das Einstellen bestimmter Betriebsmodi und ähnlichem kann bei anderen Herstellern abweichen. Deshalb sollte man sich vor der Benutzung mit der Betriebsanleitung seines eigenen Oszilloskops auf jeden Fall vertraut machen, da die Handbücher auch viele nützliche Informationen und Sicherheitshinweise bieten.

Funktionsweise

Wie funktioniert ein Oszilloskop eigentlich?

Analoges Oszilloskop

Manch einer wird sich jetzt fragen: "Für was soll ich wissen wie ein Oszi funktioniert? Reicht doch wenn ich weiß wie man’s bedient." Ich finde es allerdings wichtig zu wissen wie ein Oszilloskop funktioniert, da sich so leichter ein Verständnis für die Bedienung ergibt und sich viele Sachen dann von alleine erklären.

In der Skizze oben sind die wichtigsten Bestandteile eines 1-Kanal Oszilloskops vereinfacht dargestellt. Das rechteckige Symbol mit dem Kreis in der Mitte ist die Bildröhre. In ihr befinden sich außer den zwei Ablenkplattenpaaren auch noch eine Kathode zum emittieren von Elektronen, Anoden zum Beschleunigen der Selbigen und mehrere Gitter zur Fokussierung und Steuerung der Intensität.

Die Kathode wird beheizt um ein Loslösen der Elektronen zu ermöglichen. Die dadurch freigesetzten Elektronen würden von selbst in verschiedene Richtungen auseinander laufen, weshalb direkt nach der Kathode sich Gitter 1 (Wehneltzylinder) befindet, das die Elektronen zu einem Strahl bündelt. Dieses Gitter dient auch der Steuerung der Strahlhelligkeit. Die anderen Gitter dienen hauptsächlich der Fokussierung. Durch die beiden Anodenzylinder werden die Elektronen noch mal beschleunigt, bevor sie die Ablenkplatten durchlaufen. Zwischen diesen wird der Elektronenstrahl durch ein elektrostatisches Feld in x bzw. y-Richtung abgelenkt, bevor er auf den Leuchtschirm trifft. Dieser ist mit Stoffen beschichtet, die bei Auftreffen der Elektronen Licht emittieren.

Digitales Speicheroszilloskop (DSO)

Der Aufbau eines DSO unterscheidet sich grundlegend von dem eines analogen Oszilloskops. Der erste Teil besteht zwar auch aus den Eingangsverstärkern mit Spannungsteilern und Tiefpassfiltern, danach gibt es allerdings keine Gemeinsamkeiten mehr im Aufbau. Auf den Eingangsverstärker folgt eine Sample-and-Hold-Schaltung (Abtast-Halte-Glied). Deren Aufgabe ist es, eine Momentaufnahme des Signals kurzzeitig zuspeichern, bis deren Wert durch den Analog-Digital-Wandler erfasst wurde.

Darauf folgt ein Multiplexer, der die Eingangskanäle mit den AD-Wandler verbindet. Dies ist notwendig, da häufig mehrere AD-Wandler einen Kanal abtasten. Ziel solch einer Anordnung ist es, durch Sychronisierung mehrere langsamerer AD-Wandler eine höhrere Abtastrate zu erzielen. Die digitalisierten AD-Wandler-Werte werden dann von einer CPU weiter verarbeitet und auf dem Display dargestellt. Zwei wichtige und oft verwechselte Größen bei einem DSO sind die Bandbreite und die Abtastrate. Die analoge Bandbreite gibt obere Grenzfrequenz des analogen Eingangsteils an. Die Abtastrate gibt dagegen an, wie oft pro Sekunde das Oszilloskop eine "Momentaufnahme" des Signal macht. Der angegeben Wert bezieht sich dabei meist auf den Fall, dass nur ein Kanal aktiviert ist. Sind mehrere Kanäle eingeschaltet, verringert sich die Abtastrate entsprechend (z.B. zwei Kanäle anstatt einem Kanal → nur noch halbe Abtastrate). Bandbreite und Abtastrate hängen über das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem zusammen. In einem abzutastetem, periodischen Signal dürfen nur Frequenzanteile vorhanden sein, die kleiner als die halbe Abtastrate sind. Ansonsten kommt es zu Fehldarstellungen. D.h. ich brauche mindestens zwei Stückstellen bei einem Sinussignal um dessen charakteristischen Größen Frequenz und Amplitude eindeutig zu bestimmen. Dies funktioniert aber nur, wenn sicher einen Sinusverlauf voraussetzten kann. Deshalb geht man normalerweise als Faustformel von einer notwendigen Abtastrate aus, die zehnmal höher ist als die analoge Bandbreite, um auf dem Display den Kurvenverlauf akzektabel darstellen zu können.

