EN 61326-1/A1
Störaussendung / Radiation / Emission: Tabelle / table / tableau 4; Klasse / Class /
Classe B.
Störfestigkeit / Immunity / Imunitee: Tabelle / table / tableau A1.
EN 61000-3-2/A14
Oberschwingungsströme / Harmonic current emissions / Émissions de courant
harmonique: Klasse / Class / Classe D.
EN 61000-3-3
Spannungsschwankungen u. Flicker / Voltage fluctuations and flicker /
Fluctuations de tension et du flicker.
Datum /Date /Date Unterschrift / Signature /Signatur
27.03.2001
E. Baumgartner
Technical Manager /Directeur Technique
Instruments
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
HAMEG Meßgeräte erfüllen die Bestimmungen der EMV Richtlinie. Bei der Konformitätsprüfung werden von HAMEG die gültigen Fachgrund- bzw.
Produktnormen zu Grunde gelegt. In Fällen wo unterschiedliche Grenzwerte möglich sind, werden von HAMEG die härteren Prüfbedingungen
angewendet. Für die Störaussendung werden die Grenzwerte für den Geschäfts- und Gewerbebereich sowie für Kleinbetriebe angewandt (Klasse
1B). Bezüglich der Störfestigkeit finden die für den Industriebereich geltenden Grenzwerte Anwendung.
Die am Meßgerät notwendigerweise angeschlossenen Meß- und Datenleitungen beeinflußen die Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte in
erheblicher Weise. Die verwendeten Leitungen sind jedoch je nach Anwendungsbereich unterschiedlich. Im praktischen Meßbetrieb sind daher
in Bezug auf Störaussendung bzw. Störfestigkeit folgende Hinweise und Randbedingungen unbedingt zu beachten:
1. Datenleitungen
Die Verbindung von Meßgeräten bzw. ihren Schnittstellen mit externen Geräten (Druckern, Rechnern, etc.) darf nur mit ausreichend abgeschirmten Leitungen erfolgen. Sofern die Bedienungsanleitung nicht eine geringere maximale Leitungslänge vorschreibt, dürfen Datenleitungen (Eingang/
Ausgang, Signal/Steuerung) eine Länge von 3 Metern nicht erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden befinden. Ist an einem
Geräteinterface der Anschluß mehrerer Schnittstellenkabel möglich, so darf jeweils nur eines angeschlossen sein.
Bei Datenleitungen ist generell auf doppelt abgeschirmtes Verbindungskabel zu achten. Als IEEE-Bus Kabel sind die von HAMEG beziehbaren
doppelt geschirmten Kabel HZ72S bzw. HZ72L geeignet.
2. Signalleitungen
Meßleitungen zur Signalübertragung zwischen Meßstelle und Meßgerät sollten generell so kurz wie möglich gehalten werden. Falls keine
geringere Länge vorgeschrieben ist, dürfen Signalleitungen (Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung) eine Länge von 3 Metern nicht erreichen und sich
nicht außerhalb von Gebäuden befinden.
Alle Signalleitungen sind grundsätzlich als abgeschirmte Leitungen (Koaxialkabel - RG58/U) zu verwenden. Für eine korrekte Masseverbindung
muß Sorge getragen werden. Bei Signalgeneratoren müssen doppelt abgeschirmte Koaxialkabel (RG223/U, RG214/U) verwendet werden.
3. Auswirkungen auf die Meßgeräte
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder magnetischer Felder kann es trotz sorgfältigen Meßaufbaues über die angeschlossenen
Meßkabel zu Einspeisung unerwünschter Signalteile in das Meßgerät kommen. Dies führt bei HAMEG Meßgeräten nicht zu einer Zerstörung oder
Außerbetriebsetzung des Meßgerätes.
Geringfügige Abweichungen des Meßwertes über die vorgegebenen Spezifikationen hinaus können durch die äußeren Umstände in Einzelfällen
jedoch auftreten.
4. Störfestigkeit von Oszilloskopen
4.1 Elektromagnetisches HF-Feld
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder magnetischer Felder, können durch diese Felder bedingte Überlagerungen des
Meßsignals sichtbar werden. Die Einkopplung dieser Felder kann über das Versorgungsnetz, Meß- und Steuerleitungen und/oder durch
direkte Einstrahlung erfolgen. Sowohl das Meßobjekt, als auch das Oszilloskop können hiervon betroffen sein.
Die direkte Einstrahlung in das Oszilloskop kann, trotz der Abschirmung durch das Metallgehäuse, durch die Bildschirmöffnung erfolgen.
Da die Bandbreite jeder Meßverstärkerstufe größer als die Gesamtbandbreite des Oszilloskops ist, können Überlagerungen sichtbar
werden, deren Frequenz wesentlich höher als die –3 dB Meßbandbreite ist.
Beim Auftreten von schnellen Transienten (Burst) und ihrer direkten Einkopplung über das Versorgungsnetz bzw. indirekt (kapazitiv) über
Meß- und Steuerleitungen, ist es möglich, daß dadurch die Triggerung ausgelöst wird.
Das Auslösen der Triggerung kann auch durch eine direkte bzw. indirekte statische Entladung (ESD) erfolgen.
Da die Signaldarstellung und Triggerung durch das Oszilloskop auch mit geringen Signalamplituden (<500µV) erfolgen soll, läßt sich das
Auslösen der Triggerung durch derartige Signale (> 1kV) und ihre gleichzeitige Darstellung nicht vermeiden.
