Mithilfe von Oszilloskopen können elektrische Wellenformen überwacht und Probleme innerhalb eines elektronischen Schaltkreises schnell erkannt werden, was die Herstellung, Wartung und Reparatur elektronischer Geräte erleichtert.
1. Was ist ein Oszilloskop?
Ein Oszilloskop ist ein Instrument zur Anzeige und Analyse der Wellenform von elektrischen Signalen. Typischerweise zeigen Oszilloskope die Wellenformen von Wechselstrom (AC) oder pulsierendem Gleichstrom (DC) in Form eines Diagramms an, wobei die Zeit auf der horizontalen Achse von links nach rechts und die momentane Spannung auf der vertikalen Achse angezeigt wird.
2. Wie funktioniert ein Oszilloskop?
Oszilloskope messen Eigenschaften in Bezug auf Zeit und Spannung
Zeit:
Frequenz und Periode
Die Frequenz beschreibt die Anzahl der Wiederholungen einer Wellenform pro Sekunde. Die Periode ist die Anzahl der Sekunden, die jede sich wiederholende Wellenform dauert.
Tastgrad
Der Prozentsatz einer Periode, in der eine Welle entweder positiv oder negativ ist. Der Tastgrad, gemessen als Verhältnis, gibt an, wie lange ein Signal in jeder Periode „ein“ ist im Vergleich dazu, wie lange es „aus“ ist.
Anstiegs- und Abfallzeit
Wenn sich ein Signal von einem Tiefpunkt zu einem Hochpunkt bewegt, spricht man von der Anstiegszeit und umgekehrt von der Abfallzeit. Mit der Anstiegs- und Abfallzeit kann berechnet werden, wie schnell ein Schaltkreis auf Signale reagieren kann.
Spannung:
Amplitude
Die Amplitude zeigt die Stärke eines Signals an. Die Peak-to-Peak-Amplitude misst die absolute Differenz zwischen einem Punkt mit hoher Spannung und einem Punkt mit niedriger Spannung eines Signals. Die Peak-Amplitude hingegen berechnet nur, wie hoch oder niedrig ein Signal jenseits von 0 V ist.
Maximale und minimale Spannungen
Oszilloskope messen die exakte Spannung eines Signals.
Mittel- und Durchschnittsspannungen
Dies bezieht sich auf die Berechnung des Mittelwerts eines Signals im Allgemeinen oder des Durchschnitts der maximalen oder minimalen Spannung eines Signals.
3. Wofür wird ein Oszilloskop verwendet?
Da sie ideal für Tests, Fehlersuche und Forschung sind, können Oszilloskope zur Überwachung von Signalveränderungen in Schaltungen, zur Überprüfung von Leiterplatten (PCBs) und zur Identifizierung von Störungen, z. B. I/Os und Zeitfehlern verwendet werden. Alle Oszilloskope können Spannung und Zeit messen, wenn sie jedoch zusätzlich mit einem Wandler (der eine Energieart in eine andere umwandelt) verwendet werden, kann mit Oszilloskopen fast alles gemessen werden.
Aufgrund ihrer Vielseitigkeit sind Oszilloskope ein unverzichtbarer Teil der Ausrüstung von vielen Fachleuten, darunter Kfz-Techniker, Forscher in Laboren, Hersteller von Mobiltelefonen und Ingenieure in der Militär- und Luftfahrtindustrie, um nur einige zu nennen. Sie werden auch für Konformitätsprüfungen eingesetzt, wenn der Output bestimmte Normen erfüllen muss.
Da Oszilloskope relativ einfach zu bedienen und in einer Vielzahl von Modellen erhältlich sind, die sowohl grundlegende als auch umfangreichere Funktionen bieten, sind sie nicht nur für Wartungsfachleute, sondern auch im Hausgebrauch nützlich.
4. Wie sieht ein Oszilloskop aus?
Digitale Oszilloskope verfügen über eine Reihe von Funktionen auf der Vorderseite, darunter:
- Anzeige: dient der Anzeige der Wellenform und nimmt einen grossen Teil der Aussenfläche des Oszilloskops ein. Grössere Displays sind leichter zu erkennen und ermöglichen es dem Benutzer, verschiedene Elemente der Wellenform genauer zu betrachten.
- Anschlüsse: auf der Frontplatte werden eine Reihe von verschiedenen Anschlüssen bereitgestellt, sodass die Eingänge für jeden Kanal angezeigt werden können. Oszilloskope haben oft mehr als einen Kanal. Viele verfügen über zwei Kanäle, sodass zwei Signale gleichzeitig angezeigt werden können, was einen Vergleich ermöglicht.
