Oszilloskop II
In der Klasse E haben wir gelernt, dass ein Oszilloskop den zeitlichen Verlauf von Spannungen darstellt. Wir können also mit einem Oszilloskop Signalverläufe prüfen.
Welches Gerät kann für die Prüfung von Signalverläufen verwendet werden?
Die Pulsbreite wird mit einem Oszilloskop bei ...
Die Impulsdauer beträgt hier ...
Oszilloskope können Signale mit unterschiedlichsten Frequenzen und Verläufen darstellen. Damit diese Signale auf dem Bildschirm stabil erscheinen, besitzen Oszilloskope eine sogenannte Triggereinrichtung (engl. trigger = „auslösen“). Dabei überwacht das Gerät das Eingangssignal kontinuierlich und startet die Aufnahme genau dann, wenn eine zuvor festgelegte Bedingung erfüllt ist – zum Beispiel, wenn das Signal eine bestimmte Spannung, die sogenannte Triggerspannung, überschreitet. Ab diesem Moment beginnt die Abtastung und Speicherung der Messwerte, die anschließend als Kurve auf dem Bildschirm dargestellt werden.
Durch dieses Verfahren startet jede Darstellung stets am gleichen Signalzustand, sodass periodische Signale wie Sinusschwingungen oder Rechteckimpulse scheinbar eingefroren und klar erkennbar sind. Digitale Oszilloskope können darüber hinaus auch Einzelbilder anzeigen, den Bildschirm also „einfrieren“. Das erleichtert die Analyse nichtperiodischer Signale. Die dafür vorgesehene Taste ist meist mit SINGLE beschriftet. Außerdem lassen sich mehrere Messungen überlagern, um beispielsweise zeitliche Schwankungen eines Signals (engl. jitter) sichtbar zu machen.
Was benötigt ein Oszilloskop zur Darstellung stehender Bilder?
Nicht jede Leitung eignet sich für Hochfrequenzsignale – das gilt auch für die Verbindung zwischen Messobjekt und Oszilloskop. Dafür verwendet man in der Regel sogenannte Tastköpfe. Sie stellen die Verbindung her und sorgen dafür, dass das Signal möglichst unverfälscht übertragen wird, ohne die Schaltung stark zu belasten. Dazu reduzieren sie die Signalspannung (z. B. im Verhältnis 10:1), passen Widerstand und Kapazität an und enthalten oft eine Kompensation für hohe Frequenzen.
Ein Tastkopf besteht aus einem griffähnlichen Gehäuse, vergleichbar mit einem Kugelschreiber. An seiner Spitze können verschiedene Haken oder Nadeln angebracht werden, um die Messstelle zu kontaktieren. Die Masseverbindung erfolgt über eine Krokodilklemme (siehe Abbildung EA-3.7.3). Abbildung EA-3.7.4 zeigt drei Beispiele solcher Tastköpfe. Hochwertige Modelle sind entsprechend teuer, da sie hohe Bandbreiten, minimale Signalverfälschung und eine präzise Mechanik bieten müssen.