Workshop-- Messungen mit dem Oszilloskop--

      Messungen mit dem Oszilloskop
      Manch einer der Forenuser hat Zuhause eine Bastelecke in der Wohnung oder sogar eine kleine Werkstatt, in der neben Digitalvoltmeter und Zeigerinstrument manchmal auch ein Oszilloskop vorhanden ist. Dieses wird jedoch oft, da die Zeit der Ausbildung an solch einem Gerät weit zurück liegt, oder man wenig oder fast keine Erfahrung im Umgang damit hat,ungenutzt herumstehen.
      Wir möchten denjenigen, die solch ein universales Messinstrument ihr Eigen nennen und es aber nicht oder kaum nutzen, Anregung geben, dies wertvolle Instrument zu verstehen und sinnvoll einzusetzen.
      Dass mit dem Oszilloskop außer DC und AC auch NF-Audio und HF-Signale darstellbar sind,sollte bekannt sein.
      Für diejenigen unter uns, die sich mit der Reparatur und Restauration von Audio-Geräten wie Verstärkern, Tunern und Receivern befassen,ist es sicher sinnvoll zu wissen,wie begleitend zur erfolgreichen Instandsetzung auch die Kontrollmessungen mit dem Oszilloskop nach Messprotokollen im Serviceplan nachvollzogen werden können, um einen sicheren Betrieb nach einer Reparatur zu gewährleisten.
      Dafür möchten wir Interessierten, die ihr Oszilloskop nicht nur als Deko-Objekt stehen haben, sondern auch praktisch nutzbringend anwenden möchten, bei Fragen zum Gebrauch Hilfestellung leisten. Wer also ein Oszilloskop besitzt und wenig Erfahrung im Umgang damit hat, kann Fragen stellen. Dies Angebot sollte auch für Leute von Interesse sein, die sich die Anschaffung eines Oszilloskops überlegen.


      --Hans--
      Meine Zeit war die Zeit, als man noch Zeit hatte, sich Zeit zu nehmen...
      Kopf hoch,au wenn de Hals dreckig isch ;( .....
      Was macht ein Oszilloskop?

      Vom Grundprinzip her ist es einfach nur eine Elektronenstrahlröhre, ähnlich der im Fernseher.
      Der Strahl ist in der waagerechten Ebene ablenkbar und auch senkrecht ablenkbar. Erfolgt keine Ablenkung, sieht man in der Mitte der Röhre einen hellen Punkt.
      Im normalen Betrieb erfolgt eine ständige Ablenkung des Strahls von links nach rechts mit konstanter Geschwindigkeit. Liegt kein Meßsignal an, sieht man lediglich einen waagerechten Strich. Liegt am Eingang, im Bild ist der Eingang mit A gekennzeichnet, ein Signal an, bewirkt es eine Ablenkung in Y-Richtung. Die Auslenkung des Strahls ist proportional zur anliegenden Spannung.
      Ein Oszilloskop ist eigentlich nichts anderes als ein XY-Schreiber, bzw. Seismograph. Ein Seismograph benutzt eine Papierrolle, bei der die Papiergeschwindigkeit konstant ist. Zum Schreiben wird Tinte benutzt. Verglichen mit dem Oszilloskop ist die waagerechte Ablenkung die sich abwickelnde Papierrolle. Die Y-Ablenkung ist die kleine Tintenfeder.

      Andreas, DL2JAS


      -edit-

      Hier sieht man das Bild eines Seismographen, das Bild stammt von Wikipedia.

      http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/b/b7/Seismograph_Pinatubo.jpg
      Was bedeutet DL2JAS? Amateurfunk, www.dl2jas.com
      Hallo,

      ist es noch zu früh am Morgen oder bin ich verwirrt?
      Sind die Bilder evtl. vertauscht? Das zweite Bild zeigt doch den Nulldurchgang
      in der Mitte. Ist es nicht so, dass bei AC Messung diese Verschiebung des Signals gar nicht auftritt? Ein evtl. Gleichspannungsanteil im Signal wird doch bei AC eliminiert.