- Steuerungen:
- Vertikale Verstärkung/Signal-Eingangsempfindlichkeit: gemessen in V/cm, wobei jede vertikale Teilung eine Voltzahl darstellt.
- Zeitbasis: Ändert die Geschwindigkeit, mit der die Spur horizontal über den Bildschirm läuft.
- Trigger: ermöglicht die Stabilisierung sich wiederholender Wellenformen. Zu den verschiedenen Arten von Triggersystemen gehören: Flanken-, Schwellenwert-, Steigungs- und Impulstriggerung, die auf bestimmte Bedingungen reagieren.
5. Überlegungen bei der Auswahl eines Oszilloskops
Bei der Vielfalt von Oszilloskopmodellen auf dem Markt kann die Auswahl des besten Geräts für Ihre Anwendung eine schwierige Aufgabe sein. Bei der Entscheidung, welches Modell für Ihre Anforderungen am besten geeignet ist, gibt es einige Faktoren zu berücksichtigen, darunter die folgenden:
Art des Oszilloskops
Die Art und Weise, wie ein Oszilloskop verwendet wird, bestimmt den besten Modelltyp. Erhältlich als Tisch-, Handheld– und PC-basierte Version, können Tragbarkeit und Grösse je nach Verwendungszweck wichtige Faktoren sein.
Bandbreite
Da der von einem Oszilloskop gemessene Frequenzbereich sehr unterschiedlich sein kann, müssen Wartungsfachleute unbedingt darauf achten, dass das von ihnen gewählte Gerät über eine ausreichende Bandbreite verfügt. Der Verwendungszweck des Oszilloskops bestimmt die erforderliche Bandbreite, die von 50 MHz bis 100 GHz reichen kann.
Abtastrate
Dies bezieht sich auf die Anzahl der Abtastungen, die ein Oszilloskop pro Sekunde erhalten kann. Geräte, die in der Lage sind, eine grössere Anzahl von Abtastungen zu erfassen, zeigen die Wellenform klarer und genauer an.
Signalintegrität
Die Signalintegrität eines Oszilloskops bezeichnet die Fähigkeit des Geräts, die Wellenform genau darzustellen. Die Weise, wie das Oszilloskop verwendet wird, bestimmt weitgehend, wie wichtig Präzision und Genauigkeit der Messungen sind.
Kanäle
Oszilloskope haben Eingänge, die entweder analog oder digital sein können. Normalerweise gibt es 2 bis 4 analoge Kanäle pro Oszilloskop.
Kompatibilität der Sonden
Tastköpfe werden zum Anschluss von Oszilloskopen an Prüfvorrichtungen verwendet. Da eine riesige Auswahl an Tastköpfen (sowohl aktive als auch passive) zur Verfügung steht, wird die Gewährleistung, dass ein Oszilloskop mit dem von Ihnen benötigten Tastkopftyp kompatibel ist, für spezifische Tests von zunehmender Bedeutung sein.
Anwendungen
Bei der Prüfung elektrischer Schaltungen und der Isolierung von Fehlern können Anwendungen zur Signalanalyse, Protokolldekodierung und Konformitätsprüfung den Einsatz von Oszilloskopen verbessern. Da nicht alle Oszilloskope mit jeder Anwendung kompatibel sind, ist es wichtig, die relevanten Anwendungen zu recherchieren, um sicherzustellen, dass Ihr Gerät mit der von Ihnen gewünschten Technologie arbeiten kann.
Zusätzliche Funktionen
Moderne Oszilloskope bieten neben der Standardfunktionalität oft noch weitere Funktionen. Je nach Verwendungszweck des Geräts können bestimmte Funktionen wünschenswert oder erforderlich sein. Solche Funktionen umfassen:
- Fähigkeit, Wellenformen als zukünftige Referenz zu speichern
- Fähigkeit zur gleichzeitigen Anzeige mehrerer Wellenformen für Vergleichszwecke
- Spektralanalyse
- Verwendbarkeit mit mehreren verschiedenen Betriebsplattformen
- Mehrfarbige Anzeigen
- Möglichkeit zum Vergrössern und Verkleinern für genauere Lesbarkeit
- Batterieoptionen
6. Produktempfehlungen
Distrelec bietet verschiedene Oszilloskope bekannter Hersteller, darunter Keysight, Tektronix und Rohde & Schwarz.
