Anlegen Der Signalspannung - Hameg Instruments Hm303-4 Bedienungsanleitung

Dabei ist t die gemessene Gesamtanstiegszeit, t
ges
vom Oszilloskop (beim HM303 ca. 12ns) und t
Tastteilers, z.B. = 2ns. Ist t
Anstiegszeit des Vertikalverstärkers vernachlässigt wer-
den (Fehler <1%).
Obiges Bildbeispiel ergibt damit eine Signal-Anstiegszeit
von
√ 32
2
t = - 12
a
Die Messung der Anstiegs- oder Abfallzeit ist natürlich
nicht auf die oben im Bild gezeigte Bild-Einstellung be-
grenzt. Sie ist so nur besonders einfach. Prinzipiell kann in
jeder Bildlage und bei beliebiger Signalamplitude gemes-
sen werden. Wichtig ist nur, daß die interessierende
Signalflanke in voller Länge, bei nicht zu großer Steilheit,
sichtbar ist und daß der Horizontalabstand bei 10% und
90% der Amplitude gemessen wird. Zeigt die Flanke Vor-
oder Überschwingen, darf man die 100% nicht auf die
Spitzenwerte beziehen, sondern auf die mittleren Dach-
höhen. Ebenso werden Einbrüche oder Spitzen (glitches)
neben der Flanke nicht berücksichtigt. Bei sehr starken
Einschwingverzerrungen verliert die Anstiegs- oder Abfall-
zeitmessung allerdings ihren Sinn. Für Verstärker mit
annähernd konstanter Gruppenlaufzeit (also gutem Impuls-
verhalten) gilt folgende Zahlenwert-Gleichung zwischen
( in ns ) und Bandbreite B (in MHz ):
Anstiegszeit t
a
350
t =
a
B