      Einen angenehmen Tag wünscht

      János
      Hallo Janos
      Ich hatte zur Messung auf den AC-Knopf gedrückt,mag sein, dass die Verschiebung in der Horizontalen durch eine Instabilität des Signals aus dem Audio-Signal-Generator kam, der schon recht altes Gerät ist. DC Anteile waren da wohl keine drin.Mittlerweile hab ich die Möglichkeiten einer guten Einstellung zwischen Signalquelle und Oszillskop auch rausgefunden,bin auch noch Laie,der das Oszi gerade wiederentdeckt.
      --Hans--
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      Zur Y- Ablenkung
      Auf der Y-Achse wird ein am Y-Eingang,hier A angelegtes Signal in seiner Stärke, dH.Amplitude dargestellt durch die Auslenkung des Strahls von der horizontalen Mittelachse des Koordinatenfeldes. Ich hoffe, das ist jetzt nicht zu hochgestochen und sogar richtig erklärt. Als nächstes möchte ich ein Signal von 0,4VSS bei Teilung/Skala in 0,2V/Teilstrich/Kästchen darstellen.







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      Das nächste Bild zeigt das gleiche Eingangssignal mit 0,4VSS, jedoch mit einer Teilung auf 0,05V pro Teilstrich/Kästchen, dH. der Strahl wird hier aus der Horizontalen um 4 Teilstriche oder Kästchen nach oben und unten ausgelenkt.










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      Da wir meistens mit Tastkopf arbeiten, möchte ich den Abgleich eines Tastkopfes mit den Darstellungen eines Rechtecksignales aufzeigen.
      Zur Einspeisung des Testsignals verwende ich hier einen Sinus-Rechteck Generator, der auf 1KHz/Rechtecksignal eingestellt ist. Hier ein Bild der Justage








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      Das nächste Bild zeigt den Abgleich auf bestmögliche Geometrie des Signals.Es liegen ca.2VSS mit f-1KHz/Rechteck am Eingang des Oszilloskops.
      Die Einstellung beachten! 0,05V/Teilstrich/Kästchen. Einstellung des Tastkopfes 1/10




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      Sinn des Tastkopfabgleichs

      Der Tastkopf, also die Spitze, mit der man das Signal abgreift, muß optimal an das Oszilloskop angepasst sein. Bei den Herstellern der Oszilloskope und der Tastköpfe gibt es Toleranzen. Im Tastkopf ist dafür ein kleiner Trimmer vorhanden, mit dem man diese ausgleichen kann. Das ist das Bild in Beitrag 008, wo Hyperspace mit einem kleinen Stift am Tastkopf dreht. Viele Oszilloskophersteller haben dafür einen kleinen Anschluß PROBE ADJust an der Front. Hat man keinen (guten) Rechteckgenerator, sollte man diesen nehmen. Man sieht ihn im vorherigen Bild rechts unten neben dem Bildschirm.
      Das Rechtecksignal hat den Vorteil, daß es recht scharfkantig ist, entweder waagerechte oder fast nicht sichtbare senkrechte Linie. Stimmt das Rechtecksignal, werden auch alle anderen Kurvenformen stimmen!
      Bei hochfrequenten Signalen kann ein Oszilloskop ein Rechteck nicht mehr sauber wiedergeben, die Kanten erscheinen abgerundet. Das Oszilloskop im Bild hat eine Bandbreite von 15 MHz. Würde man es an einen Rechteckgenerator mit 15 MHz anschließen, ist im Bild eigentlich nur noch ein Sinus zu sehen. Das bitte beachten, wenn man z.B. an schneller Steuerlogik wie Mikroprozessoren Messungen macht. Je höher die Frequenz, um so runder und kleiner das Signal!

      Andreas, DL2JAS
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      Wusste nicht, dass das Scope durch den Klemmanschluss Probe/Adj. über eine eigene Abgleichmöglichkeit verfügt, schon wieder was dazugelernt!
      Wie kann man eigentlich aus dem Kurvenverlauf die Frequenz eines abgegriffenen Signals errechnen...? Ist die Frequenz über eine Formel exakt zu bestimmen oder gibts beim Oszilloskop nur Näherungswerte?
      --Hans--
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      Bei Deinem zweiten Bild(Sinus) kann man das gut erkennen.
      Eine Schwingung verläuft über 6 Kästchen. Deine Zeitbasis steht auf 1ms.
      Also dauert dies Schwingung 6ms. Jetzt greift die Formel: f=1/T.
      In diesem Fall ergibt sich eine Frequenz von ca. 1666Hz. Leider kann ich auf Deinem Generator die eingestellte Frequenz nicht erkennen, aber es müßte stimmen.

