Xy-Betrieb; Phasenvergleich Mit Lissajous-Figur; Phasendifferenz-Messung Im Zweikanal-Betrieb (Yt) - Hameg Instruments Hm604-3 Bedienungsanleitung

Liegt ADD-Betrieb vor, werden die Signale beider Ka-
näle algebraisch addiert (±I ±II). Ob sich hierbei die
Summe oder die Differenz der Signalspannungen er-
gibt, hängt von der Phasenlage bzw. Polung der Si-
gnale selbst und davon ab, ob eine Invertierung im
Oszilloskop vorgenommen wurde. Mit Invertierung
leuchtet die INV-LED; die zugeordnete Taste schaltet
die Funktion ab oder an.
Gleichphasige Eingangsspannungen:
Beide Kanäle nicht invertiert
Beide Kanäle invertiert (INV) = Summe.
Nur ein Kanal invertiert (INV) = Differenz.
Gegenphasige Eingangsspannungen:
Beide Kanäle nicht invertiert
Beide Kanäle invertiert (INV) = Differenz.
Nur ein Kanal invertiert (INV) = Summe.
In der ADD-Betriebsart ist die vertikale Strahllage von der Y-
POS.-Einstellung beider Kanäle abhängig. Das heißt die
Y.POS.-Einstellung wird addiert, kann aber nicht mit INVERT
beeinflußt werden.
Signalspannungen zwischen zwei hochliegenden Schaltungs-
punkten werden oft im Differenzbetrieb beider Kanäle ge-
messen. Als Spannungsabfall an einem bekannten Wider-
stand lassen sich so auch Ströme zwischen zwei hochlie-
genden Schaltungsteilen bestimmen. Allgemein gilt, daß bei
der Darstellung von Differenzsignalen die Entnahme der bei-
den Signalspannungen nur mit Tastteilern absolut gleicher
Impedanz und Teilung erfolgen darf. Für manche Differenz-
messungen ist es vorteilhaft, die galvanisch mit dem Schutz-
leiter verbundenen Massekabel beider Tastteiler nicht mit dem
Meßobjekt zu verbinden. Hierdurch können eventuelle
Brumm- oder Gleichtaktstörungen verringert werden.

XY-Betrieb

Für XY-Betrieb wird die Taste XY im X-Feld betätigt und die
im TIME / DIV. -Feld befindliche XY-Anzeige leuchtet auf.
Die übrigen im X-Feld befindlichen Anzeigen und Funktionen
werden abgeschaltet. Wird die XY-Taste erneut betätigt, er-
lischt die XY-LED und das Oszilloskop schaltet sich in den
Yt-Betrieb zurück.
Das X-Signal wird über den Eingang von Kanal II (HOR. INP.
= Horizontal-Eingang) zugeführt. Eingangsteiler und Feinregler
von Kanal II werden im XY-Betrieb für die Amplitudenein-
stellung in X-Richtung benutzt. Zur horizontalen Positions-
einstellung ist aber der X-POS.-Regler zu benutzen. Der
Positionsregler von Kanal II ist im XY-Betrieb praktisch un-
wirksam. Die maximale Empfindlichkeit und die Eingangs-
impedanz sind nun in beiden Ablenkrichtungen gleich. Die
X-Dehnung x10 ist unwirksam. Bei Messungen im XY-Be-
trieb ist sowohl die obere Grenzfrequenz (-3dB) des X-Ver-
stärkers, als auch die mit höheren Frequenzen zunehmende
Phasendifferenz zwischen X und Y zu beachten (siehe Da-
tenblatt).
Eine Umpolung des X-Signals durch Invertieren mit
der INV-Taste von Kanal II ist nicht möglich!
Der XY-Betrieb mit Lissajous-Figuren erleichtert oder ermög-
licht gewisse Meßaufgaben:
• Vergleich zweier Signale unterschiedlicher Frequenz oder
Nachziehen der einen Frequenz auf die Frequenz des an-
deren Signals bis zur Synchronisation. Das gilt auch noch
für ganzzahlige Vielfache oder Teile der einen Signal-
frequenz.
Änderungen vorbehalten
= Summe.
= Differenz.
• Phasenvergleich zwischen zwei Signalen gleicher Fre-
quenz.

Phasenvergleich mit Lissajous-Figur

Die folgenden Bilder zeigen zwei Sinus-Signale gleicher Fre-
quenz und Amplitude mit unterschiedlichen Phasenwinkeln.
Die Berechnung des Phasenwinkels oder der Phasenverschie-
bung zwischen den X- und Y-Eingangsspannungen (nach
Messung der Strecken a und b am Bildschirm) ist mit den
folgenden Formeln und einem Taschenrechner mit Winkel-
funktionen ganz einfach, und übrigens unabhängig von den
Ablenkamplituden auf dem Bildschirm.
ϕ = √
ϕ =
Hierbei muß beachtet werden:
• Wegen der Periodizität der Winkelfunktionen sollte die
rechnerische Auswertung auf Winkel ≤90° begrenzt wer-
den. Gerade hier liegen die Vorteile der Methode.
• Keine zu hohe Meßfrequenz benutzen. Die im XY-Betrieb
benutzten Meßverstärker weisen mit zunehmender Fre-
quenz eine gegenseitige Phasenverschiebung auf. Ober-
halb der im Datenblatt angegebenen Frequenz wird der
Phasenwinkel von 3° überschritten.
• Aus dem Schirmbild ist nicht ohne weiteres ersichtlich,
ob die Testspannung gegenüber der Bezugsspannung vor-
oder nacheilt. Hier kann ein CR-Glied vor dem Test-
spannungseingang des Oszilloskops helfen. Als R kann
gleich der 1MΩ-Eingangswiderstand dienen, so daß nur
ein passender Kondensator C vorzuschalten ist. Vergrö-
ßert sich die Öffnungsweite der Ellipse (gegenüber kurz-
geschlossenem C), dann eilt die Testspannung vor und
umgekehrt. Das gilt aber nur im Bereich bis 90° Phasen-
verschiebung. Deshalb sollte C genügend groß sein und
nur eine relativ kleine, gerade gut beobachtbare Phasen-
verschiebung bewirken.
Falls im XY-Betrieb beide Eingangsspannungen fehlen oder
ausfallen, wird ein sehr heller Leuchtpunkt auf dem Bildschirm
abgebildet. Bei zu hoher Helligkeitseinstellung (INTENS-
Knopf) kann dieser Punkt in die Leuchtschicht einbrennen,
was entweder einen bleibenden Helligkeitsverlust oder, im
Extremfall, eine vollständige Zerstörung der Leuchtschicht
an diesem Punkt verursacht.
Phasendifferenz-Messung
im Zweikanal-Betrieb (Yt)
Eine größere Phasendifferenz zwischen zwei Eingangs-
signalen gleicher Frequenz und Form läßt sich sehr einfach
im Yt-Zweikanalbetrieb (in jeder VOLTS / DIV. Anzeige leuch-
tet eine LED) am Bildschirm messen. Die Zeitablenkung wird
dabei von dem Signal getriggert, das als Bezug (Phasenlage
ϕ =
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