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Änderungen vorbehalten
HAMEG GmbH
Technische Daten
Vertikal-Ablenkung
Betriebsarten: Kanal I oder Kanal II,
Kanal I und Kanal II alternierend oder chop.,
(Chopperfrequenz ca. 0,5MHz)
Summe
(beide Kanäle invertierbar)
XY-Betrieb: über Kanal I und Kanal II
Bandbreite: 2x 0–100MHz (-3dB)
Anstiegszeit: <3,5ns,
Überschwingen: max. 1%
Ablenkkoeffizienten: 14 kalibrierte Stellungen
von 1mV/cm bis 20V/cm mit 1-2-5 Teilungvariabel 2.5:1 bis mindestens 50V/cm
Genauigkeit der kal. Stellungen:
ALT.-Triggerung ( ≥8mm); Triggeranzeige mit LED
Quellen: Kanal I oder II, K I alternierend K II,
Netz und extern. Kopplung: AC
DC
1,5kHz). NR (Noise reject): DC–50MHz (≥ 8mm)
Aktiver TV-Sync-Separator
Triggerung extern: ≥0,3Vss
Triggerung Zeitbasis B: mit Level-Einstellung
und Flankenwahl. DC–200MHz.
Zeitbasis A: 22 kalibrierte Stellungen
von 0,5s/cm bis 50ns/cm mit 1-2-5 Teilung,
Genauigkeit der kalibrierten Stellungen: ±3%
variabel 2,5:1 bis mindestens 1,25s/cm,
mit X-Dehnung x10 bis 5ns/cm ±5%
Hold-off-Zeit: variabel bis ca. 10:1
Zeitbasis B: 18 kalibrierte Stellungen
2 Kanäle, 1mV– 50V/cm mit Verzögerungsleitung, 1MHz Kalibrator
,
2 Zeitbasen bis 5ns/cm, alternierend und mit 2. Triggerung
Triggerung: DC –200MHz, TV-Sync. Separator. RS232-Schnittstelle
Das mit modernster Technik ausgestatteten Oszilloskop HM1004-3 verfügt
über ein prozessorgesteuertes System, das vor allem die Bedienung weitge-
hend automatisiert. Dominierend sind dabei die "Autoset"- und "Save/Recall"- Funktionen, mit welchen auch ungeübte Personen die Geräte sehr
leicht bedienen können. Selbstverständlich sind alle über "Autoset" gesetzten
Meßparameter danach noch manuell veränderbar. Mit Hilfe der "Save/Re-call"-Funktionen können 9 komplette Einstellprogramme inclusive Cursor
gespeichert und jederzeit wieder aufgerufen werden.
Alle kalibrierten Werte und diverse Funktionen werden mit Hilfe der
"Readout"-Funktion auf dem Bildschirm angezeigt. Für die genaue Ermittlung
der Zeit-, Frequenz- und Amplitudenwerte stehen 2 Cursoren zur Verfügung.
Die hohe Übertragungsgüte der Meßverstärker mit Verzögerungsleitung
erlaubt sowohl die naturgetreue Darstellung von impulsartigen Signalen, wie
auch Aufzeichnungen mit dem HM1004-3 bis in den Frequenzbereich um
200MHz. Ebenso exzellent ist die Triggerung. Bereits ab 5mm Bildhöhe
werden einwandfrei stehende Bilder dargestellt. Ferner gestattet die echte 2.Zeitbasis mit Hilfe der 2. Triggerung die Aufzeichnung stark gedehnter
Signalausschnitte, auch wenn sie asynchron sind.
Die eingebaute RS-232 Schnittstelle ermöglicht die Steuerung und die
Abfrage der Einstellparameter mittels PC.
Im Lieferumfang:Betriebsanleitung auf CD-ROM, Netzkabel und
2 Tastköpfe 10:1.
Foto mit 1MHz Rechteck- und 200MHz
Sinus-Signal, alternierend getriggert
Foto eines FBAS -Signals mit Burst-Darstellung über Zeitbasis B u. 2.Triggerung
Änderungen vorbehalten
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Allgemeines
Allgemeines
Sofort nach dem Auspacken sollte das Gerät auf mechanische Beschädigungen und lose Teile im Innern überprüft
werden. Falls ein Transportschaden vorliegt, ist sofort der
Lieferant zu informieren. Das Gerät darf dann nicht in Betrieb
gesetzt werden.
Symbole
Bedienungsanleitung beachten
Hochspannung
Erde
Aufstellung des Gerätes
Für die optimale Betrachtung des Bildschirmes kann das
Gerät in drei verschiedenen Positionen aufgestellt werden
(siehe Bilder C, D, E). Wird das Gerät nach dem Tragen
senkrecht aufgesetzt, bleibt der Griff automatisch in der
Tragestellung stehen, siehe Abb. A.
Will man das Gerät waagerecht auf eine Fläche stellen, wird der
Griff einfach auf die obere Seite des Oszilloskops gelegt (Abb.
C). Wird eine Lage entsprechend Abb. D gewünscht (10°
Neigung), ist der Griff, ausgehend von der Tragestellung A, in
Richtung Unterkante zu schwenken bis er automatisch einrastet. Wird für die Betrachtung eine noch höhere Lage des
Bildschirmes erforderlich, zieht man den Griff wieder aus der
Raststellung und drückt ihn weiter nach hinten, bis er abermals
einrastet (Abb. E mit 20° Neigung). Der Griff läßt sich auch in
eine Position für waagerechtes Tragen bringen. Hierfür muß
man diesen in Richtung Oberseite schwenken und, wie aus
Abb. B ersichtlich, ungefähr in der Mitte schräg nach oben
ziehend einrasten. Dabei muß das Gerät gleichzeitig angehoben werden, da sonst der Griff sofort wieder ausrastet.
den Bestimmungen der Schutzklasse I. Die berührbaren
Metallteile sind gegen die Netzpole mit 2200V Gleichspannung
geprüft. Durch Verbindung mit anderen Netzanschlußgeräten
können u.U. netzfrequente Brummspannungen im Meßkreis
auftreten. Dies ist bei Benutzung eines Schutz-Trenntransformators der Schutzklasse II leicht zu vermeiden. Das
Oszilloskop darf aus Sicherheitsgründen nur an vorschriftsmäßigen Schutz-kontaktsteckdosen betrieben werden. Der
Netzstecker muß eingeführt sein, bevor Signalstromkreise
angeschlossen werden. Die Auftrennung der Schutzkontaktverbindung ist unzulässig.
