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Die Grundlagen der Signalaufzeichnung
Z zwischen 100 ns/cm und 500 ms/cm in 1-2-5-Teilung
(ohne X-Dehnung x10), und
Z zwischen 10ns/cm und 50ms/cm in 1-2-5 Teilung
(bei X-Dehnung x10).
Beispiele:
Länge eines Wellenzugs (einer Periode) L = 7 cm,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 0,1 µs/cm,
gesuchte Periodenzeit T = 7 x 0,1 x 10
gesuchte Folgefrequenz F = 1 : (0,7 x 10
Zeit einer Signalperiode T = 1 s,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 0,2 s/cm,
gesuchte Länge L = 1 : 0,2 = 5 cm.
Länge eines Brummspannung-Wellenzugs L = 1 cm,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 10 ms/cm,
gesuchte Brummfrequenz F = 1 : (1 x 10 x 10
TV-Zeilenfrequenz F = 15.625 Hz,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 10 µs/cm,
gesuchte Länge L = 1 : (15.625 x 10
Länge einer Sinuswelle L = min. 4 cm, max. 10 cm,
Frequenz F = 1 kHz,
max. Zeitkoeffizient Z = 1 : (4 x 10
min. Zeitkoeffizient Z = 1 : (10 x 10
einzustellender Zeitkoeffizient Z = 0,2 ms/cm,
dargestellte Länge L = 1 : (103 x 0,2 x 10
Länge eines HF-Wellenzugs L = 1 cm,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 0,5 µs/cm,
gedrückte Dehnungstaste X-MAG. (x 10) : Z = 50 ns/cm,
gesuchte Signalfreq. F = 1 : (1 x 50 x 10
gesuchte Periodenzeit T = 1 : (20 x 10
Ist der zu messende Zeitabschnitt im Verhältnis zur vollen Signal-
periode relativ klein, sollte man mit gedehntem Zeitmaßstab (X-
MAG. x10) arbeiten. Durch Drehen des X-POS.-Knopfes kann
der interessierende Zeitabschnitt in die Mitte des Bildschirms
geschoben werden.
Anstiegszeitmessung
Das Systemverhalten einer Impulsspannung wird durch deren An-
stiegszeit bestimmt. Impuls-Anstiegs-/Abfallzeiten werden zwischen
dem 10%- und 90%-Wert ihrer vollen Amplitude gemessen.
Messung:
I
Die Flanke des betr. Impulses wird exakt auf 5cm Schreib-
höhe eingestellt (durch Y-Teiler und dessen Feineinstellung.)
I
Die Flanke wird symmetrisch zur X- und Y-Mittellinie positio-
niert (mit X- und Y-Pos. Einsteller).
I
Die Schnittpunkte der Signalflanke mit den 10%- bzw. 90%-
Linien jeweils auf die horizontale Mittellinie loten und deren
zeitlichen Abstand auswerten (T=LxZ,).
I
Die optimale vertikale Bildlage und der Messbereich für die
Anstiegszeit sind in der folgenden Abbildung dargestellt.
10
-6
= 0,7 µs
-6
) = 1,428 MHz.
-3
) = 100 Hz.
-5
) = 6,4 cm.
3
) = 0,25 ms/cm,
3
) = 0,1 ms/cm,
-3
) = 5 cm.
-9
) = 20 MHz,
6
) = 50 ns.
Bei einem eingestellten Zeitkoeffizienten von 10ns/cm ergäbe
das Bildbeispiel eine gemessene Gesamtanstiegszeit von
tges = 1,6cm x 10ns/cm = 16ns
Bei sehr kurzen Zeiten ist die Anstiegszeit des Oszilloskop-
Messverstärkers und des evtl. benutzten Tastteilers geometrisch
vom gemessenen Zeitwert abzuziehen. Die Anstiegszeit des
Signals ist dann
√
ges 2
osc 2
t 2
t
=
t
– t
– t
a
Dabei ist tges die gemessene Gesamtanstiegszeit, tosz die vom
Oszilloskop (beim HM504-2 ca. 7 ns) und tt die des Tastteilers,
z.B. = 2 ns. Ist t
größer als 100 ns, kann die Anstiegszeit des
ges
Y-Messverstärkers vernachlässigt werden (Fehler <1%).
Obiges Bildbeispiel ergibt damit eine Signal-Anstiegszeit von
√
2
2
2
t =
16
– 7
– 2
= 14,25 ns
Die Messung der Anstiegs- oder Abfallzeit ist natürlich nicht auf
die oben im Bild gezeigte Bild-Einstellung begrenzt. Sie ist so
nur besonders einfach. Prinzipiell kann in jeder Bildlage und bei
beliebiger Signalamplitude gemessen 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 Flan-
ke Vor- oder Überschwingen, darf man die 100% nicht auf die
Spitzenwerte beziehen, sondern auf die mittleren Dachhöhen.
Ebenso werden Einbrüche oder Spitzen (glitches) neben der Flan-
ke nicht berücksichtigt. Bei sehr starken Einschwingverzerrungen
verliert die Anstiegs- oder Abfallzeitmessung allerdings ihren Sinn.
Für Verstärker mit annähernd konstanter Gruppenlaufzeit (also
gutem Impulsverhalten) gilt folgende Zahlenwert-Gleichung zwi-
schen Anstiegszeit ta (in ns) und Bandbreite B (in MHz):
Anlegen der Signalspannung
Ein kurzes Drücken der AUTOSET-Taste genügt, um automa-
tisch eine sinnvolle, signalbezogene Geräteeinstellung zu erhal-
ten (siehe AUTOSET). Die folgenden Erläuterungen beziehen
sich auf spezielle Anwendungen, die eine manuelle Bedienung
erfordern. Die Funktion der Bedienelemente wird im Abschnitt
„Bedienelemente und Readout" beschrieben.
Vorsicht beim Anlegen unbekannter Signale an den
Vertikaleingang!
Es wird empfohlen, möglichst immer mit Tastteiler zu messen!
Ohne vorgeschalteten Tastteiler sollte als Signalkopplung zunächst
immer AC und als Ablenkkoeffizient 20 V/cm eingestellt sein. Ist
die Strahllinie nach dem Anlegen der Signalspannung plötzlich
nicht mehr sichtbar, kann es sein, dass die Signalamplitude viel
zu groß ist und den Messverstärker total übersteuert. Dann ist
der Ablenkkoeffizient zu erhöhen (niedrigere Empfindlichkeit),
bis die vertikale Auslenkung nur noch 3 – 8 cm hoch ist. Bei
kalibrierter Amplitudenmessung und mehr als 160 V
Signalamplitude ist unbedingt ein Tastteiler vorzuschalten. Ist die
Periodendauer des Messsignals wesentlich länger als der einge-
stellte Zeit-Ablenkkoeffizient, verdunkelt sich der Strahl. Dann
sollte der Zeit-Ablenkkoeffizient vergrößert werden.
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 genannten Messkabel an
hochohmigen Messobjekten ist jedoch nur dann empfehlens-
großer
ss
Änderungen vorbehalten
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