Tektronix-Oszilloskope
Tektronix ist ein führender Anbieter von qualitativ hochwertigen, zuverlässigen und vertrauenswürdigen Oszilloskopen. Alle Oszilloskope der Tektronix-Produktreihen profitieren, unabhängig von ihrem Preis, von unübertroffener Kompetenz, hochwertigen Komponenten und einem gründlichen Qualitätsprüfungsprozess.
Die Oszilloskope von Tektronix nutzen modernste Technologie, um die Leistung zu maximieren, die Genauigkeit zu verbessern und die Leistungsfähigkeit zu erhöhen, damit die Benutzer die bestmöglichen Ergebnisse erzielen können. Mehr über die herausragende Messleistung der Mixed-Signal-Oszilloskope der Serie 4 MSO von Textronix erfahren Sie im Video unten:
Mixed-Signal-Oszilloskop, 4x 1 GHz, 6,25 GSPS
Das MSO der Serie 4 bietet einen besseren Einblick in komplexe Systeme, da sie Modelle mit vier und sechs Kanälen und einem 13,3-Zoll-High-Definition-Display (1.920 x 1.080) umfasst. Dieses Oszilloskop ist sehr benutzerfreundlich, mit einer einfach zu bedienenden Schnittstelle und einem kapazitiven Touchscreen.
Oszilloskop, 4x 200 MHz, 2 GS/s
Die TBS2000B-Serie bietet eine einfache Bedienung und ermöglicht eine schnelle Eingewöhnung in die Bedienung. Mit dem 9″-WVGA-Farbdisplay, 10 vertikalen und 15 horizontalen Unterteilungen können die Benutzer mehr von ihren Signalen und Messergebnissen sehen.
Oszilloskope von Keysight
Die Oszilloskope von Keysight sind hochwertige Geräte, die zuverlässige, professionelle Messungen ermöglichen. Sie sind mit verschiedenen Tastköpfen und Adapterzubehör kompatibel und ermöglichen so massgeschneiderte Prüflösungen für ein breites Spektrum von Anwendungen. Darüber hinaus sind Softwarepakete für eine erweiterte Analyse verfügbar. Keysight bietet verschiedene Typen an, darunter Tisch-, Handheld-, tragbare und PC-basierte Modelle sowie beliebte Serien wie DSOX, EDUX und InfiniiVision.
Oszilloskop InfiniiVision 4000G X DSO 4x 200 MHz 5 GSPS SPI
Mit fortschrittlicher Technologie und einem grossen Bildschirm bieten die Oszilloskope der InfiniiVision 4000 X-Serie eine Bandbreite von 200 MHz bis 1,5 GHz. Mit der branchenweit einzigen Aktualisierungsrate für unveränderte Wellenformen (1.000.000 Wellenformen/Sekunde) können Sie sicher sein, dass selbst die kleinsten Fehler in Ihrem Design erkannt werden.
Oszilloskop SBE InfiniiVision 1000X DSO 2x 50MHz 1GSPS LAN
Die Oszilloskope der InfiniiVision 1000 X-Serie von Keysight wurden entwickelt, um Ihnen qualitativ hochwertige und bewährte Technologie zu unglaublich günstigen Kosten zu bieten.
Oszilloskop von Rohde & Schwarz
Zu den herausragenden Merkmalen der Oszilloskope von Rohde & Schwarz gehören digitaler Trigger, tiefer Speicher, Frequenzganganalyse (Bode-Plot), Echtzeit-De-Embedding, schnelle Aktualisierungsraten und ein ausgesprochen geringes Rauschen. Rohde & Schwarz bieten sowohl Lösungen für bestimmte Industrienormen als auch für allgemeine Tests an.
Oszilloskop RTB2000 MSO 4x 300MHz 1,25GSPS USB / Ethernet
Das R&S®RTB2000 ist mehr als nur ein Oszilloskop. Es umfasst ein Digitalvoltmeter, einen Muster- und Wellenformgenerator sowie Logik- und Protokoll-Analysatoren.
Es gibt integrierte Betriebsmodi, die speziell für Frequenzanalysen, Maskentests und längere Datenerfassung entwickelt wurden. Die Fehlersuche in einer Vielzahl von elektronischen Systemen ist einfach, effektiv und kostengünstig. Sie erfüllt auch die wichtige Anforderung des Investitionsschutzes.
