Zeitwerte Der Signalspannung; Anlegen Der Signalspannung - Hameg Instruments HM400 Manual De Instrucciones

A l l g e m e i n e G r u n d l a g e n
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 wieder-
kehrende 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 werden.
Die Zeitkoeffi zienten werden mit LED's rund um den TIME/DIV-Dreh-
knopf 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 Verhältnis 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.

Anlegen der Signalspannung

Ein kurzes Drücken der AUTOSET-Taste genügt, um automatisch
eine sinnvolle, signalbezogene Geräteeinstellung zu erhalten (siehe
AUTOSET). Die folgenden Erläuterungen beziehen sich auf spezielle
Anwendungen, die eine manuelle Bedienung erfordern. Die Funktion der
Bedienelemente wird im Abschnitt „Bedienelemente" beschrieben.
10
Änderungen vorbehalten
messen. Allerdings verringert sich
Vorsicht beim Anlegen unbekannter Signale an den Verti-
kaleingang!
Ohne vorgeschalteten Tastteiler sollte der Schalter für die Signal-
kopplung zunächst immer auf AC und der Eingangsteilerschalter auf
STOP
20 V/DIV stehen. Ist die Strahllinie nach dem Anlegen der Signalspan-
nung plötzlich nicht mehr sichtbar, kann es sein, dass die Signalampli-
tude viel zu groß ist und den Vertikalverstärker völlig übersteuert. Dann
ist der Ablenkkoeffi zient zu erhöhen (niedrigere Empfi ndlichkeit), bis
die vertikale Auslenkung nur noch 3 bis 8 DIV hoch ist. Bei kalibrierter
Amplitudenmessung und mehr als 160 V
unbedingt ein Tastteiler vorzuschalten, dessen Spannungsfestigkeit
dem zu messenden Signal genügen muss. Ist die Periodendauer des
Messsig nals wesentlich länger als der eingestellte Zeit-Ablenkkoef-
fi zient, verdunkelt sich der Strahl. Dann sollte der Zeit-Ablenkkoeffi zient
vergrößert werden.
Die Zuführung des aufzuzeichnenden Signals an den Y-Eingang des
Oszilloskops ist mit einem abgeschirmten Mess kabel, wie z.B. HZ32
und HZ34 direkt, oder über einen Tast teiler 10:1 geteilt möglich. Die
Verwendung der genannten Messkabel an hochohmigen Messobjekten
ist jedoch nur dann empfehlenswert, wenn mit relativ niedrigen, sinus-
förmigen Frequenzen (bis etwa 50 kHz) gearbeitet wird. Für höhere
Frequenzen muss die Mess-Spannungsquelle nieder ohmig, d.h. an den
Kabel-Wellenwiderstand (in der Re gel 50 Ω) angepasst sein.
Besonders bei der Übertragung von Rechteck- und Impulssignalen
ist das Kabel unmittelbar am Y-Eingang des Oszilloskops mit einem
Widerstand gleich dem Kabel-Wellenwiderstand abzuschließen. Bei
Benutzung eines 50-Ω-Kabels, wie z.B. HZ34, ist hierfür von HAMEG
der 50-Ω-Durchgangsabschluss HZ22 erhältlich. Vor allem bei der
Übertragung von Rechtecksignalen mit kurzer Anstiegszeit werden
ohne Abschluss an den Flanken und Dächern störende Einschwing-
verzerrungen sichtbar. Auch höherfrequente (>100 kHz) Sinussignale
dürfen generell nur impedanzrichtig abgeschlossen gemessen werden.
Im allgemeinen halten Verstärker, Generatoren oder ihre Abschwä-
cher die Nenn-Ausgangsspannung nur dann frequenzunabhängig ein,
wenn ihre Anschlusskabel mit dem vorgeschriebenen Widerstand
abgeschlossen wurden.
Dabei ist zu beachten, dass man den Abschlusswiderstand HZ22 nur
mit max. 2 Watt belasten darf. Diese Leistung wird mit 10 V
Sinussignal – mit 28,3 V erreicht.
ss
Wird ein Tastteiler 10:1 oder 100:1 verwendet, ist kein Abschluss erfor-
derlich. In diesem Fall ist das Anschlusskabel direkt an den hochoh-
migen Eingang des Oszilloskops angepasst. Mit Tastteiler werden auch
hochohmige Spannungsquellen nur geringfügig belastet (ca. 10 MΩ II
12pF bei 10:1 Teilern bzw. 100 MΩ II 5pF bei 100:1 Teilern). Deshalb sollte,
wenn der durch den Tastteiler auftretende Spannungsverlust durch
eine höhere Empfi ndlichkeitseinstellung wieder ausgeglichen werden
kann, nie ohne diesen gearbeitet werden. Außerdem stellt die Längs-
impedanz des Teilers auch einen gewissen Schutz für den Eingang
des Vertikalverstärkers dar. Infolge der getrennten Fertigung sind alle
Tastteiler nur vorabgeglichen; daher muss ein genauer Abgleich am
Oszilloskop vorgenommen werden (siehe Tastkopf-Abgleich).
Standard-Tastteiler am Oszilloskop verringern mehr oder weniger
dessen Bandbreite; sie erhöhen die Anstiegszeit. In allen Fällen, bei
denen die Oszilloskop-Bandbreite voll genutzt werden muss (z.B. für
Impulse mit steilen Flanken), raten wir dringend dazu, die Tastköpfe
HZ51 (10:1), HZ52 (10:1 HF) und HZ154 (1:1 und 10:1) zu benutzen. Das
erspart u.U. die Anschaffung eines Oszilloskops mit größerer Band-
breite und hat den Vorteil, dass defekte Einzelteile bei HAMEG bestellt
und selbst ausgewechselt werden können. Die genannten Tastköpfe
haben zusätzlich zur niederfrequenten Kompensationseinstellung
einen HF-Abgleich. Damit ist mit Hilfe eines auf 1MHz umschaltbaren
Generators, eine Gruppenlaufzeitkorrektur an der oberen Grenzfrequenz
des Oszilloskops möglich. Tatsächlich werden mit diesen Tastkopf-Typen
Bandbreite und Anstiegszeit des HM400 kaum merklich geändert und die
großer Signalamplitude ist
ss
oder – bei
eff