HAMEG HM1500-2 User guide [de]

150 MHz
Analog-Oszilloskop
HM1500-2
Handbuch
Deutsch
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
Hersteller HAMEG Instruments GmbH KONFORMITÄTSERKLÄRUNG Manufacturer Industriestraße 6 DECLARATION OF CONFORMITY Fabricant D-63533 Mainhausen DECLARATION DE CONFORMITE
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die Konformität für das Produkt The HAMEG Instruments GmbH herewith declares conformity of the product HAMEG Instruments GmbH déclare la conformite du produit
Bezeichnung / Product name / Designation: Oszilloskop Oscilloscope Oscilloscope
Typ / Type / Type: HM1500-2
mit / with / avec: HO710, HZ200
Optionen / Options / Options: HO720, HO730, HO740
mit den folgenden Bestimmungen / with applicable regulations / avec les directives suivantes
EMV Richtlinie 89/336/EWG ergänzt durch 91/263/EWG, 92/31/EWG EMC Directive 89/336/EEC amended by 91/263/EWG, 92/31/EEC Directive EMC 89/336/CEE amendée par 91/263/EWG, 92/31/CEE
Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG ergänzt durch 93/68/EWG Low-Voltage Equipment Directive 73/23/EEC amended by 93/68/EEC Directive des equipements basse tension 73/23/CEE amendée par 93/68/CEE
Angewendete harmonisierte Normen / Harmonized standards applied / Normes harmonisées utilisées:
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
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 ist das von HAMEG beziehbare doppelt geschirmte Kabel HZ72 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 befi nden. Alle Signalleitungen sind grundsätzlich als abgeschirmte Leitungen (Koaxialkabel-RG58/U) zu verwenden. Für eine korrekte Masseverbindung muss Sorge getragen werden. Bei Signalgeneratoren
Sicherheit / Safety / Sécurité: EN 61010-1:2001 (IEC 61010-1:2001) Überspannungskategorie / Overvoltage category / Catégorie de surtension: II Verschmutzungsgrad / Degree of pollution / Degré de pollution: 2
Elektromagnetische Verträglichkeit / Electromagnetic compatibility / Compatibilité électromagnétique
EN 61326-1/A1 Störaussendung / Radiation / Emission: Tabelle / table / tableau 4; Klasse / Class / Classe B.
Störfestigkeit / Immunity / Imunitée: 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 fl uctuations and fl icker / Fluctuations de tension et du fl icker.
Datum /Date /Date
01. 06. 2007 Unterschrift / Signature / Signatur
Holger Asmussen Manager
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 Messaufbaus 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 –3dB Messbandbreite ist.
4.2 Schnelle Transienten / Entladung statischer Elektrizität 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.
HAMEG Instruments GmbH
2
Änderungen vorbehalten
Inhaltsverzeichnis
Konformitätserklärung 2
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung 2
150 MHz 2-Kanal Analog Oszilloskop HM1500-2 4
Technische Daten 5
Wichtige Hinweise 6
Symbole 6 Aufstellung des Gerätes 6 Sicherheit 6 Bestimmungsgemäßer Betrieb 6 CAT I 6 Räumlicher Anwendungsbereich 7 Umgebungsbedingungen 7 Gewährleistung und Reparatur 7 Wartung 7 Schutzschaltung 7 Netzspannung 7
Kurzbeschreibung der Bedienelemente 8
AUTOSET 21 Komponenten-Test 21 Datentransfer 23
Allgemeine Hinweise zum Menü 24
Menüeinblendungen und Hilfe (HELP) 24 Vorbemerkungen 24
Bedienelemente und Readout 25
Allgemeine Grundlagen 10
Art der Signalspannung 10 Größe der Signalspannung 10 Spannungswerte an einer Sinuskurve 10 Gesamtwert der Eingangsspannung 11 Zeitwerte der Signalspannung 11 Anlegen der Signalspannung 12
Inbetriebnahme und Voreinstellungen 13
Strahldrehung TR 13 Tastkopf-Abgleich und Anwendung 13 Abgleich 1 kHz 13 Abgleich 1 MHz 14
Betriebsarten der Vertikalverstärker 14
XY-Betrieb 15 Phasenvergleich mit Lissajous-Figur 15 Phasendifferenz-Messung im Zweikanal-Betrieb (Yt) 16 Messung einer Amplitudenmodulation 16
Triggerung und Zeitablenkung 17
Autom. Spitzenwert-Triggerung (MODE-Menü) 17 Normaltriggerung (Menü: MODE) 17 Flankenrichtung (Menü: FILTER) 17 Triggerkopplung (Menü: FILTER) 18 Video (TV-Signaltriggerung) 18 Bildsynchronimpuls-Triggerung 18 Zeilensynchronimpuls-Triggerung 19 Netztriggerung 19 Alternierende Triggerung 19 Externe Triggerung 19 Triggeranzeige 20 Holdoff-Zeiteinstellung 20 B-Zeitbasis (2. Zeitbasis) / Delay Triggerung 20
Änderungen vorbehalten
3
HM1500-2
2 Kanäle mit Ablenkkoeffizienten 1 mV/Div…20 V/Div
2 Zeitbasen: 5 ns/Div…0,5s/Div und 5 ns/Div…20ms/Div
Rauscharme Messverstärker, hohe Impulswiedergabetreue
Videotrigger: Bild- und Zeilenwahl, gerade und ungerade,
525/60 und 625/50
200 MHz 6-Digit Frequenzzähler,
Cursor und automatische Messungen
14 kV-Bildröhre mit hoher Schreibgeschwindigkeit, Readout,
Autoset, Verzögerungsleitung, lüfterlos
Save/Recall Speicher für Geräteeinstellungen
Hilfefunktionen, mehrsprachiges Menü
RS-232 Schnittstelle (nur Parameterabfragen und Steuerung)
150MHz Analog-Oszilloskop
HM1500-2
HM1500 2
Exzellente Aussteuereigen­schaften demonstriert mit einem 150 MHz Sinussignal
Lissajous Figur (XY-Betrieb)
199,994 MHz Sinussignal, gemessen mit internem Frequenzzähler
4
Änderungen vorbehalten
Technische Daten
150 MHz Analog-Oszilloskop HM1500-2
Alle Angaben bei 23 °C nach einer Aufwärmzeit von 30 Minuten.