      Gruß

      János
      Ja, ich hab hier schon legendäre Kisten rumstehen,was neueres konnte ich mir bisher nicht leisten. Der RC-Generator mit Röhre kam für ein paar Euros aus der Bucht und der Zähler, den ich hier hab, gehört eigentlich ins Museum,ist ein Grundig UZ56.
      Übrigens,wenn Frequenz-gleich 1 durch die Zeit,dann wäre die eingestellte Frequenz am RC 1 durch 0,006 ergäbe 166,66Hz in etwa,da ich ursprünglich 200Hz einstellen sollte, aber der Sinus nicht so sauber vorne und hinten abschloss.
      Grüße vom --Hans--
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      Hallo Hans,

      jaja, rechnen muß man können. Da habe ich wohl etwas zu schnell reagiert und nicht richtig nachgedacht.
      Soweit ich mich erinnere muß auf jeden Fall immer mit der größten Ablenkung gemessen werden. In diesem Fall wäre die Frequenz anhand eines einzigen Sinus über die volle Zeitachse noch exakter abzulesen. Das gilt auch für die Amplitude. Also immer eine formatfüllende Darstellung wählen.

      Ich habe auch noch ein Hameg307 herumstehen. Benutzt wurde es aber auch schon lange nicht mehr.
      Solange Dein RC-Generator die gewünschten Signale liefert ist es doch in Ordnung. Wozu einen neuen? Natürlich ist einer mit dig. Frequenzanzeige ganz nett, aber wann braucht man im NF Bereich so genaue Frequenzen?

      Gruß

      János
      Das mit dem Ermitteln der Frequenz vom Schirm scheint ja ein ernsthaftes Problem zu sein!




      Man achte auf die kleinen blauen Pfeile. Das Signal hat welche Amplitude?
      Ja richtig, 4 V Spitze Spitze.
      Welche Frequenz hat das Signal?
      Der andere blaue Pfeil zeigt auf 1 ms pro Kästchen. 10 Kästchen hat der Schirm, zwei Schwingungen auf dem gesamten Schirm. Eine Schwingung dauert also 5 Millisekunden.
      Grübel, wieviel Hz sind das?
      1/Zeit = Frequenz in Hertz

      Auflösung hier, anklicken:
      http://saba-forum.dl2jas.com/bildupload/fluke200Hz.jpg














      Hier ein zweites Bild mit selber Generatorfrequenz, anklicken!

      http://saba-forum.dl2jas.com/bildupload/200Hz2.jpg

      Man schaue wieder auf den blauen Pfeil. Diesmal steht die Zeitablenkung auf 0,5 ms pro Kästchen. Eine komplette Sinusschwingung 10 Kästchen aber immer noch 5 Millisekunden.

      Das althergebrachte Oszilloskop scheint kein einfaches Meßgerät zu sein. Wer Fragen hat, auch scheinbar noch so dumm, bitte stellen, hilft hier im Workshop!


      Andreas, DL2JAS
      Was bedeutet DL2JAS? Amateurfunk, www.dl2jas.com
      Wie prüfe ich, ob die Zeitablenkung vom Oszilloskop stimmt?

      Die Zeitablenkung ist bei (älteren) Oszilloskopen analog realisiert, spezieller Schwingkreis. Normalerweise sollte die auf etwa 5 % oder besser genau sein. Hat man einen Frequenzzähler, geht es natürlich ganz einfach.
      Einen Trick gibt es noch, die Netzfrequenz!
      Sie ist sehr genau, einige ältere Uhren funktionieren damit. Viele werden noch die Uhren oder Wecker mit den drehenden Walzen kennen, netzsynchron.

      Man nehme also die Netzspannung und stelle sie auf dem Oszilloskop dar!
      Man muß nicht gleich die Steckdose nehmen wegen der lebensgefährlichen Spannung. Ein Trafo von der Modelleisenbahn geht ganz gut, Märklin Wechselstrom.
      Die Netzfrequenz hat 50 Hz, also 50 Schwingungen pro Sekunde. Rechnet man es in die Periodendauer um, kommt man auf 20 ms pro Schwingung. Steht die Zeitablenkung auf 2 ms, ist eine Schwingung 10 Kästchen lang, üblicherweise eine ganze Bildschirmlänge.

      Andreas, DL2JAS
      Was bedeutet DL2JAS? Amateurfunk, www.dl2jas.com