Die Zeitbasis

Analoges Oszilloskop

 

Die Zeitbasis ist an die x-Platte der Kathodenstrahlröhre angeschlossen. Die Zeitbasis ist im Wesentlichen ein Sägezahngenerator mit variabler Frequenz. Durch den Sägezahn wird der Leuchtpunkt auf der x-Achse langsam von links nach rechts verschoben (linear ansteigende Flanke) und beim Erreichen des rechten Rands schlagartig wieder auf seinem linken Ausgangspunkt zurückgesetzt (fallende Flanke). Um ein stehendes Bild zu erreichen, reicht ein einfacher Sägezahngenerator allein allerdings nicht aus, deshalb benötigt man noch eine Triggerung. Die Triggerung sorgt dafür, dass der Sägezahn bei periodischen Signalen immer zum selben Zeitpunkt los läuft (zum Beispiel beim Nulldurchgang, wenn das Messsignal ein Sinus ist). Mit einem Levelregler wird die Triggerschwelle (die Spannung/Zeitpunkt bei der der Strahl los laufen soll) eingestellt. Bei Mehrkanaloszilloskopen gibt es noch einen Schalter, mit dem gewählt wird auf welches Signale getriggert werden soll. An einem Schalter (+/-) lässt sich einstellen ob bei steigender oder fallender Flanke getriggert werden soll. Mit der "Line"-Taste wird nicht das Messsignal, sondern die Netzspannung als Triggerquelle genutzt. über die "TRIGG.EXT."-Buchse lassen sich externe Triggersignale einspeisen, wobei mit dem Schalter, mit dem zwischen interner und externer Triggerung umgeschaltet werden kann auch für die externe Triggerung zwischen AC und DC-Kopplung gewählt wird.

Der Y-Verstärker

Analoges Oszilloskop

 

Der Y-Verstärker dient zur Aufbereitung des Messsignals. An einem Drehschalter lässt sich für jeden Kanal die Bildschirmunterteilung/Messskala einstellen, d.h. wie viel Volt pro Zentimeter angezeigt werden. Neben den Buchsen befinden sich Schalter mit denen zwischen AC- und DC-Kopplung umgeschaltet und bei nicht Verwendung eines Signals auf Masse gezogen werden kann. Bei analogen Zweikanaloszilloskopen hat man die Möglichkeit zwischen zwei Betriebsarten zu wählen, nämlich alternate Mode und chopped Mode. Nur wenige Oszilloskope besitzen eine echte Zweistrahlbildröhre, die es möglich macht zwei Signale gleichzeitig darzustellen. Bei den meisten Oszilloskopen wird zwischen den beiden Kanälen hin und her geschaltet. Im alternierenden Betrieb (alternate Mode) werden die Signale der beiden Kanäle hintereinander dargestellt (nicht für langsame Signale geeignet), d.h. es wird nach jedem Strahldurchlauf umgeschaltet. Im chopped-Betrieb schaltet das Oszilloskop innerhalb einer Ablenkperidode der Zeitbasis schnell (bei meinem Hameg mit 1MHz) zwischen den beiden Kanälen hin und her. Mit den Positionsreglern lassen sich die Signalspannungen in y-Richtung verschieben, um sie übereinander zulegen oder um sie getrennt angezeigt zu bekommen (Bsp: Signal I auf der unteren Bildschirmhälfte, Signal II auf der oberen). Es ist zu beachten, dass die Massen der Eingangsbuchsen auf dem Metallgehäuse des Oszilloskops liegen. Dies spielt zum Beispiel eine Rolle wenn man das Signal nicht auf Masse bezieht, sondern auf ein höheres Potential. Bei manchen Oszis muss dann ein Trenntrafo verwendet werden, damit die Sicherung nicht auslöst. Bei anderen ist das Gehäuse und die Signalmasse nicht mit Erde verbunden. Dann liegt das höhere Potential auf dem Gehäuse! Dabei besteht die Gefahr eines Stromschlags, wenn das Bezugspotential zu hoch ist! Man sollte unbedingt das Handbuch des Oszis durchlesen! Für solche Messungen ist die Verwendung eines Differenztastkopfes eine sichere Lösung.

