Größe Der Signalspannung; Zeitwerte Der Signalspannung - Hameg HM400 Handbuch

A l l g e m e i n e G r u n d l a g e n
Fernseh-Video-Signale (FBAS-Signale) sind mit Hilfe des aktiven TV-
Sync-Separators leicht triggerbar.
Die zeitliche Aufl ösung ist unproblematisch. Beispielsweise wird bei
40 MHz und der kürzesten einstellbaren Ablenkzeit mit Dehnung x10
(10 ns/DIV) eine Signalperiode über 2,5 DIV geschrieben.
Für den wahlweisen Betrieb als Wechsel- oder Gleichspannungsver-
stärker kann jeder Vertikalverstärker-Eingang mit AC- oder DC-Kopp-
lung betrieben werden (DC = direct current; AC = alternating current).
Mit Gleichstromkopplung DC kann auch bei sehr niedrigen Frequenzen
gemessen werden bzw. es kann so auch der Gleichspannungsanteil der
Signalspannung erfasst werden. Unbedingt sollte mit vorgeschaltetem
Tastteiler gemessen werden.
Bei der Aufzeichnung sehr niederfrequenter Impulse können bei AC-
Kopplung (Wechselstrom) des Vertikalverstärkers störende Dachschrä-
gen auftreten (AC-Grenzfrequenz ca. 1,6 Hz für –3 dB). In diesem Fall ist,
wenn die Signalspannung nicht mit einem hohen Gleichspannungspegel
überlagert ist, die DC-Kopplung vorzuziehen. Andernfalls muss vor
den Eingang des auf DC-Kopplung geschalteten Messverstärkers ein
entsprechend großer Kondensator geschaltet werden. Dieser muss eine
genügend große Spannungsfestigkeit besitzen. DC-Kopplung ist auch für
die Darstellung von Logik- und Impulssignalen zu empfehlen, besonders
dann, wenn sich dabei das Tastverhältnis ständig ändert. Andernfalls
wird sich das Bild bei jeder Änderung auf- oder abwärts bewegen. Reine
Gleichspannungen können nur mit DC-Kopplung gemessen werden. Die
gewählte Eingangskopplung wird mit einer leuchtenden Taste angezeigt
(siehe „Bedienelemente").
Größe der Signalspannung
In der allgemeinen Elektrotechnik bezieht man sich bei Wechselspan-
nungsangaben in der Regel auf den Effektivwert. Für Signalgrößen
und Spannungsbezeichnungen in der Oszilloskopie wird jedoch
der V -Wert (Volt-Spitze-Spitze) verwendet. Dieser entspricht den
ss
wirklichen Potentialverhältnissen zwischen dem positivsten und
negativsten Punkt einer Spannung, so wie die Spannung auf dem
Bildschirm angezeigt wird.
Will man eine auf dem Oszilloskopschirm aufgezeichnete sinusför-
mige Größe auf ihren Effektivwert umrechnen, muss der sich für V
ergebende Wert durch 2 x √2 = 2,83 dividiert werden. Umgekehrt ist
zu beachten, dass in V angegebene sinusförmige Spannungen den
eff
2,83fachen Potentialunterschied zu V
liche Signalspannung am Y-Eingang für ein 1 DIV hohes Bild beträgt
1 mV (±5%), wenn der Ablenkkoeffi zient 1 mV ausgewählt ist und die
ss
Feineinstellung kalibriert ist. Es können jedoch auch noch kleinere
Signale aufgezeichnet werden. Die möglichen Ablenkkoeffi zienten
sind in mV /DIV oder V /DIV angegeben.
ss ss
Für Amplitudenmessungen muss sich die Feineinstellung in ihrer kalib-
rierten Stellung befi nden. Unkalibriert kann die Ablenkempfi ndlichkeit
kontinuierlich verringert werden (siehe „Bedienelemente"). So kann
jeder Zwischenwert innerhalb der 1-2-5 Abstufung des Teilerschalters
eingestellt werden. Ohne Tastteiler sind damit Signale bis ca. 400 V
darstellbar (Ablenkkoeffi zient 20 V/DIV x Feineinstellung 2,5:1 x Ras-
terhöhe 8 DIV).
Soll die Größe der Signalspannung ermittelt werden, genügt es ihre in
DIV ablesbare Signalhöhe mit dem angezeigten (kalibrierten) Ablenk-
koeffi zienten zu multiplizieren.
Ohne Tastteiler darf die Spannung am Y-Eingang 400 V
(unabhängig von der Polarität) nicht überschreiten.
Ist das zu messende Signal eine Wechselspannung, die einer Gleich-
spannung überlagert ist (Mischspannung), beträgt der maximal STOP
zulässige Gesamtwert beider Spannungen (Gleichspannung und
10
Änderungen vorbehalten
ss
haben. Die minimal erforder-
ss
ss
einfacher Spitzenwert der Wechselspannung) ebenfalls + bzw. –400 V.
Wechselspannungen, deren Mittelwert Null ist, dürfen maximal 800 V
betragen.
Beim Messen mit Tastteilern sind deren möglicherweise
höheren Grenzwerte nur dann maßgebend, wenn DC-
Eingangskop plung am Oszilloskop vorliegt.
Liegt eine Gleichspannung am Eingang an und ist die Eingangs-
STOP
kopplung auf AC geschaltet, gilt der niedrigere Grenzwert des Os-
zilloskopeingangs (400 V). Der aus dem Widerstand im Tastkopf und
dem 1MΩ Eingangswiderstand des Oszilloskops bestehende Span-
nungsteiler ist durch den bei AC-Kopplung dazwischen geschalteten
Eingangs-Kopplungskondensator für Gleichspannungen unwirksam.
Gleichzeitig wird dann der Kondensator mit der ungeteilten Gleich-
spannung belastet. Bei Mischspannungen ist zu berücksichtigen,
dass bei AC-Kopplung deren Gleichspannungsanteil ebenfalls nicht
geteilt wird, während der Wechselspannungsanteil einer frequenz-
abhängigen Teilung unterliegt. Diese frequenzabhängige Teilung ist
durch den kapazitiven Widerstand des Koppelkondensators bedingt.
Bei Frequenzen ≥40 Hz kann vom Teilungsverhältnis des Tastteilers
ausgegangen werden.
Unter Berücksichtigung der zuvor erläuterten Bedingungen können
mit HAMEG Tastteilern des Typs HZ154 (10:1 Teilerverhältnis) Gleich-
spannungen bis 400 V bzw. Wechselspannungen (mit Mittelwert Null)
bis 800 V gemessen werden. Mit Spezialtastteilern 100:1 (z.B. HZ53)
ss
lassen sich Gleichspannungen bis 1200 V bzw. Wechselspannungen
(mit Mittelwert Null) bis 2400 V
ss
dieser Wert bei höheren Frequenzen (siehe technische Daten HZ53).
Mit einem Tastteiler 10:1 riskiert man bei so hohen Spannungen,
dass der den Teiler-Längswiderstand überbrückende C-Trimmer
durchschlägt, wodurch der Y-Eingang des Oszilloskops beschädigt
werden kann.
Soll jedoch z.B. nur die Restwelligkeit einer Hochspannung oszillos-
kopiert werden, genügt auch der 10:1- Tastteiler. Diesem ist dann noch
ein entsprechend hochspannungsfester Kondensator (etwa 22-68 nF)
vorzuschalten.
Mit der auf GND geschalteten Eingangskopplung und dem POSITI-
ON-Einsteller kann vor der Messung eine horizontale Rasterlinie als
Referenzlinie für Massepotential eingestellt werden. Sie kann beliebig
zur horizontalen Mittellinie eingestellt werden, je nachdem, ob positive
und/oder negative Abweichungen des Massepotentials zahlenmäßig
erfasst werden sollen.