Die meisten Elektronenröhren generieren γ-Strahlen. Bei
diesem Gerät bleibt die Ionendosisleistung weit unter dem
gesetzlich zulässigen Wert von 36 pA/kg.
Wenn anzunehmen ist daß ein gefahrloser Betrieb nicht mehr
möglich ist, so ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und
gegen unabsichtlichen Betrieb zu sichern.
Diese Annahme ist berechtigt,
• wenn das Gerät sichtbare Beschädigungen hat,
• wenn das Gerät lose Teile enthält,
• wenn das Gerät nicht mehr arbeitet,
• nach längerer Lagerung unter ungünstigen
Verhältnissen (z.B. im Freien oder in feuchten Räumen),
• nach schweren Transportbeanspruchungen (z.B. mit einer
Verpackung, die nicht den Mindestbedingungen von Post,
Bahn oder Spedition entsprach).
Betriebsbedingungen
Der zulässige Umgebungstemperaturbereich während des
Betriebs reicht von 0°C... +40°C. Während der Lagerung
oder des Transports darf die Temperatur zwischen -40°C
und +70°C betragen. Hat sich während des Transports
oder der Lagerung Kondenswasser gebildet, muß das
Gerät ca. 2 Stunden akklimatisiert werden, bevor es in
Betrieb genommen wird. Das Oszilloskop ist zum Gebrauch in sauberen, trockenen Räumen bestimmt. Es darf
nicht bei besonders großem Staub- bzw. Feuchtigkeitsgehalt der Luft, bei Explosionsgefahr sowie bei aggressiver
chemischer Einwirkung betrieben werden. Die Betriebslage ist beliebig. Eine ausreichende Luftzirkulation
(Konvektionskühlung) ist jedoch zu gewährleisten. Bei Dauerbetrieb ist folglich eine horizontale oder schräge Betriebslage (Aufstellbügel) zu bevorzugen.
Sicherheit
Dieses Gerät ist gemäß VDE 0411 Teil 1, Sicherheitsbestimmungen für elektrische Meß-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte, gebaut und geprüft und hat das Werk in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand verlassen. Es entspricht
damit auch den Bestimmungen der europäischen Norm EN
61010-1 bzw. der internationalen Norm IEC 1010-1. Um
diesen Zustand zu erhalten und einen gefahrlosen Betrieb
sicherzustellen, muß der Anwender die Hinweise und Warnvermerke beachten, die in dieser Bedienungsanleitung enthalten sind. Gehäuse, Chassis und alle Meßanschlüsse sind
mit dem Netzschutzleiter verbunden. Das Gerät entspricht
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Die Lüftungslöcher dürfen nicht abgedeckt werden!
Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach einer Anwärmzeit von min. 20 Minuten und bei einer Umgebungstemperatur
zwischen 15°C und 30°C. Werte ohne Toleranzangabe sind
Richtwerte eines durchschnittlichen Gerätes.
Garantie
Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Produktion
einen Qualitätstest mit 10-stündigem ,,burn-in“. Im intermittierenden Betrieb wird dabei fast jeder Frühausfall erkannt.
Dem folgt ein 100% Test jedes Gerätes, bei dem alle Betriebsarten und die Einhaltung der technischen Daten geprüft
werden. Dennoch ist es möglich, daß ein Bauteil erst nach
längerer Betriebsdauer ausfällt. Daher wird auf alle Geräte
eine Funktionsgarantie von 2 Jahren gewährt. Voraussetzung
ist, daß im Gerät keine Veränderungen vorgenommen wurden. Für Versendungen per Post, Bahn oder Spedition darf nur
die Originalverpackung verwendet werden. Transport- oder
sonstige Schäden, verursacht durch grobe Fahrlässigkeit,
werden von der Garantie nicht erfaßt.Bei einer Beanstandung
sollte man am Gehäuse des Gerätes eine stichwortartige
Änderungen vorbehalten
Allgemeines
Fehlerbeschreibung anbringen. Wenn dabei gleich der Name
und die Telefon-Nr. (Vorwahl und Ruf- bzw. Durchwahl-Nr.
oder Abteilungsbezeichnung) für evtl. Rückfragen angeben
wird, dient dies einer beschleunigten Abwicklung.
Wartung
Verschiedene wichtige Eigenschaften des Oszilloskops sollten in gewissen Zeitabständen sorgfältig überprüft werden.
Nur so besteht eine weitgehende Sicherheit, daß alle Signale
mit der den technischen Daten zugrundeliegenden Exaktheit
dargestellt werden. Sehr empfehlenswert ist ein SCOPETESTER HZ60, der trotz seines niedrigen Preises Aufgaben
dieser Art hervorragend erfüllt.
Die Außenseite des Oszilloskops sollte regelmäßig mit einem Staubpinsel gereinigt werden. Hartnäckiger Schmutz an
Gehäuse und Griff, den Kunststoff- und Aluminiumteilen läßt
sich mit einem angefeuchteten Tuch (Wasser +1% Entspan
nungsmittel) entfernen. Bei fettigem Schmutz kann Brennspiritus oder Waschbenzin (Petroleumäther) benutzt werden.
Die Sichtscheibe darf nur mit Wasser oder Waschbenzin (aber
nicht mit Alkohol oder Lösungsmitteln) gereinigt werden, sie
ist dann noch mit einem trockenen, sauberen, fuselfreien
Tuch nachzureiben. Nach der Reinigung sollte sie mit einer
handelsüblichen antistatischen Lösung, geeignet für Kunststoffe, behandelt werden. Keinesfalls darf die Reinigungsflüssigkeit in das Gerät gelangen. Die Anwendung anderer
Reinigungsmittel kann die Kunststoff- und Lackoberflächen
angreifen.