DSO

Die Aufgabe und Bedinung des y-Verstärkers unterscheided sich beim DSO kaum von einem analogen Oszilloskop. Die vertikale Auflösung der meisten DSOs beträgt 8 Bit. Einige DSOs wandeln bei niedrigen Zeitbasiseinstellungen auch mit einer höheren Auflösung (das DS1074Z z.B. mit 12 Bit bei t ≥ 5 µs/div).

Einstellungen zum Messen

Abgleich des Oszilloskops und des Tastkopfs

Bei Verwendung eines Tastkopfes mit Teilung (Bsp: 1:10), muss die Eingangskapazität (C_in im Schaltbild) des y-Verstärkers kompensiert werden, da diese ansonsten das Teilerverhältniss frequenzabhängig machen würde. Dies geschieht durch einen kleinen Trimmkondensator parallel zu dem oberen Teilerwiderstand. Am Tastkopfgriff befindet sich dazu meist eine Einstellschraube oder ähnliches zum Drehen des Trimmers von aussen. Zum Abgleich des Tastkopfes besitzen Oszilloskope einen Ausgang mit einem Rechtecksignal. Für einen korrekten Ableich muss man den Trimmer so einstellen, dass das Rechteck ohne überschwinger oder verundete Kanten auf dem Bildschirm angezeigt wird. In der Tabelle unten finden sich Beispiel wie das Signal aussehen sollte bzw. wie nicht. Das gelbe Rechteck ist vom falsch eingestellten Tastkopf und das grüne Rechteck von einem korrekt kompensierten. Durch die Verwendung eines Tastkopfes wird auch die kapazitive Belastung der Quelle durch den Eingang des y-Verstärkers reduziert.

Unterkompensiert:	Überkompensiert:

Einstellungen an der Zeitbasis

Nachdem der Tastkopf abgeglichen ist, wenden wir uns der Zeitbasis zu. Als erstes wählen wir auf welchen Kanals die Triggerung reagieren soll. Dazu dient beim Hameg 412 ein Schiebeschalter mit der Bezeichnung Trigg.. Für eine Messung auf Kanal I bringen wir den Schalter entsprechend in die Stellung I. Wird auf beiden Kanälen dasselbe Signal (z.B. Ein- und Ausgangssignal) dargestellt, ist es egal auf welches Signal getriggert wird. In der Mitte der Zeitbasis befindet sich der Drehschalter, an dem die Zeitablenkung eingestellt wird. Je nach Frequenz und der Anzahl von Schwingungen, die man auf dem Schirm dargestellt haben möchte, wählt man ein entsprechendes T in cm/s. Will man zum Beispiel, dass eine Schwingung eins periodischen Signals genau ein Kästchen auf dem Schirm lang ist, entspricht die erforderliche Zeiteinstellung am „Timebase“-Drehschalters dem Kehrwert der Signalfrequenz.

Einstellungen am Y-Verstärker

Am Y-Verstärker muss man als erstes die Betriebsart auswählen, d.h. ob ein oder zwei Signale dargestellt werden sollen. Für den Einkanalbetrieb darf beim HM412 keine der Tasten am Y-Verstärker gedrückt sein. Für den Zweikanalbetrieb wird die Taste Mono/Dual gedrückt und für den chopped-Betrieb wird außerdem noch die Alt/Chop-Taste betätigt. Mit den Drehschaltern AMPL.I und II wählt man die Bildschirmskalierung in y-Richtung.