Zeitwerte der Signalspannung

In der Regel handelt es sich in der Oszilloskopie um zeitlich wie-
derkehrende Spannungsverläufe, im folgenden Perioden genannt.
Die Zahl der Perioden pro Sekunde ist die Folgefrequenz. Abhängig
von der Zeitbasis-Einstellung (TIME/DIV.) können eine oder mehrere
Signalperioden oder auch nur ein Teil einer Periode dargestellt wer-
den. Die Zeitkoeffi zienten werden mit LED's rund um den TIME/DIV-
Drehknopf angezeigt und in ms/DIV, μs/DIV und s/DIV angegeben.
Soll die Dauer eines Signals ermittelt werden, genügt es seine in DIV
ablesbare Dauer mit dem angezeigten (kalibrierten) Ablenkkoeffi -
zienten zu multiplizieren. Ist der zu messende Zeitabschnitt im Ver-
hältnis zur vollen Signalperiode relativ klein, kann man mit gedehntem
Zeitmaßstab (X-MAG x10) arbeiten.
Durch Drehen des HORIZONTAL-Knopfes kann der interessierende
Zeitabschnitt in die Mitte des Bildschirms geschoben werden. Das
Systemverhalten einer Impulsspannung wird durch deren Anstiegszeit
bestimmt. Impulsanstiegs-/Abfallzeiten werden zwischen dem 10%-
und 90%-Wert ihrer vollen Amplitude gemessen.
messen. Allerdings verringert sich
ss