Anlegen der Signalspannung

Vorsicht beim Anlegen unbekannter Signale an den
Vertikaleingang! Ohne vorgeschalteten Tastteiler sollte
der Schalter für die Signalkopplung zunächst immer auf AC
und der Eingangsteilerschalter auf 20V/cm stehen. Ist die
Strahllinie nach dem Anlegen der Signalspannung plötzlich
nicht mehr sichtbar, kann es sein, daß die Signalamplitude
viel zu groß ist und den Vertikalverstärker total übersteuert.
Der Eingangsteilerschalter muß dann nach links zurückge-
dreht werden, bis die vertikale Auslenkung nur noch 3-8 cm
hoch ist. Bei mehr als 160 V
unbedingt ein Tastteiler vorzuschalten. Verdunkelt sich die
Strahllinie beim Anlegen des Signals sehr stark, ist wahr-
scheinlich die Periodendauer des Meßsignals wesentlich
länger als der eingestellte Wert am TIME/DIV.-Schalter.
Letzterer ist dann auf einen entsprechend größeren Zeit-
koeffizienten nach links zu drehen.
Die Zuführung des aufzuzeichnenden Signals an den Y-
Eingang des Oszilloskops ist mit einem abgeschirmten
Meßkabel wie z.B. HZ32 und HZ34 direkt oder über einen
Tastteiler 10:1 geteilt möglich. Die Verwendung der ge-
nannten Meßkabel an hochohmigen Meßobjekten ist
jedoch nur dann empfehlenswert, wenn mit relativ nied-
rigen, sinusförmigen Frequenzen (bis etwa 50kHz) gear-
beitet wird. Für höhere Frequenzen muß die Meß-
Spannungsquelle niederohmig, d.h. an den Kabel-Wellen-
widerstand (in der Regel 50Ω) angepaßt sein. Besonders
bei der Übertragung von Rechteck- und Impulssignalen ist
M 6
t
größer als 100ns, kann die
ges
2 2
- 2 = 29,6ns
350
B =
t
a
großer Signalamplitude ist
ss
die das Kabel unmittelbar am Y-Eingang des Oszilloskops mit
osz
die des einem Widerstand gleich dem Kabel-Wellenwiderstand
abzuschließen. Bei Benutzung eines 50Ω-Kabels wie z.B.
HZ34 ist hierfür von HAMEG der 50Ω-Durchgangsab-
schluß HZ22 erhältlich. Vor allem bei der Übertragung von
Rechtecksignalen mit kurzer Anstiegszeit werden ohne
Abschluß an den Flanken und Dächern störende Ein-
schwingverzerrungen sichtbar. Auch höherfrequente
(>100kHz) Sinussignale dürfen generell nur impedanz-
richtig abgeschlossen gemessen werden. Im allgemei-
nen halten Verstärker, Generatoren oder ihre Abschwächer
die Nenn-Ausgangsspannung nur dann frequenzunab-
hängig ein, wenn ihre Anschlußkabel mit dem vorge-
schriebenen Widerstand abgeschlossen wurden. Dabei
ist zu beachten, daß man den Abschlußwiderstand HZ22
nur mit max. 2 Watt belasten darf. Diese Leistung wird mit
oder − bei Sinussignal − mit 28,3V
10V
eff
Wird ein Tastteiler 10:1 oder 100:1 verwendet, ist kein
Abschluß erforderlich. In diesem Fall ist das Anschlußka-
bel direkt an den hochohmigen Eingang des Oszilloskops
angepaßt. Mit Tastteiler werden auch hochohmige Span-
nungsquellen nur geringfügig belastet (ca. 10MΩ II 16 pF
bzw. 100MΩ II 7pF bei HZ53). Deshalb sollte, wenn der
durch den Tastteiler auftretende Spannungsverlust durch
eine höhere Empfindlichkeitseinstellung wieder ausgegli-
chen werden kann, nie ohne diesen gearbeitet werden.
Außer dem stellt die Längsimpedanz des Teilers auch
einen gewissen Schutz für den Eingang des Vertikal-
verstärkers dar. Infolge der getrennten Fertigung sind alle
Tastteiler nur vorabgeglichen; daher muß ein genauer
Abgleich am Oszilloskop vorgenommen werden (siehe
,,Tastkopf-Abgleich", Seite M 8).
Standard-Tastteiler am Oszilloskop verringern mehr oder
weniger dessen Bandbreite; sie erhöhen die Anstiegszeit.
In allen Fällen, bei denen die Oszilloskop-Bandbreite voll
genutzt werden muß (z.B. für Impulse mit steilen Flan-
ken), raten wir dringend dazu, die Tastköpfe HZ51 (10:1),
HZ52 (10:1 HF) und HZ54 (1:1 und 10:1) zu benutzen. Das
erspart u.U. die Anschaffung eines Oszilloskops mit grö-
ßerer Bandbreite und hat den Vorteil, daß defekte Einzel-
teile bei HAMEG bestellt und selbst ausgewechselt wer-
den können. Die genannten Tastköpfe haben zusätzlich
zur niederfrequenten Kompensationseinstellung einen HF-
Abgleich. Damit ist mit Hilfe eines auf 1MHz umschalt-
baren Kalibrators, z.B. HZ60-2, eine Gruppenlaufzeit-
korrektur an der oberen Grenzfrequenz des Oszilloskops
möglich. Tatsächlich werden mit diesen Tastkopf-Typen
Bandbreite und Anstiegszeit des HM303 kaum merklich
geändert und die Wiedergabe-Treue der Signalform u.U.
sogar noch verbessert. Auf diese Weise könnten spezifi-
sche Mängel im Impuls-Übertragungsverhalten nachträg-
lich korrigiert werden.
Wenn ein Tastteiler 10:1 oder 100:1 verwendet wird,
muß bei Spannungen über 400V immer DC-Eingangs-
kopplung benutzt werden. Bei AC-Kopplung tief-
frequenter Signale ist die Teilung nicht mehr frequenz-
erreicht.
ss
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