Einführung zum Oszilloskop
Steckbrief Digitales Speicheroszilloskop
Kategorie: Messgeräte
Was ist ein Oszilloskop?
Merke: Mit einem Oszilloskop kann der zeitliche Verlauf eines Spannungssignals dargestellt werden. Die Verbindung zwischen Schaltung und Oszilloskop wird mit einem Tastkopf hergestellt.
Bedienoberfläche Oszilloskop
Die Bedienoberfläche anderer Modelle und Hersteller weicht selbstverständlich von der unten gezeigten ab. Die Grundfunktionen sind jedoch in der Regel identisch.
1) Bildschirm: Anzeige des Oszilloskops, Unterteilung in „Divisions“. Auf der x-Achse ist die Zeit aufgetragen, auf der y-Achse die Spannung.
2) Menüknöpfe: Zur Einstellung des jeweils ausgewählten Kanales, z. B. Dämpfung des ausgewählten Tastkopfes, Invertierung des Signals etc.
3) Anschlüsse für Tastköpfe: In diesem Bereich können die Tastköpfe für die einzelnen Kanäle des Oszilloskops angeschlossen werden.
4) Vertikale Achseneinstellung (Volt / Division):
Einstellung der Skala in y-Achsen-Richtung (z. B. 1 V / Div). Zweck: Anpassung der Spannungs-Amplitude (vergleichbar mit „rein- und rauszoomen“ auf das Signal).
5) Kanalauswahl
An jeden Kanal kann ein Tastkopf angeschlossen werden und das gemessene Signal angzeigt werden.
Außerdem: Verschiebung des Signals in vertikaler Richtung (also auf der y-Achse) mittels Drehknopf.
6) Trigger
Die Trigger-Funktion wird benötigt, um ein stehendes Bild des zu messenden Spannungsgraphen zu erhalten.
7) Horizontale Achseneinstellung (Sekunden / Division): In diesem Bereich können die Divisions in x-Achsen-Richtung eingestellt werden, also die Skala Zeit / Division.
8) Messfunktionen
In diesem Bereich können verschiedene Funktionen zur Messung eingestellt werden, zum Beispiel Einblendung eines Cursors auf der Signallinie, um Werte abzulesen.
9) Run/Stop & Autoset
Über Run/Stop kann das Messbild angehalten werden. Eine weitere nützliche Funktion, wenn es einmal schnell gehen muss, ist „Autoset“. Nach Betätigung des Knopfes stellt das Oszilloskop automatisch alle Funktionen für ein stehendes Bild ein.
Bedienung eines Oszilloskops: Einstiegstutorial
Es gibt eine Vielzahl an möglichen Messungen mit dem Oszilloskop. Diese reichen von der klassischen Messung von periodischen Spannungssignalen, über Einzelmessungen (Taste „Single“) bis zur Messung von Bussignalen oder der Messung von Strömstärkeverläufen mittels Strommesszange. Im folgenden Kurz-Tutorial für Anfänger gehen wir auf eine einfache Messung eines periodischen Signals ein, für die du nicht einmal eine externe Schaltung benötigst. Somit kannst du deine erste Messung sicher durchführen und lernst dabei viele der oben erläuterten Bedienelemente am Oszilloskop kennen.
HINWEIS: Die hier aufgeführten Erklärungen dienen der Veranschaulichung und dem Verständnis für das Gerät. Sie ersetzen keine eingehende Schulung zur Sicherheit bei elektrischen Messungen oder die gründliche Lektüre der Bedienungsanleitung für das jeweilige Oszilloskop. Zudem gilt wie immer: Elektrotechnische Arbeiten dürfen nur mit gesetzlich vorgeschriebener fachlicher Qualifikation durchgeführt werden.
Der passive Tastkopf
Bevor wir auf den eigentlichen Messvorgang eingehen, klären wir noch kurz die wichtigsten Eigenschaften eines passiven Tastkopfes. Dieser Tastkopf-Typ (s. rechts) wird deshalb „passiv“ genannt, weil er keine eigene Energieversorgung hat und lediglich einen passiven Spannungsteiler mit dem Eingangswiderstand des Oszilloskops bildet. Der Tastkopf hat zwei Klemmen. Einer ist die Messklemme (Messhaken), die an den Punkt mit der zu messenden Spannung geklemmt werden muss. Der zweite Anschluss ist die Masseklemme (Krokodilklemme), die an die Masse der zu messenden Schaltung geklemmt wird.
Bei den meisten Tastköpfen kann man die Messklemme abziehen. Darunter ist eine Messspitze, die man verwenden kann, wenn der zu messende Punkt schwierig zugänglich ist oder keine Möglichkeit zum Anklemmen bietet. An das Oszilloskop wird der Tastkopf mittels einem sogenannten BNC-Stecker angeschlossen. Viele passive Tastköpfe haben einen Schalter, mit dem man das Teilerverhältnis (genauer gesagt die Signaldämpfung) einstellen kann, z. B. x1 oder x10. Der Tastkopf bildet mit dem Oszilloskop-Eingang einen Spannungsteiler. Für die meisten Messungen ist eine Dämpfung des Signals von Faktor 10 zu empfehlen, dies entspricht der x10 Einstellung am Tastkopf.
Damit kommen wir zu unseren ersten Messung.
Vorbereitung der Messung:
- Anschluss des Tastkopfes an das Oszilloskop (BNC-Buchse Kanal 1)
- Anschluss von Masseklemme und Messklemme an die beiden Anschlüsse rechts unten am Oszilloskop wie im Bild gezeigt. Diese beiden Anschlüsse dienen eigentlich der Kalibrierung des Tastkopfes. Sie können jedoch auch wunderbar verwendet werden, um eine allererste Messung durchzuführen und mit dem Oszilloskop vertraut zu werden.
Der Messvorgang
- Aktivieren des Kanals, an den der Tastkopf angeschlossen ist (Druck auf entsprechende Taste, z. B. CH1 für Channel1).
- Einstellen des richtigen Teilerverhältnisses am Oszilloskop (x10, kann in der Regel über die Menüknöpfe direkt rechts neben dem Bildschirm vorgenommen werden).
- Einstellen der horizontalen Achse: Es sollte ein Wert für die Zeit / Division eingestellt werden, der es erlaubt einen sinnvollen Ausschnit des Signals darzustellen. Beim Rechtecksignal, welches wir messen wollen, macht es Sinn, zwei bis drei Perioden auf dem Bildschirm „einzufangen“.
4. Einstellen der vertikalen Achse: Es sollte ein Wert für Volt / Division eingestellt werden, der es erlaubt den höchsten sowie den niedrigsten Wert auf dem Bildschirm zu sehen.
5. Trigger: Der Trigger Knopf muss so eingestellt werden, dass die horizontale Linie der Triggerschwelle innerhalb des Signals liegt. Dann erhält man ein stehendes Bild und der angezeigte Zeitverlauf kann sauber analysiert werden. Gegebenenfalls muss über das Triggermenü noch der Triggermodus „normal“ eingestellt und das Trigger-Kriterium auf „steigende Flanke“ eingestellt werden.
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