Grundlagen eines Oszilloskops

Die verlässliche Signalaufnahme mit dem Oszilloskop

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Tipp 2: Belastungscheck mit einem zweiten Tastkopf

Bevor mit dem Messen eines Testpunktes begonnen wird, sollte ein gleicher zweiter Tastkopf mit demselben Testpunkt verbunden werden. Dabei sollte kein Unterschied der beiden Messkurven sichtbar werden. Falls doch, ist das auf die Belastung durch den zweiten Tastkopf zurückzuführen. Im Idealfall würde ein Tastkopf eine 100-prozentig genaue Wiedergabe des Signals am Testpunkt ermöglichen. Grund: Der Tastkopf bietet einen unendlichen Widerstand, keine Kapazität und keine Induktivität. In der Realität ist der Tastkopf ein Teil der Schaltung und bringt eine zusätzliche Last und Impedanz an den Testpunkt.

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Um den Einfluss einer Tastspitze auf das Signal am Testpunkt zu erhalten, wird eine zweite Tastspitze desselben Typs verwendet. Diese wird einmal mit dem Testpunkt kontaktiert. Das Signal wird auf einem zweiten Oszilloskopkanal dargestellt. Beide Kurven sind bei gleicher Skalierungs- und Offset-Einstellung deckungsgleich. Jetzt speichert man eine der beiden Kurven ab, löst die Verbindung eines Tastköpfes und vergleicht die gespeicherte Kurve mit der Kurve, bei der das Testpunkt-Signal mit nur einem Tastkopf belastet wurde.

Aus dem Vergleich lässt sich der Einfluss einer Tastspitze auf das Signal sehr gut erkennen. Die Konsequenzen: Entweder man verwendet einen Tastkopf, der eine deutlich geringere Belastung darstellt oder der verwendete Tastkopf wird besser abgeglichen. Im Beispiel wurde der Masse-Anschluss des Tastkopfes verkürzt und damit eine deutliche Verbesserung erreicht.

Tipp 3: Kompensation des Tastkopfes vor Einsatz

Die meisten Tastköpfe treffen die Eingangscharakteristik eines spezifischen Oszilloskopmodells. Kleine Varianzen von einem Scope zum anderen, desselben Modells oder von den unterschiedlichen Kanälen ein und desselben Oszilloskops können dazu führen, dass vor einer Messung der verwendete Tastkopf kompensiert werden muss.Dabei handelt es sich eher um einen Abgleich, der unbedingt vor einer Messung erfolgen muss, wenn der Tastkopf an einen anderen Kanal angeschlossen oder das Oszilloskop gewechselt wird.

Die meisten passiven Tastköpfe haben ein abgleichbares integriertes RC-Netzwerk, wobei der Abschwächungsfaktor über den gesamten Frequenzbereich des Oszilloskops gleich bleibt. Führt das verwendete Oszilloskop den Abgleich automatisch durch, dann sollte dieser Weg bevorzugt werden. Ansonsten muss manuell kompensiert werden.

Viele Oszilloskope verfügen über einen Rechtecksignalausgang, um einen Abgleich der Tastköpfe leichter durchzuführen. Die Tastspitze wird mit dem Rechtecksignalausgang verbunden und auf einen der Oszilloskopkanäle gegeben. Mit einem kleinen Schraubendreher lässt sich die Kurvenform genau zu einem Rechteck abgleichen. Wird der Abgleich nicht gemacht, können Messwerte und Messkurven völlig verfälscht wiedergegeben werden, da hohe Frequenzanteile unter- bzw. überbewertet werden.

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