Auswerten des Ergebnisses

Nachdem man alle Einstellungen am Oszilloskop vorgenommen hat und das Signal gut ablesbar auf dem Schirm hat, muss man nun daraus die benötigten Größen ablesen. Meist wird das die Spannung (U_eff, U_ss=U_pp oder U_s=U_p) und die Frequenz sein. Zum Ablesen der Spannung wird der Wert der y-Ablenkung mit der Anzahl der Kästchen multipliziert. Je nachdem ob man den Scheitelwert (U_s) oder den Spitze-Spitze-Wert (U_ss) haben will, zählt man die Kästchen vom Nulldurchgang bis zur Spitze des (Sinus)signals bzw. die Kästchen von einer Spitze zur anderen. Den Effektivwert der Spannung erhält man aus dem Scheitelwert durch multiplizieren mit einem Faktor, der von der Kurvenform abhängig ist. Für die Frequenz sucht man sich zwei Punkte, die genau eine Periode von einander entfernt liegen und zählt die Kästchen dazwischen. Multipliziert man dies Anzahl der Kästchen mit dem Wert der Zeitbasis erhält man die Periodendauer T und aus deren Kehrwert die Frequenz f. In unserem Beispiel (y-Amp: 1V/Div und Timebase: 0,2ms/div) ergibt sich damit eine Scheitelspannung von U_s=2div*1(V/div)=2V und eine Periodendauer von T=4,8div*0,2(ms/div)=0,96ms und daraus folgt für die Frequenz f=1/T=1,04kHz.

Es muss nicht immer Spannungsmessung sein

Strommessung mit dem Oszilloskop

Mit dem Oszilloskop lassen sich nicht nur (Wechsel-)Spannungen messen, sondern auch mit minimalem Aufwand Ströme. Dazu ist allerdings ein kleiner Trick notwendig. Man misst nicht direkt den Strom, sondern den Spannungsabfall über einen Widerstand. Vor der Messung sollte man sich Gedanken machen, in welcher Größenordnung sich der Strom bei der Messung bewegt und danach den Widerstand dimensionieren. Dabei sollte man den Widerstand klein genug wählen, damit der Spannungsabfall nicht zu groß wird, aber gleichzeitig groß genug, dass man den Spannungsabfall noch gut auf dem Oszilloskop darstellen kann. Auch sollte man die Verlustleistung am Widerstand vorher grob abschätzen und eine ausreichend belastbare Bauform wählen.

Ausgangsleistung eines Verstärkers ermitteln

Um die Ausgangsleistung eines Verstärkers zu bestimmen, benötigt man außer dem Oszilloskops noch einen Sinusgenerator, einen Lastwiderstand und evtl. ein NF-Voltmeter. Hat man kein NF-Voltmeter muss man den am Oszilloskop abgelesenen Scheitelwert der Ausgangsspannung in den Effektivwert umrechnen. Um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten, gibt man nicht nur die Leistung an, sondern auch noch die Frequenz, mit der gemessen wurde. üblich ist ein Wert von 1kHz. Dann wird mit dem Sinussignal der Verstärker soweit ausgesteuert, dass man auf dem Oszilloskop gerade so sehen kann, wie die Spitzen des Sinussignals abgeflacht werden. Dabei sollte man darauf achten, dass es wirklich die Endstufe ist, die kurz vorm Clipping steht und nicht die Vorstufe (Mastervolumen voll aufgedreht und das Signal evtl. direkt vorm PI einspeisen). Mit dem NF-Voltmeter misst man nun den Effektivwert der Spannung am Lastwiderstand. Hat man kein NF-Voltmeter, ergibt sich der Effektivwert aus dem Scheitelwert (Abstand zw. Signalspitze und dem Nulldurchgang) für sinusförmige Signale mit der Formel:

Die Ausgangsleistung ergibt sich dann aus:

Wobei R der Lastwiderstand und U der Effektivwert der Spannung am Lastwiderstand ist. In dieser Pdf findet sich noch eine kleine Erklärung zum Thema Fehlerrechnung, wobei anhand eines Beispiels der Fehler bei der Leistungsmessung mit einem Multimeter bzw. mit einem Oszilloskop berechnet und besprochen wird. In der Grafik unten ist für die drei häufigsten Lastimpedanzen die Ausgangsleistung als Funktion der Ausgangsspannung gezeichnet.

