März 15

Tastkopfkompensation

Grundeinstellungen zur Benutzung des Oszilloskops:

Um mit dem Oszilloskop Spannungsverläufe über der Zeit (Prinzip: auf der y-Achse wird die Spannung dargestellt und auf der x-Achse die Zeit) aufzuzeigen, wird das Oszilloskop mit sogenannten Probes ausgeliefert oder diese können seperat gekauft werden. Probes sind nichts anderes als Messklemmen.

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In unserer Umgebung sind wir immer HF-Störungen ausgesetzt. Aus diesem Grund sind Oszilloskopkabel durch ein Koaxialkabel geschirmt. Das reduziert die äußeren Störeinflüsse. Ein Koaxialkabel ist wie folgt aufgebaut:

schema2

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Wenn man nun zum ersten Mal den Tastkopf an einem Rechtecksignal anschließt, wird man feststellen, dass meistens kein ideales Rechteck abgebildet wird. Mit dem Schraubenzieher kann man durch Drehen den Abgleichkondensator am Tastkopf so einstellen, dass er das Oszilloskop kapazitiv nicht mehr belastet. In den Bildern unten ist eine Unterkompensation (kapazitive Wirkung), Überkompensation (induktive Wirkung) und abgeglichen (das tatsächliche Rechtecksignal).

bild2 bild3 bild1

Warum nimmt man ein Rechtecksignal? Ganz einfach deshalb, weil ein Rechtecksignal alle Frequenzbereiche enthält. Man kann sich ein Rechtecksignal als einen Sinus als Grundschwingung und vielen Oberschwingungen vorstellen. Die meisten Probleme treten nämlich, auch wegen dem Tiefpass, erst bei höheren Frequenzen auf. Der Beweis liefert eine Fast-Fourier-Transformation (welche Frequenz ist mit welcher Amplitude im Signal enthalten).

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Zusätzlich können wir den Widerstand am Tastkopf mit 10x und 1x variieren, bei 10x haben wir einen 9 MOhm-Widerstand in Reihe zu dem 1MOhm-Widerstand vom Oszilloskop geschaltet. Unser Tastkopf teilt das dem Oszilloskop aber nicht automatisch mit. Es gibt Tastköpfe, die am BNC-Adapter einen Draht rausstehen haben, der eine Information über die Tastkopfeinstellung dem Oszi übermittelt. Das ist bei den mitgelieferten meist nicht der Fall. Dann muss diese Einstellung dem Oszilloskop mitgeteilt werden, da ansonsten falsch Spannungswerte abgelesen werden. Ein kleines Beispiel zur Veranschaulichung:

Ich habe den Tastkopf auf 10x geschaltet, im Oszilloskop jedoch nur 1x eingestellt. Effektiv habe ich nun einen Spannungsteiler und kann die Maschenregel bzw. das Teilwiderstandsverhältnis aufstellen.

img078pic_49_1 pic_49_2Hier wieder mit der Einstellung Probe=10x (rechts in der Mitte sichtbar im Bild). Hier wird die richtige Eingangspannung angezeigt.