Schutzschaltung
Dieses Gerät ist mit einem Schaltnetzteil ausgerüstet, welches über Überstrom und -spannungs-Schutzschaltungen verfügt. Im Fehlerfall kann ein sich periodisch wiederholendes
tickendes Geräusch hörbar sein.
Die Netzeingangssicherung ist von außen zugänglich. Netzstecker-Buchse und Sicherungshalter bilden eine Einheit. Ein
Auswechseln der Sicherung darf und kann (bei unbeschädigtem Sicherungshalter) nur erfolgen, wenn zuvor das Netzkabel aus der Buchse entfernt wurde. Dann muss der
Sicherungshalter mit einem Schraubenzieher herausgehebelt
werden. Der Ansatzpunkt ist ein Schlitz, der sich auf der Seite
der Anschlusskontakte befindet. Die Sicherung kann dann
aus einer Halterung gedrückt und ersetzt werden.
Der Sicherungshalter wird gegen den Federdruck eingeschoben, bis er eingerastet ist. Die Verwendung ,,geflickter" Sicherungen oder das Kurzschließen des Sicherungshalters ist
unzulässig. Dadurch entstehende Schäden fallen nicht unter
die Garantieleistungen.
Sicherungstype:
Größe 5 x 20 mm; 250V~, C;
IEC 127, Bl. III; DIN 41 662
(evtl. DIN 41 571, Bl. 3).
Abschaltung: träge (T) 0,8A.
ACHTUNG!
Im Inneren des Gerätes befindet sich im Bereich des
Schaltnetzteiles eine Sicherung:
Größe 5 x 20 mm; 250V~, C;
IEC 127, Bl. III; DIN 41 662
(evtl. DIN 41 571, Bl. 3).
Abschaltung: flink (F) 0,8A.
Diese Sicherung darf nicht vom Anwender ersetzt
werden!
Netzspannung
Das Gerät arbeitet mit Netzwechselspannungen von 100V bis
240V. Eine Netzspannungsumschaltung ist daher nicht vorgesehen.
Änderungen vorbehalten
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Die Grundlagen der Signalaufzeichnung
Art der Signalspannung
Die Oszilloskope HM1004-3 und HM1505-3 erfassen praktisch alle sich periodisch wiederholenden Signalarten
(Wechselspannungen) mit Frequenzen bis mindestens
100MHz (-3dB) beim HM1004-3 (HM1505-3: 150 MHz (-3dB))
und Gleichspannungen.
Der Vertikalverstärker ist so ausgelegt, daß die Übertragungsgüte nicht durch eigenes Überschwingen beeinflußt wird.
Die Darstellung einfacher elektrischer Vorgänge, wie
sinusförmige HF- und NF-Signale oder netzfrequente Brummspannungen, ist in jeder Hinsicht problemlos. Beim Messen
ist ein ab ca. 40 MHz (HM1505-3: ca. 70 MHz) zunehmender
Meßfehler zu berücksichtigen, der durch Verstärkungsabfall
bedingt ist. Bei ca. 80 MHz (HM1505-3: ca. 110 MHz) beträgt
der Abfall etwa 10%, der tatsächliche Spannungswert ist
dann ca. 11% größer als der angezeigte Wert. Wegen der
differierenden Bandbreiten der Vertikalverstärker (-3dB zwischen 100 MHz und 140 MHz; HM1505-3: -3dB zwischen 150
MHz und 170 MHz) ist der Meßfehler nicht so exakt definierbar.
Bei sinusförmigen Vorgängen liegt die -6dB Grenze für
den HM1004-3 sogar bei 160 MHz, beim HM1505-3 bei
220 MHz. Die zeitliche Auflösung ist unproblematisch.
Bei der Aufzeichnung rechteck- oder impulsartiger Signalspannungen ist zu beachten, daß auch deren Oberwellenanteile übertragen werden müssen. Die Folgefrequenz des
Signals muß deshalb wesentlich kleiner sein als die obere
Grenzfrequenz des Vertikalverstärkers. Bei der Auswertung
solcher Signale ist dieser Sachverhalt zu berücksichtigen.
Die mit der AC/DC -Taste gewählte Eingangskopplung wird
mit dem READOUT (Schirmbild) angezeigt. Das = -Symbol
zeigt DC-Kopplung an, während AC-Kopplung mit dem ~ Symbol angezeigt wird (siehe “Bedienelemente und Read-
out”).
Größe der Signalspannung
In der allgemeinen Elektrotechnik bezieht man sich bei
Wechselspannungsangaben in der Regel auf den Effektivwert. Für Signalgrößen und Spannungsbezeichnungen in der
Oszilloskopie wird jedoch der Vss-Wert (Volt-Spitze-Spitze)
verwendet. Letzterer entspricht den wirklichen Potentialverhältnissen zwischen dem positivsten und negativsten
Punkt einer Spannung.
Will man eine auf dem Oszilloskopschirm aufgezeichnete
sinusförmige Größe auf ihren Effektivwert umrechnen, muß
der sich in Uss ergebende Wert durch 2 x √2 = 2,83 dividiert
werden. Umgekehrt ist zu beachten, daß in Veff angegebene
sinusförmige Spannungen den 2,83fachen Potential unterschied in Vss haben. Die Beziehungen der verschiedenen
Spannungsgrößen sind aus der nachfolgenden Abbildung
ersichtlich.
Schwieriger ist das Oszilloskopieren von Signalgemischen,
besonders dann, wenn darin keine mit der Folgefrequenz
ständig wiederkehrenden höheren Pegelwerte enthalten sind,
auf die getriggert werden kann. Dies ist z.B. bei Burst-Signalen
der Fall. Um auch dann ein gut getriggertes Bild zu erhalten, ist
u.U. eine Veränderung der HOLD OFF- Zeit erforderlich.