Amplituden- und Phasengang ermitteln

Bei (NF)-Verstärkern interessiert uns häufig der Amplituden- und Phasengang (Frequenzgang). Ich will hier am Beispiel eines Hochpass die Vorgehensweiße erklären, wie man Amplitude und Phase misst und wie man aus den Messwerten das Bode-Diagramm erstellt. Das Vorgehen lässt sich auf fast sämtliche aktive und passive Vierpole übertragen. Im Schaltbild links sieht man den Versuchsaufbau. Am Eingang des Vierpols wird ein Sinussignal eingespeist und das Ausgangssignal mit einem Kanal des Oszis angezeigt. Was im Schaltbild fehlt, ist die Verbindung des Generatorausgangs mit dem zweiten Kanal des Oszis. Dies ist allerdings nötig um die Phase messen zu können. Parallel zum Oszi kann auch mit einem niederfrequenzfähigen Voltmeter die Ausgangsspannung gemessen werden (siehe Fehlerrechnung). Nun wird schrittweiße die Frequenz des Generators erhöht. Um die Phase korrekt zu messen, ist es wichtig auf den Kanal mit dem Eingangssignal zu Triggern. Allerdings ist die Phasenmessung bei analogen Oszilloskopen schwierig, da das Raster in x-Richtung nur sehr grob ist. DSOs sind da komfortabler, da man sich die Phasendifferenz zweier Signale direkt in Grad auf dem Bildschirm anzeigen lassen kann. Beim Messen der Amplitude, sollte man nicht nur die Amplitude des Ausgangssignals messen und notieren, sondern auch stichprobenartig die des Eingangssignals überprüfen. Diese kann sich verändern, wenn der Sinusgenerator einen zu großen Innenwiderstand hat oder die Eingangsimpedanz (frequenzabhängig) des Vierpols zu klein wird. Die Phase wird in Sekunden gemessen. Dabei misst man den Abstand zwischen zwei identischen Punkten der beiden Sinuskurven (zum Beispiel die Entfernung vom Nulldurchgang von Eingangssignal zum Nulldurchgang des Ausgangssignals) und multipliziert die Anzahl der Raster mit der gewählten Einstellung der Zeitbasis. Die Umrechnung in Grad erfolgt dann durch phi=dT*f*360°, wobei dT der Abstand der beiden Nulldurchgänge in Sekunden ist. Hat man Amplitude und Phasenlage des Ausgangssignals gemessen und in einer Tabelle notiert, muss man als nächstes den Amplituden- und den Phasengang in je ein Diagramm einzeichnen. Beim Bode-Diagramm wird dabei die Frequenzachse logarithmisch geteilt, um eine besser Ablesbarkeit über mehrere Dekaden hinweg zu gewährleisten. Die Amplitude wird als relative Größe auf das Eingangssignal bezogen (-> Verstärkung bzw. Dämpfung) und in dB aufgetragen. Die Umrechnung erfolgt mit 20*log(U_aus/U_in). Die Phase wird linear in Grad aufgetragen.

DSO

Die prinzipelle Vorgehensweise unterscheidet sich beim DSO nicht von einem analogen Oszilloskop. Allerdings gestaltet sich das Ablesen der Messwerte deutlich komfortabler.

Der xy-Betrieb

Im xy-Betrieb wird die Ablenkung in x-Richtung nicht mehr durch die interne Zeitbasis vorgenommen, sondern durch ein externes Signal, das über einen Kanal des y-Verstärkers zugeführt wird. In den xy-Betrieb gelangt man beim HM412, indem man die Taste „Hor.ext.“ betätigt. Die Ablenkung in Richtung der x-Achse übernimmt Kanal II, die in y-Richtung wird von Kanal I übernommen. Im xy-Betrieb kann man nicht nur die Kennlinie von Zweipolen darstellen, sondern auch Lissajous-Figuren erzeugen, mit Hilfe eines Wobbelgenerators Frequenzgänge darstellen und ähnliches.

Summen- und Differenzmodus

Mit dem Summenmodus können die Signale der beiden Kanäle mit einander addiert werden und man bekommt das Summensignal angezeigt. Beim HM412 geschieht dies durch drücken der Alt/Chop-Taste im Einkanalbetrieb. Drückt man noch zusätzlich die „Invert I“-Taste erhält man die Differenz der beiden Signale an Input I und II.

Kennlinien von Zweipolen darstellen

Mit einer kleinen Wechselspannungsquelle lassen sich im xy-Modus sehr einfach Kennlinien darstellen. Dabei spielt es keine Rolle ob das Oszilloskop digital oder analog arbeitet. Einige analoge Oszilloskope haben diese Funktion als "Komponententester" bereits eingebaut. Kanal 2 muss invertiert werden, um die gewohnte Darstellung zu bekommen.

