Phasendifferenz-Messung Im Zweikanalbetrieb; Messung Einer Amplitudenmodulation - Hameg Instruments Hm303-4 Bedienungsanleitung

(nach Messung der Strecken a und b am Bildschirm) ist
mit den folgenden Formeln und einem Taschenrechner
mit Winkelfunktionen ganz einfach, und übrigens unab-
hängig von den Ablenkamplituden auf dem Bildschirm,
durchzuführen.
sin ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ =
cos ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ =
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ = arc sin
Hierbei muß beachtet werden:
− Wegen der Periodizität der Winkelfunktionen sollte die
rechnerische Auswertung auf Winkel ≤90° begrenzt
werden. Gerade hier liegen die Vorteile der Methode.
− Keine zu hohe Meßfrequenz benutzen. Oberhalb
220kHz kann die gegenseitige Phasenverschiebung
der beiden Oszilloskop-Verstärker des HM303 im XY-
Betrieb einen Winkel von 3° überschreiten.
− Aus dem Schirmbild ist nicht ohne weiteres ersichtlich,
ob die Testspannung gegenüber der Bezugsspannung
vor- oder nacheilt. Hier kann ein CR-Glied vor dem
Testspannungseingang des Oszilloskops helfen. Als R
kann gleich der 1MΩ-Eingangswiderstand dienen, so
daß nur ein passender Kondensator C vorzuschalten
ist. Vergrößert sich die Öffnungsweite der Ellipse
(gegenüber kurzgeschlossenem C), dann eilt die Test-
spannung vor und umgekehrt. Das gilt aber nur im
Bereich bis 90° Phasenverschiebung. Deshalb sollte C
genügend groß sein und nur eine relativ kleine, gerade
gut beobachtbare Phasenverschiebung bewirken.
Falls im XY-Betrieb beide Eingangsspannungen feh-
len 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 entwe-
der einen bleibenden Helligkeitsverlust oder, im
Extremfall, eine vollständige Zerstörung der Leucht-
schicht an diesem Punkt verursacht.
Phasendifferenz-Messung
im Zweikanal-Betrieb
Eine größere Phasendifferenz zwischen zwei Eingangs-
signalen gleicher Frequenz und Form läßt sich sehr ein-
fach im Zweikanalbetrieb (Taste DUAL gedrückt) am
Bildschirm messen. Die Zeitablenkung wird dabei von
dem Signal getriggert, das als Bezug (Phasenlage 0) dient.
Das andere Signal kann dann einen vor- oder nacheilenden
Phasenwinkel haben. Für Frequenzen ≥1kHz wird alternie-
rende Kanalumschaltung gewählt; für Frequenzen <1kHz
ist der Chopper-Betrieb geeigneter (weniger Flackern).
Die Ablesegenauigkeit wird hoch, wenn auf dem Schirm
nicht viel mehr als eine Periode und etwa gleiche Bildhöhe
beider Signale eingestellt wird. Zu dieser Einstellung
können ohne Einfluß auf das Ergebnis auch die Feinregler
Änderungen vorbehalten
a
b
√
a
1− − − − − 2
( )
b
a
b
für Amplitude und Zeitablenkung und der LEVEL-Knopf
benutzt werden. Beide Zeitlinien werden vor der Mes-
sung mit den Y-POS.-Knöpfen auf die horizontale Raster-
Mittellinie eingestellt. Bei sinusförmigen Signalen beob-
achtet man die Nulldurchgänge; die Sinuskuppen sind
weniger geeignet. Ist ein Sinussignal durch geradzahlige
Harmonische merklich verzerrt (Halbwellen nicht spiegel-
bildlich zur X-Achse) oder wenn eine Offset-Gleich-
spannung vorhanden ist, empfiehlt sich AC-Kopplung für
beide Kanäle. Handelt es sich um Impulssignale gleicher
Form, liest man an steilen Flanken ab.
Phasendifferenzmessung im Zweikanalbetrieb
t = Horizontalabstand der Nulldurchgänge in cm.
T = Horizontalabstand für eine Periode in cm.
Im Bildbeispiel ist t = 3cm und T = 10cm. Daraus errech-
net sich eine Phasendifferenz in Winkelgraden von
t
ϕ° ϕ° ϕ° ϕ° ϕ° =
·
360°
T
oder in Bogengrad ausgedrückt
t
arc ϕ° ϕ° ϕ° ϕ° ϕ° =
·
2
T
Relativ kleine Phasenwinkel bei nicht zu hohen Frequen-
zen lassen sich genauer im XY-Betrieb mit Lissajous-Figur
messen.

Messung einer Amplitudenmodulation

Die momentane Amplitude u im Zeitpunkt t einer HF-
Trägerspannung, die durch eine sinusförmige NF-Span-
nung unverzerrt amplitudenmoduliert ist, folgt der Glei-
chung
· sin Ω Ω Ω Ω Ω t + 0,5m · U
u = U
T T
U
Hierin ist = unmodulierte Trägeramplitude,
T
Ω Ω Ω Ω Ω = 2 π π π π π F = Träger-Kreisfrequenz,
ω ω ω ω ω = 2 π π π π π f = Modulationskreisfrequenz,
= Modulationsgrad (i.a. ≤ 1
m
Neben der Trägerfrequenz F entstehen durch die Modu-
lation die untere Seitenfrequenz F − − − − − f und die obere Seiten-
frequenz F+f.
3
=
· =
360° 108°
10
π π π π π = 3
π π π π π =
·
2 1,885 rad
10
· cos( Ω−ω Ω−ω Ω−ω Ω−ω Ω−ω )t − − − − − 0,5m · U · cos( Ω Ω Ω Ω Ω + ω ω ω ω ω )t
T
100%).
M 11