Fernseh-Video-Signale (FBAS-Signale) sind mit Hilfe des aktiven TV-Sync-Separators leicht triggerbar.
Die zeitliche Auflösung ist unproblematisch. Beispielsweise
wird bei ca. 100MHz und der kürzesten einstellbaren Ablenkzeit (5ns/cm) alle 2cm ein Kurvenzug geschrieben.
Für den wahlweisen Betrieb als Wechsel- oder Gleichspannungsverstärker hat jeder Vertikalverstärker-Eingang eine
AC/DC-Taste (DC = direct current; AC = alternating current).
Mit Gleichstromkopplung DC sollte nur bei vorgeschaltetem
Tastteiler oder bei sehr niedrigen Frequenzen gearbeitet
werden bzw. wenn die Erfassung des Gleichspannungsanteils der Signalspannung unbedingt erforderlich ist.
Bei der Aufzeichnung sehr niederfrequenter Impulse können
bei AC-Kopplung (Wechselstrom) des Vertikalverstärkers störende Dachschrägen auftreten (AC-Grenzfrequenz ca. 1,6Hz
für 3dB). In diesem Falle ist, wenn die Signalspannung nicht
mit einem hohen Gleichspannungspegel überlagert ist, die
DC-Kopplung vorzuziehen. Andernfalls muß vor den Eingang
des auf DC-Kopplung geschalteten Meßverstärkers ein entsprechend großer Kondensator geschaltet werden. Dieser
muß eine genügend große Spannungsfestigkeit besitzen.
DC-Kopplung ist auch für die Darstellung von Logik- und
Impulssignalen zu empfehlen, besonders dann, wenn sich
dabei das Tastverhältnis ständig ändert. Andernfalls wird sich
das Bild bei jeder Änderung auf- oder abwärts bewegen.
Reine Gleichspannungen können nur mit DC-Kopplung gemessen werden.
Spannungswerte an einer Sinuskurve
V
= Effektivwert; Vs = einfacher Spitzenwert;
eff
Vss = Spitze-Spitze-Wert;
V
= Momentanwert (zeitabhängig)
mom
Die minimal erforderliche Signalspannung am Y-Eingang für ein
1cm hohes Bild beträgt 1mVss (±5%), wenn mit dem READOUT
(Schirmbild) der Ablenkkoeffizient 1mV angezeigt wird und die
Feineinstellung kalibriert ist. Es können jedoch auch noch
kleinere Signale aufgezeichnet werden. Die möglichen Ablenkkoeffizienten sind in mVss/cm oder Vss/cm angegeben. Die
Größe der angelegten Spannung ermittelt man durch Multiplikation des eingestellten Ablenkkoeffizienten mit der abgelesenen vertikalen Bildhöhe in cm. Wird mit Tastteiler 10:1 gearbeitet, ist nochmals mit 10 zu multiplizieren.
Für Amplitudenmessungen muß sich die Fein-Einstellung in
ihrer kalibrierten Stellung befinden. Unkalibriert kann die
Ablenkempfindlichkeit mindestens bis zum Faktor 2,5:1 verringert werden (siehe “Bedienelemente und Readout”). So
kann jeder Zwischenwert innerhalb der 1-2-5 Abstufung des
Teilerschalters eingestellt werden. Ohne Tastteiler sind damit
Signale bis 400Vss darstellbar (Ablenkkoeffizient auf 20V/cm,
Feineinstellung 2,5:1).
Mit den Bezeichnungen
H = Höhe in cm des Schirmbildes,
U = Spannung in Vss des Signals am Y-Eingang,
A = Ablenkkoeffizient in V/cm (VOLTS / DIV.-Anzeige)
läßt sich aus gegebenen zwei Werten die dritte Größe errechnen:
8
Änderungen vorbehalten
Die Grundlagen der Signalaufzeichnung
Alle drei Werte sind jedoch nicht frei wählbar. Sie müssen
innerhalb folgender Grenzen liegen (Triggerschwelle, Ablesegenauigkeit):
H zwischen 0,5cm und 8cm, möglichst 3,2cm und 8cm,
U zwischen 0,5mVss und 160Vss,
A zwischen 1mV/cm und 20V/cm in 1-2-5 Teilung.
Beispiel:
Eingest. Ablenkkoeffizient A = 50mV/cm (0,05V/cm),
abgelesene Bildhöhe H = 4,6cm,
gesuchte Spannung U = 0,05x4,6 = 0,23Vss
Eingangsspannung U = 5Vss,
eingestellter Ablenkkoeffizient A = 1V/cm,
gesuchte Bildhöhe H = 5:1 = 5cm
√
Signalspannung U = 230Veff x 2x
(Spannung >160Vss, mit Tastteiler 10:1 U = 65,1Vss),
gewünschte Bildhöhe H = mind. 3,2cm, max. 8cm,
maximaler Ablenkkoeffizient A = 65,1:3,2 = 20,3V/cm,
minimaler Ablenkkoeffizient A = 65,1:8 = 8,1V/cm,
einzustellender Ablenkkoeffizient A = 10V/cm
Die vorherigen Beispiele beziehen sich auf die Ablesung
mittels des Innenrasters der Strahlröhre, können aber wesentlich einfacher mit den auf ∆V -Messung geschalteten
Cursoren ermittelt werden (siehe “Bedienelemente undReadout”). Die Spannung am Y-Eingang darf 400V (unabhän-
gig von der Polarität) nicht überschreiten.
Ist das zu messende Signal eine Wechselspannung die einer
Gleichspannung überlagert ist (Mischspannung), beträgt der
höchstzulässige Gesamtwert beider Spannungen (Gleichspannung und einfacher Spitzenwert der Wechselspannung)
ebenfalls + bzw. -400V (siehe Abbildung). Wechselspannungen, deren Mittelwert Null ist, dürfen maximal 800Vss betragen.