Widerstand mit 10kΩ

Kondensator mit 100nF

Si-Diode

Restwelligkeit einer Gleichspannung messen

Will man die Restwelligkeit einer DC-Spannung messen, schaltet man das Oszilloskop in den AC-Modus. Damit unterdrückt man den Gleichspannungsanteil. Dieser würde bei der Messung stören, da er sehr groß im Vergleich zum Wechselspannungsanteil ist. Ohne ihn kann man einen entsprechend kleinen Messbereich wählen, sodass sich die Restwelligkeit gut ablesen lässt. Im Bild links sieht man den typischen Spannungsverlauf des Wechselspannungsanteils direkt nach dem Gleichrichter am Lade-C. Der y-Verstärker war auf 0,5V/Div eingestellt und die Zeitbasis auf 5ms/Div, sodass sich eine Restwelligkeit von 500mV bei ca 50Hz ablesen lässt. Will man die Restwelligkeit der Versorgungsspannung eines Röhrenverstärkers messen, muss man die Spannungsfestigkeit des y-Eingangs bzw. des Tastkopfs beachten (Anleitung lesen!). Die Spannungsfestigkeit muss größer sein als der Gleichspannungsanteil plus dem Wechselspannungsanteils (Restwelligkeit) der Versorgungsspannung. Ist die zu messende Spannung zu groß, kann ein 1:10-Tastkopf vorgeschaltet werden.

Windungsschluss an einem Transformator erkennen

Gelegentlich steht man bei einer Reparatur vor der Frage, ob der Trafo noch in Ordnung ist oder evtl. einen Windungsschluss (Kurzschluss zwischen zwei Windungen durch kaputte Lackisolierung) hat. Eine Methode ist es, mit der Primärwicklung des Trafos einen Schwingkreis aufzubauen. Regt man diesen Schwingkreis mit einem Sprung an, schwingt er auf seiner Eigenfrequenz. Durch die in der Realität unvermeidlichen Verluste, erhält man eine abklingende Sinusschwingung. Besitzt der Trafo einen Windungsschluss, klingt die Sinusschwing dabei deutlich schneller ab, als bei einem intakten Trafo.

Analoges Oszilloskop

Da uns beim analogen Oszi ein einmaliges Ereignis nicht reicht, muss der Sprung periodisch wiederholt werden. Deshalb verwenden wir zum Anregen ein PWM-Signal mit ca 10Hz und einem Puls-Pausen-Verhältnis von 10:1. Zum Testen hab ich hier einen Trafo verwendet bei dem zwischen Kern und Wicklung noch genug Platz vorhanden war, um eine Litze durch zu ziehen. Diese Litze soll man Versuch als Kurzschlusswindung dienen.

Kein Windungsschluss:	Windungsschluss:

Die kurze Schwingung vor der eigentlichen Schwinung ensteht durch die Pause im PWM-Signal, da sowohl eine steigende, als auch eine fallende Flanke den Schwingkreis anregt.

DSO

Bei Verwendung eines DSO wird der PWM-Generator eine Gleichspannungsquelle (Batterie oder Labornetzzeil) ersetzt. Ansonsten bleibt der Aufbau mit dem Schwingkreis unverändert. Kanal 1 verbindet man mit dem Ende des Widerstands, das Richtung Spannungsquelle zeigt. Kanal 2 kommt an den Knoten zwischen Widerstand, Spule und Kondensator. Kanal 1 wird auf DC- und Kanal 2 auf DC- oder AC-Kopplung eingestellt. Getriggert wird auf fallende Flanke auf Kanal 1, wobei der Trigger-Modus "Single" ausgewählt wird. Mit dieser Einstellung fängt das Oszilloskop erst beim Triggerereignis an, die Messdaten zu speichern und hört auf, wenn das Speicherende erreicht wurde. Nachdem alle Einstellungen vorgenommen worden sind, trennt den Schwingkreis von der Spannungsversorgung. Dies geschieht am Besten durch abziehen des Bananensteckers vom Labornetzteil. Dabei kann es zu Prellen kommen, was auch auf dem Display des DSOs sichtbar wird.

 

Lissajous-Figuren

Lissajous-Figuren auf dem Oszilloskop sind nicht nur nette Spielereien, sondern lassen auch Rückschlüsse auf die Phasenlage und die Frequenz zweier Signale im Vergleich zueinander zu. Zum Erzeugen von Lissajous-Figuren wird das Oszilloskop im xy-Modus betrieben.

Bestimmung der Grenzfrequenz

Kommt bald...

