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Betriebsarten der Vertikalverstärker
Die für die Betriebsarten der Vertikalverstärker wichtigsten Bedien-
elemente sind die Drucktasten: CHI (18), DUAL (19) und CHII
(22). Die Betriebsartenumschaltung ist im Abschnitt Bedien-
elemente und Readout beschrieben.
Die gebräuchlichste Art der mit Oszilloskopen vorgenommenen
Signaldarstellung ist der Yt-Betrieb. In dieser Betriebsart lenkt die
Amplitude des zu messenden Signals (bzw. der Signale) den
Strahl in Y-Richtung ab. Gleichzeitig wird der Strahl von links nach
rechts abgelenkt (Zeitbasis).
Der bzw. die Vertikalverstärker bietet/bieten dabei folgende
Möglichkeiten:
• Darstellung nur eines Signales im Kanal I-Betrieb
• Darstellung nur eines Signales im Kanal II-Betrieb
• Darstellung von zwei Signalen im DUAL-Betrieb (Zweikanal)
• Zweikanalbetrieb (CH I und CH II), mit Bildung der algebrai-
schen Summe oder Differenz und deren Darstellung
Bei DUAL-Betrieb arbeiten beide Kanäle. Die Art, wie die Signale
beider Kanäle dargestellt werden, hängt von der Zeitbasis ab
(siehe Bedienelemente und Readout). Die Kanalumschaltung
kann nach jedem Zeit-Ablenkvorgang (alternierend) erfolgen.
Beide Kanäle können aber auch innerhalb einer Zeit-Ablenk-
periode mit einer hohen Frequenz ständig umgeschaltet (chop
mode) werden. Dann sind auch langsam verlaufende Vorgänge
flimmerfrei darstellbar.
Für das Oszilloskopieren langsam verlaufender Vorgänge mit
Zeitkoeffizienten ≥500µs/cm ist die alternierende Betriebsart
meistens nicht geeignet. Das Schirmbild flimmert dann zu stark,
oder es scheint zu springen. Für Oszillogramme mit höherer
Folgefrequenz und entsprechend kleiner eingestellten Zeit-
koeffizienten ist die gechoppte Art der Kanalumschaltung meist
nicht sinnvoll.
Liegt ADD-Betrieb vor, werden die Signale beider Kanäle algebra-
isch addiert (±I ±II). Ob sich hierbei die Summe oder die
Differenz der Signalspannungen ergibt, hängt von der Phasen-
lage bzw. Polung der Signale selbst und davon ab, ob eine
Invertierung im Oszilloskop vorgenommen wurde.
Gleichphasige Eingangsspannungen:
Beide Kanäle nicht invertiert =
Beide Kanäle invertiert (INV) =
Nur ein Kanal invertiert (INV) =
Gegenphasige Eingangsspannungen:
Beide Kanäle nicht invertiert =
Beide Kanäle invertiert (INV) =
Nur ein Kanal invertiert (INV) =
In der ADD-Betriebsart ist die vertikale Strahllage von der Y-POS.-
Einstellung beider Kanäle abhängig. Das heißt die Y-POS.-Einstel-
lung wird addiert, kann aber nicht mit INVERT beeinflusst werden.
Signalspannungen zwischen zwei hochliegenden Schaltungs-
punkten werden oft im Differenzbetrieb beider Kanäle gemes-
sen. Als Spannungsabfall an einem bekannten Widerstand las-
sen sich so auch Ströme zwischen zwei hochliegenden
Schaltungsteilen bestimmen. Allgemein gilt, dass bei der Dar-
stellung von Differenzsignalen die Entnahme der beiden Signals-
pannungen nur mit Tastteilern absolut gleicher Impedanz und
Änderungen vorbehalten
Summe
Summe
Differenz
Differenz
Differenz
Summe
Betriebsarten der Vertikalverstärker
Teilung erfolgen darf. Für manche Differenzmessungen ist es
vorteilhaft, die galvanisch mit dem Schutzleiter verbundenen
Massekabel beider Tastteiler nicht mit dem Messobjekt zu ver-
binden. Hierdurch können eventuelle Brumm- oder Gleichtakt-
störungen verringert werden.
XY-Betrieb
Das für diese Betriebsart wichtigste Bedienelement ist die mit
DUAL und XY bezeichnete Drucktaste [19]. Die Betriebsarten-
umschaltung ist im Abschnitt Bedienelemente und Readout
beschrieben.
In dieser Betriebsart ist die Zeitbasis abgeschaltet. Die X-Ablenkung
wird mit dem über den Eingang von Kanal I (HOR. INP. (X) =
Horizontal-Eingang) zugeführten Signal vorgenommen. Eingangs-
teiler und Feinregler von Kanal I werden im XY-Betrieb für die
Amplitudeneinstellung in X-Richtung benutzt. Zur horizontalen
Positionseinstellung ist aber der X-POS.-Regler zu benutzen. Der
Positionsregler von Kanal I ist im XY-Betrieb praktisch unwirksam.
Die maximale Empfindlichkeit und die Eingangsimpedanz sind
nun in beiden Ablenkrichtungen gleich. Die X-Dehnung x10 ist
unwirksam. Bei Messungen im XY-Betrieb ist sowohl die obere
Grenzfrequenz (-3dB) des X-Verstärkers, als auch die mit höheren
Frequenzen zunehmende Phasendifferenz zwischen X und Y zu
beachten (siehe Datenblatt).
Eine Umpolung des X-Signals durch Invertieren mit der
INV-Taste von Kanal I ist nicht möglich!
Der XY-Betrieb mit Lissajous-Figuren erleichtert oder ermöglicht
gewisse Messaufgaben:
• Vergleich zweier Signale unterschiedlicher Frequenz oder
Nachziehen der einen Frequenz auf die Frequenz des anderen
Signals bis zur Synchronisation. Das gilt auch noch für ganz-
zahlige Vielfache oder Teile der einen Signalfrequenz.
• Phasenvergleich zwischen zwei Signalen gleicher Frequenz.
Phasenvergleich mit Lissajous-Figur
Die folgenden Bilder zeigen zwei Sinus-Signale gleicher Fre-
quenz und Amplitude mit unterschiedlichen Phasenwinkeln.
Die Berechnung des Phasenwinkels oder der Phasenverschie-
bung zwischen den X- und Y-Eingangsspannungen (nach Mes-
sung der Strecken a und b am Bildschirm) ist mit den folgenden
Formeln und einem Taschenrechner mit Winkelfunktionen ganz
einfach und übrigens unabhängig von den Ablenkamplituden auf
dem Bildschirm. Hierbei muss beachtet werden:
• Wegen der Periodizität der Winkelfunktionen sollte die rech-
nerische Auswertung auf Winkel ≤90° begrenzt werden. Ge-
rade hier liegen die Vorteile der Methode.
• Keine zu hohe Messfrequenz benutzen. Die im XY-Betrieb
benutzten Messverstärker weisen mit zunehmender Frequenz
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