Beim Messen mit Tastteilern sind deren höhere Grenzwerte
nur dann maßgebend, wenn DC-Eingangskopplung am
Oszilloskop vorliegt.
Mit der auf GD geschalteten Eingangskopplung und dem Y-POS.-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 vom Massepotential zahlenmäßig erfaßt werden sollen.
Gesamtwert der Eingangsspannung
Die gestrichelte Kurve zeigt eine Wechselspannung, die um
0 Volt schwankt. Ist diese Spannung einer Gleichspannung
überlagert (DC), so ergibt die Addition der positiven Spitze zur
Gleichspannung die maximal auftretende Spannung (DC + AC
Spitze).
Zeitwerte der Signalspannung
In der Regel handelt es sich in der Oszilloskopie um zeitlich
wiederkehrende 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 Zeitkoeffizienten
werden mit dem READOUT (Schirmbild) angezeigt und in
ms/cm, µs/cm und ns/cm angegeben.
Für Gleichspannungsmessungen bei AC-Eingangskopplung
gilt der niedrigere Grenzwert des Oszilloskopeingangs (400V).
Der aus dem Widerstand im Tastkopf und dem 1MΩ Ein-
gangswiderstand des Oszilloskops bestehende Spannungsteiler ist, durch den bei AC-Kopplung dazwischen geschalteten Eingangs-Kopplungskondensator, für Gleichspannungen
unwirksam. Gleichzeitig wird dann der Kondensator mit der
ungeteilten Gleichspannung belastet. Bei Mischspannungen
ist zu berücksichtigen, daß bei AC-Kopplung deren Gleichspannungsanteil ebenfalls nicht geteilt wird, während der
Wechselspannungsanteil einer frequenzabhängigen Teilung
unterliegt, die durch den kapazitiven Widerstand des
Koppelkondensators bedingt ist. Bei Frequenzen ≥40Hz kann
vom Teilungsverhältnis des Tastteilers ausgegangen werden.
Unter Berücksichtigung der zuvor erläuterten Bedingunge
können mit HAMEG-Tastteilern 10:1 Gleichspannungen bis
600V bzw. Wechselspannungen (mit Mittelwert Null) bis
1200Vss gemessen werden. Mit Spezialtastteilern 100:1(z.B.
HZ53) lassen sich Gleichspannungen bis 1200V bzw. Wechselspannungen (mit Mittelwert Null) bis 2400Vss messen. Allerdings verringert sich dieser Wert bei höheren Frequenzen
(siehe technische Daten HZ53). Mit einem normalen 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 oszilloskopiert werden, genügt auch der 10:1Tastteiler. Diesem ist dann noch ein entsprechend
Die folgenden Beispiele beziehen sich auf die Ablesung
mittels des Innenrasters der Strahlröhre, können aber wesentlich einfacher mit den auf ∆T- bzw. 1/∆T-(Frequenz)
Messung geschalteten Cursoren ermittelt werden (siehe“Bedienelemente und Readout”).
Die Dauer einer Signalperiode, bzw. eines Teils davon, ermittelt man durch Multiplikation des betreffenden Zeitabschnitts
(Horizontalabstand in cm) mit dem eingestellten Zeitkoeffizienten. Dabei muß die Zeit-Feineinstellung kalibriert
sein. Unkalibriert kann die Zeitablenkgeschwindigkeit mindestens um den Faktor 2,5:1 verringert werden. So kann jeder
Zwischenwert innerhalb der 1-2-5 Abstufung der Zeit-Ablenkkoeffizienten eingestellt werden.
Mit den Bezeichnungen
L= Länge in cm einer Periode (Welle) auf dem Schirmbild,
T = Zeit in s für eine Periode,
F = Folgefrequenz in Hz,
Z = Zeitkoeffizient in s/cm (TIME / DIV.-Anzeige)
und der Beziehung F = 1/T lassen sich folgende Gleichungen
aufstellen:
Änderungen vorbehalten
9
Die Grundlagen der Signalaufzeichnung
Alle vier Werte sind jedoch nicht frei wählbar. Sie sollten
innerhalb folgender Grenzen liegen:
L zwischen 0,2 und 10cm, möglichst 4 bis 10cm,
T zwischen 5ns und 5s,
F zwischen 0,5Hz und 100MHz,
Z zwischen 50ns/cm und 500ms/cm in 1-2-5 Teilung
(ohne X-Dehnung x10), und
Z zwischen 5ns/cm und 50ms/cm in 1-2-5 Teilung
(bei X-Dehnung x10).
Beispiele:
Länge eines Wellenzugs (einer Periode) L = 7cm,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 0,1µs/cm,
gesuchte Periodenzeit T = 7x0,1x10-6 = 0,7µs
gesuchte Folgefrequenz F = 1:(0,7x10-6) = 1,428MHz.
Zeit einer Signalperiode T = 1s,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 0,2s/cm,
gesuchte Länge L = 1:0,2 = 5cm.
Länge eines Brummspannung-Wellenzugs L = 1cm,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 10ms/cm,
gesuchte Brummfrequenz F = 1:(1x10x10-3) = 100Hz.
Bei einem eingestellten Zeitkoeffizienten von 5ns/cm ergäbe
das Bildbeispiel eine gemessene Gesamtanstiegszeit von
tges = 1,6cm x 5ns/cm = 8ns
Bei sehr kurzen Zeiten ist die Anstiegszeit des OszilloskopVertikalverstärkers und des evtl. benutzten Tastteilers geometrisch vom gemessenen Zeitwert abzuziehen. Die Anstiegszeit des Signals ist dann
TV-Zeilenfrequenz F = 15 625Hz,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 10µs/cm,
gesuchte Länge L = 1:(15 625x10-5) = 6,4cm.
