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Die Grundlagen der Signalaufzeichnung
Alle vier Werte sind jedoch nicht frei wählbar. Sie sollten
innerhalb folgender Grenzen liegen:
L zwischen 0,2 und 10cm, möglichst 4 bis 10cm,
T zwischen 5ns und 5s,
F zwischen 0,5Hz und 100MHz,
Z zwischen 50ns/cm und 500ms/cm in 1-2-5 Teilung
(ohne X-Dehnung x10), und
Z zwischen 5ns/cm und 50ms/cm in 1-2-5 Teilung
(bei X-Dehnung x10).
Beispiele:
Länge eines Wellenzugs (einer Periode) L = 7cm,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 0,1µs/cm,
gesuchte Periodenzeit T = 7x0,1x10-6 = 0,7µs
gesuchte Folgefrequenz F = 1:(0,7x10-6) = 1,428MHz.
Zeit einer Signalperiode T = 1s,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 0,2s/cm,
gesuchte Länge L = 1:0,2 = 5cm.
Länge eines Brummspannung-Wellenzugs L = 1cm,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 10ms/cm,
gesuchte Brummfrequenz F = 1:(1x10x10-3) = 100Hz.
TV-Zeilenfrequenz F = 15 625Hz,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 10µs/cm,
gesuchte Länge L = 1:(15 625x10-5) = 6,4cm.
Länge einer Sinuswelle L = min. 4cm, max. 10cm,
Frequenz F = 1kHz,
max. Zeitkoeffizient Z = 1:(4x103) = 0,25ms/cm,
min. Zeitkoeffizient Z = 1:(10x103) = 0,1ms/cm,
einzustellender Zeitkoeffizient Z = 0,2ms/cm,
dargestellte Länge L = 1:(103 x 0,2x10-3) = 5cm.
Länge eines HF-Wellenzugs L = 1cm,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 0,5µs/cm,
gedrückte Dehnungstaste X-MAG. (x 10) : Z = 50ns/cm,
gesuchte Signalfreq. F = 1:(1x50x10-9) = 20MHz,
gesuchte Periodenzeit T = 1:(20x106) = 50ns.
Ist der zu messende Zeitabschnitt im Verhältnis zur vollen
Signalperiode relativ klein, sollte man mit gedehntem Zeitmaß-
stab (X-MAG. x10) arbeiten. Durch Drehen des X-POS.-
Knopfes kann der interessierende Zeitabschnitt in die Mitte
des Bildschirms geschoben werden.
Das Systemverhalten einer Impulsspannung wird durch de-
ren Anstiegszeit bestimmt. Impuls-Anstiegs-/Abfallzeiten
werden zwischen dem 10%- und 90%-Wert ihrer vollen
Amplitude gemessen.
Messung:
• Die Flanke des betr. Impulses wird exakt auf 5cm Schreib-
höhe eingestellt (durch Y-Teiler und dessen Feineinstel-
lung.)
• Die Flanke wird symmetrisch zur X- und Y-Mittellinie
positioniert (mit X- und Y-Pos. Einsteller).
• Die Schnittpunkte der Signalflanke mit den 10%- bzw.
90%-Linien jeweils auf die horizontale Mittellinie loten und
deren zeitlichen Abstand auswerten (T=LxZ,).
• Die optimale vertikale Bildlage und der Meßbereich für die
Anstiegszeit sind in der folgenden Abbildung dargestellt.
10
Bei einem eingestellten Zeitkoeffizienten von 5ns/cm ergäbe
das Bildbeispiel eine gemessene Gesamtanstiegszeit von
tges = 1,6cm x 5ns/cm = 8ns
Bei sehr kurzen Zeiten ist die Anstiegszeit des Oszilloskop-
Vertikalverstärkers und des evtl. benutzten Tastteilers geo-
metrisch vom gemessenen Zeitwert abzuziehen. Die An-
stiegszeit des Signals ist dann
t a = √t ges
- t osc
2
2
Dabei ist tges die gemessene Gesamtanstiegszeit, tosz die
vom Oszilloskop (HM1004-3: ca. 3,5ns) und tt die des Tast-
teilers, z.B. = 2ns. Ist tges größer als 34ns, kann die Anstiegs-
zeit des Vertikalverstärkers vernachlässigt werden (Fehler
<1%).
Obiges Bildbeispiel ergibt damit eine Signal-Anstiegszeit von
ta= √8
2
2
2
- 3,5
- 2
= 6,9ns
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 Horizontal-
abstand 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 mittle-
ren Dachhöhen. Ebenso werden Einbrüche oder Spitzen
(glitches) neben der Flanke nicht berücksichtigt. Bei sehr
starken Einschwingverzerrungen verliert die Anstiegs- oder
Abfallzeitmessung allerdings ihren Sinn. Für Verstärker mit
annähernd konstanter Gruppenlaufzeit (also gutem Impuls-
verhalten) gilt folgende Zahlenwert-Gleichung zwischen An-
stiegszeit ta (in ns) und Bandbreite B (in MHz):
Anlegen der Signalspannung
Ein kurzes Drücken der AUTO SET-Taste genügt, um automa-
tisch eine sinnvolle, signalbezogene Geräteeinstellung zu
erhalten (siehe "AUTO SET"). 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 mes-
sen! Ohne vorgeschalteten Tastteiler sollte als Signalkopplung
zunächst immer AC und als Ablenkkoeffizient 20V/cm einge-
- t t
2
Änderungen vorbehalten
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