Kaufhilfe

Als ich mich nach möglichen Inhalten für dieses Dokument um gehört habe, wurde der Vorschlag gemacht ein Kapitel mit rein zunehmen, dass bei der Kaufentscheidung helfen soll. Ich möchte aber an dieser Stelle keine konkreten Kaufempfehlungen abgeben, sondern dem Leser helfen seine eigene Entscheidung zu treffen, in dem er sich überlegt welche Eigenschaften sein Oszilloskop für seine Zwecke haben soll. Ein wichtiger Faktor dabei, der uns beim Kauf häufig Grenzen setzt ist der Preis, weshalb sich für den Hobbyanwender meist als erstes sich die Frage stellt…

…Neu oder Gebraucht?

Im Internet bekommt man oft gebrauchte Markengeräte von Hameg, Tektronix, Philips etc. schon für relativ kleines Geld zukaufen. Es gibt einige Surplus-Anbieter, die auf Funktion getestete gebrauchte Messgeräte verkaufen und somit dem Hobby-Elektroniker die Möglichkeit bieten, günstig an ein Profigerät zu gelangen. Beim Kauf von Privatanbietern zum Beispiel auf ebay hat man keine Garantie auf die volle Funktion. ältere Geräte von Hameg haben auch den Vorteil, dass sie sich noch mit einfachen Mitteln reparieren lassen und das die Schaltpläne im Netz oder auf Anfrage für jeden erhältlich sind. Nachteilig bei gebrauchten Geräten ist natürlich, das sie nicht mehr auf dem neusten Stand der Technik sind. Auch können die Schaltkontakte und Potis Schwierigkeiten machen. Solche Abnutzungsfehler kann man aber ganz gut selbst beheben, wenn man einwenig technisches Geschick besitzt und die notwendige Vorsicht beim Hantieren an elektrischen Geräten. Bei Neugeräten hat man diese Probleme logischerweise nicht, allerdings ist der Preis für ein Markengerät auch deutlich höher. Bei Noname-Billiggeräten weiß man nie wie die Qualität wirklich ist. In dem Fall gilt meist: „Wer billig kauft, kauft zweimal!“ Wenn man seinen Preisrahmen abgesteckt und damit weiß ob Neu- oder Gebrauchtgerät angeschafft werden soll, mach man sich als nächstes über die Ausstattung Gedanken…

Analog oder Digital?

Digitale bzw. Digital-Analog-Mix Oszilloskope bieten gegen über voll anlogen Oszilloskopen einiges an Bedienungs- und Ablesekomfort. So muss nicht mehr lange Zeitbasis und Ablenkverstärker eingestellt werden, sondern es reicht ein Knopfdruck und die für das Signal passenden Parameter werden automatisch eingestellt. Auch lassen sich auf dem Bildschirm bequem der Effektivwert der Spannung und die Frequenz des Signals ablesen. Bei zwei Signalen lässt sich auch noch die Phasenverschiebung direkt in s ablesen. Dazu kommen dann noch einige mathematische Funktionen, die man auf die Signale anwenden kann. Außerdem lassen sich auf digitalen Oszilloskopen auch einmalige Ereignisse darstellen (z.B. seriell übertragene Daten). Allerdings erfordern Digital-Oszis aufgrund der Fülle von Funktionen eine noch gründlichere Einarbeitung. Da viele Funktion vom Otto-Normal-Löter überhaupt nicht benötigt werden, lohnt sich der höhere Preis kaum.

Wie viele Kanäle?

Zwei Kanäle sollten es schon sein! Gerade bei Gebrauchtgeräten ist der Preisunterschied minimal und wird durch das mehr an Möglichkeiten locker ausgeglichen. Wichtiger ist die Frage, ob man eine Zweistrahl- oder ein Zweikanaloszilloskop kaufen will. Bei einem richtigen Zweistrahloszilloskop sind in der Bildröhre zwei Systeme vorhanden, die zwei unabhängig von einander ablenkbare Elektronenstrahlen erzeugen. Auch der y-Verstärker ist natürlich doppelt vorhanden. Bei Zweikanaloszilloskopen sind zwar auch zwei y-Verstärker vorhanden, die Bildröhre besitzt jedoch nur ein System. Deshalb wird das Bild zwischen den beiden Eingängen schnell hin- und hergeschaltet, sodass der Eindruck entsteht, beide Signale würde gleichzeitig angezeigt werden. Zweikanaloszilloskope sind für Hobbyanwender eigentlich ausreichend und auch günstiger als echte Zweistrahloszilloskope.

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