Länge einer Sinuswelle L = min. 4cm, max. 10cm,
Frequenz F = 1kHz,
max. Zeitkoeffizient Z = 1:(4x103) = 0,25ms/cm,
min. Zeitkoeffizient Z = 1:(10x103) = 0,1ms/cm,
einzustellender Zeitkoeffizient Z = 0,2ms/cm,
dargestellte Länge L = 1:(103 x 0,2x10-3) = 5cm.
Länge eines HF-Wellenzugs L = 1cm,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 0,5µs/cm,
gedrückte Dehnungstaste X-MAG. (x 10) : Z = 50ns/cm,
gesuchte Signalfreq. F = 1:(1x50x10-9) = 20MHz,
gesuchte Periodenzeit T = 1:(20x106) = 50ns.
Ist der zu messende Zeitabschnitt im Verhältnis zur vollen
Signalperiode relativ klein, sollte man mit gedehntem Zeitmaß-
stab (X-MAG. x10) arbeiten. Durch Drehen des X-POS.Knopfes kann der interessierende Zeitabschnitt in die Mitte
des Bildschirms geschoben werden.
Das Systemverhalten einer Impulsspannung wird durch deren Anstiegszeit bestimmt. Impuls-Anstiegs-/Abfallzeiten
werden zwischen dem 10%- und 90%-Wert ihrer vollen
Amplitude gemessen.
Messung:
• Die Flanke des betr. Impulses wird exakt auf 5cm Schreibhöhe eingestellt (durch Y-Teiler und dessen Feineinstellung.)
• Die Flanke wird symmetrisch zur X- und Y-Mittellinie
positioniert (mit X- und Y-Pos. Einsteller).
• Die Schnittpunkte der Signalflanke mit den 10%- bzw.
90%-Linien jeweils auf die horizontale Mittellinie loten und
deren zeitlichen Abstand auswerten (T=LxZ,).
• Die optimale vertikale Bildlage und der Meßbereich für die
Anstiegszeit sind in der folgenden Abbildung dargestellt.
ta= √t
ges
2
- t
osc
2
2
- t
t
Dabei ist tges die gemessene Gesamtanstiegszeit, tosz die
vom Oszilloskop (HM1004-3: ca. 3,5ns) und tt die des Tastteilers, z.B. = 2ns. Ist tges größer als 34ns, kann die Anstiegszeit des Vertikalverstärkers vernachlässigt werden (Fehler
<1%).
Obiges Bildbeispiel ergibt damit eine Signal-Anstiegszeit von
2
ta= √8
- 3,52 - 22 = 6,9ns
Die Messung der Anstiegs- oder Abfallzeit ist natürlich nicht
auf die oben im Bild gezeigte Bild-Einstellung begrenzt. Sie ist
so nur besonders einfach. Prinzipiell kann in jeder Bildlage und
bei beliebiger Signalamplitude gemessen werden. Wichtig ist
nur, daß die interessierende Signalflanke in voller Länge, bei
nicht zu großer Steilheit, sichtbar ist und daß der Horizontalabstand bei 10% und 90% der Amplitude gemessen wird.
Zeigt die Flanke Vor- oder Überschwingen, darf man die 100%
nicht auf die Spitzenwerte beziehen, sondern auf die mittle-
ren Dachhöhen. Ebenso werden Einbrüche oder Spitzen
(glitches) neben der Flanke nicht berücksichtigt. Bei sehr
starken Einschwingverzerrungen verliert die Anstiegs- oder
Abfallzeitmessung allerdings ihren Sinn. Für Verstärker mit
annähernd konstanter Gruppenlaufzeit (also gutem Impulsverhalten) gilt folgende Zahlenwert-Gleichung zwischen Anstiegszeit ta (in ns) und Bandbreite B (in MHz):
Anlegen der Signalspannung
Ein kurzes Drücken der AUTO SET-Taste genügt, um automatisch eine sinnvolle, signalbezogene Geräteeinstellung zu
erhalten (siehe “AUTO SET”). Die folgenden Erläuterungen
beziehen sich auf spezielle Anwendungen, die eine manuelle
Bedienung erfordern. Die Funktion der Bedienelemente wird
im Abschnitt “Bedienelemente und Readout” beschrieben.
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Vorsicht beim Anlegen unbekannter Signale an den
Vertikaleingang!
Es wird empfohlen, möglichst immer mit Tastteiler zu messen! Ohne vorgeschalteten Tastteiler sollte als Signalkopplung
zunächst immer AC und als Ablenkkoeffizient 20V/cm einge-
Änderungen vorbehalten
Bedienelemente und Readout
stellt sein. Ist die Strahllinie nach dem Anlegen der Signalspannung plötzlich nicht mehr sichtbar, kann es sein, daß die
Signalamplitude viel zu groß ist und den Vertikalverstärker
total übersteuert. Dann ist der Ablenkkoeffizient zu erhöhen
(niedrigere Empfindlichkeit), bis die vertikale Auslenkung nur
noch 3-8cm hoch ist. Bei kalibrierter Amplitudenmessung und
mehr als 160 Vss großer Signalamplitude ist unbedingt ein
Tastteiler vorzuschalten. Ist die Periodendauer des Meßsignals
wesentlich länger als der eingestellte Zeit-Ablenkkoeffizient,
verdunkelt sich der Strahl. Dann sollte der Zeit-Ablenkkoeffizient vergrößert werden.
Die Zuführung des aufzuzeichnenden Signals an den Y-Eingang des Oszilloskops ist mit einem abgeschirmten Meßkabel
wie z.B. HZ32 und HZ34 direkt oder über einen Tastteiler 10:1
geteilt möglich. Die Verwendung der genannten Meßkabel an
hochohmigen Meßobjekten ist jedoch nur dann empfehlenswert, wenn mit relativ niedrigen, sinusförmigen Frequenzen
(bis etwa 50kHz) gearbeitet wird. Für höhere Frequenzen
muß die Meß-Spannungsquelle niederohmig, d.h. an den
Kabel-Wellenwiderstand (in der Regel 50Ω 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 50Ω Kabels wie z.B. HZ34
ist hierfür von HAMEG der 50Ω-Durchgangsabschluß HZ22
erhältlich. Vor allem bei der Übertragung von Rechtecksignalen
mit kurzer Anstiegszeit werden ohne Abschluß an den Flanken
und Dächern störende Einschwingverzerrungen sichtbar. Auch
höherfrequente (>100kHz) Sinussignale dürfen generell nur
impedanzrichtig abgeschlossen gemessen werden. Im allgemeinen halten Verstärker, Generatoren oder ihre Abschwächer
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. 2Watt belasten darf. Diese Leistung wird
mit 10Veff oder - bei Sinussignal - mit 28,3Vss erreicht. Wird
ein Tastteiler 10:1 oder 100:1 verwendet, ist kein Abschluß
erforderlich. In diesem Fall ist das Anschlußkabel direkt an
den hochohmigen Eingang des Oszilloskops angepaßt. Mit
Tastteiler werden auch hochohmige Spannungsquellen nur
geringfügig belastet (ca. 10MΩ II 12pF bzw. 100MΩ II 5pF bei
HZ53). Deshalb sollte, wenn der durch den Tastteiler auftretende Spannungsverlust durch eine höhere Empfindlichkeitseinstellung wieder ausgeglichen werden kann, nie ohne diesen gearbeitet werden. Außerdem stellt die Längsimpedanz
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
HZ54 (1:1 und 10:1) zu benutzen. Das erspart u.U. die
Anschaffung eines Oszilloskops mit größerer Bandbreite. Die
genannten Tastköpfe haben zusätzlich zur niederfrequenten
Kompensationseinstellung einen HF-Abgleich. Damit ist mit
Hilfe eines auf 1MHz umschaltbaren Kalibrators, z.B. HZ60,
eine Gruppenlaufzeitkorrektur an der oberen Grenzfrequenz
des Oszilloskops möglich. Tatsächlich werden mit diesen
Tastkopf-Typen Bandbreite und Anstiegszeit des Oszilloskops
kaum merklich geändert und die Wiedergabe-Treue der Signalform u.U. sogar noch verbessert. Auf diese Weise könnten
spezifische Mängel im Impuls-Übertragungsverhalten nachträglich korrigiert werden.
Wenn ein Tastteiler 10:1 oder 100:1 verwendet wird, muß bei
Spannungen über 400V immer DC-Eingangskopplung benutzt
werden.
Bei AC-Kopplung tieffrequenter Signale ist die Teilung nicht
mehr frequenzunabhängig. Impulse können Dachschräge
zeigen, Gleichspannungen werden unterdrückt - belasten
aber den betreffenden Oszilloskop-Eingangskopplungskondensator. Dessen Spannungsfestigkeit ist max. 400V (DC
+ Spitze AC). Ganz besonders wichtig ist deshalb die DCEingangskopplung bei einem Tastteiler 100:1, der meist eine
zulässige Spannungsfestigkeit von max. 1200V (DC + Spitze
AC) hat.
Zur Unterdrückung störender Gleichspannung darf aber ein
Kondensator entsprechender Kapazität und Spannungsfestigkeit vor den Tastteiler geschaltet werden (z.B. zur Brummspannungsmessung). Bei allen Tastteilern ist die zulässige
Eingangswechselspannung oberhalb von 20kHz frequenzabhängig begrenzt. Deshalb muß die Derating Curve des
betreffenden Tastteilertyps beachtet werden.
Wichtig für die Aufzeichnung kleiner Signalspannungen ist die
Wahl des Massepunktes am Prüfobjekt. Er soll möglichst
immer nahe dem Meßpunkt liegen. Andernfalls können evtl.
vorhandene Ströme durch Masseleitungen oder Chassisteile
das Meßergebnis stark verfälschen. Besonders kritisch sind
auch die Massekabel von Tastteilern. Sie sollen so kurz und
dick wie möglich sein.
Beim Anschluß des Tastteiler-Kopfes an eine BNC-Buchse
sollte ein BNC-Adapter benutzt werden. Damit werden Masse- und Anpassungsprobleme eliminiert.
Das Auftreten merklicher Brumm- oder Störspannungen im
Meßkreis (speziell bei einem kleinen Ablenkkoeffizienten)
wird möglicherweise durch Mehrfach-Erdung verursacht,
weil dadurch Ausgleichströme in den Abschirmungen der
Meßkabel fließen können (Spannungsabfall zwischen den
Schutzleiterverbindungen, verursacht von angeschlossenen
fremden Netzgeräten, z.B. Signalgeneratoren mit Störschutzkondensatoren).
Bedienelemente und Readout
Die folgenden Beschreibungen setzen voraus, daß die
Betriebsart “KOMPONENTEN TEST” abgeschaltet ist.
Bei eingeschaltetem Oszilloskop werden alle wichtigen Meßparameter-Einstellungen im Schirmbild angezeigt (Readout).
Die auf der großen Frontplatte befindlichen Leuchtdiodenanzeigen erleichtern die Bedienung und geben zusätzliche
Informationen. Endstellungen von Drehbereichen werden
durch ein akustisches Signal signalisiert.
Bis auf die Netztaste (POWER), die Kalibratorfrequenz-Taste
(CAL. 1kHz/1MHz), den FOCUS-Einsteller und den Strahldrehungs-Einsteller (TR), werden alle anderen Bedienelemente
elektronisch abgefragt. Alle elektronisch erfassten
Bedienfunktionen und ihre aktuellen Einstellungen können
daher gespeichert bzw. gesteuert werden. Die große Frontplatte ist, wie bei allen HAMEG-Oszilloskopen üblich, in Felder
aufgeteilt.
Oben rechts neben dem Bildschirm befinden sich,
oberhalb der horizontalen Linie, folgende Bedienelemente und Leuchtdiodenanzeigen:
Änderungen vorbehalten
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