Vertikalablenkung
Kanäle: 2 Betriebsarten: CH 1 (Kanal 1) oder CH 2 (Kanal 2) einzeln,
DUAL (CH 1 und CH 2 alternierend oder chop.), Addition
XY-Betrieb: CH 1 Invert: CH 1, CH 2 Bandbreite (-3dB): 2 x 0…150 MHz Anstiegszeit: ‹2,3ns Bandbreitenbegrenzung (zuschaltbar): ca. 20MHz (5mV/ Div…20 V/Div) Ablenkkoeffizienten (CH 1, 2): 14 kalibrierte Stellungen
1 mV…2 mV/Div: ± 5 % (0…10MHz (-3 dB)) 5 mV…20 V/Div: ±3 % (1-2-5 Schaltfolge) variabel (unkalibriert) › 2,5 :1 bis › 50 V/Div
Eingänge Kanal 1, Kanal 2: Eingangsimpedanz: 1 MΩ II 15 pF Eingangskopplung: DC, AC, GND (Ground) Max. Eingangsspannung: 400 V (DC + Spitze AC) Y-Verzögerungsleitung: 70 ns Messstromkreise: Messkategorie I Hilfseingang:
Funktion (wählbar): Extern Trigger, Z (Helltastung) Kopplung: AC, DC Max. Eingangsspg.: 100 V (DC + Spitze AC)
Triggerung
Automatic (Spitzenwert):
Min. Signalhöhe: 5mm Frequenzbereich: 10 Hz…250 MHz Leveleinstellbereich: von Spitze- zu Spitze+
Normal (ohne Spitzenwert)
Min. Signalhöhe: 5mm Frequenzbereich: 0…250 MHz
Leveleinstellbereich: -10…+10Div Betriebsarten: Flanke/Video Flankenrichtung: Steigend, fallend, beide Quellen: CH 1, CH 2, altern. CH 1/2 (8mm), Netz, extern Kopplung: AC: 10 Hz…250MHz
DC: 0 …250 MHz HF: 30 kHz…250 MHz LF: 0…5kHz
Noise Rej. zuschaltbar
Video: pos./neg. Sync. Impulse
Normen: 525 Zeilen/60 Hz Systeme
625 Zeilen/50 Hz Systeme
Halbbild: gerade/ungerade/beide
Zeile: alle/Zeilennummer wählbar
Quelle: CH 1, CH 2, Ext. Triggeranzeige: LED Ext. Trigger über: Zusatzeingang (0,3 Vss, 150 MHz) Kopplung: AC, DC Max. Eingangsspannung: 100 V (DC + Spitze AC)
2. Trigger
Min. Signalhöhe: 5mm
Frequenzbereich: 0…250 MHz
Kopplung: DC
Leveleinstellbereich: -10…+10Div
Horizontalablenkung
Betriebsarten: A, ALT (alternierend A/B), B Zeitkoeffizienten A: 50ns/Div…0,5 s/Div (1-2-5 Schaltfolge) Zeitkoeffizienten B: 50 ns/Div…20 ms/Div (1-2-5 Schaltfolge)
Genauigkeit A und B: ±3% X-Dehnung x10: bis 5 ns/Div
Genauigkeit: ±5% Variabler Zeitkoeffizient A/B: kontinuierlich 1:2,5 Hold-off Zeit: variabel 1:10 (LED-Anzeige) Bandbreite X-Verstärker: 0…3 MHz (-3dB) XY-Phasendifferenz ‹3°: ‹ 220kHz
Im Lieferumfang enthalten: Netzkabel, Bedienungsanleitung, 2 Tastköpfe 10:1 mit Teilungsfaktorkennung (HZ200), RS-232 Schnittstelle (HO710)
Optionales Zubehör:
HO720 Dual-Schnittstelle USB/ RS-232 HO730 Dual-Schnittstelle Ethernet/ USB HO740 Schnittstelle IEEE-488 (GPIB) HZ13 Schnittstellenkabel (USB) 1,8m HZ14 Schnittstellenkabel (seriell) 1:1 HZ20 Adapterstecker, BNC auf 4mm Bananenbuchse HZ33 Messkabel 50Ω, BNC /BNC, 0,5m HZ34 Messkabel 50Ω, BNC /BNC, 1m HZ45 19“ Einbausatz 4HE HZ51 Tastkopf 10:1 (150MHz) HZ52 Tastkopf 10:1 HF (250MHz) HZ53 Tastkopf 100:1 (100MHz) HZ56-2 Gleich-Wechselstrom-Messzange HZ70 Opto-Schnittstelle (mit Lichtleiterkabel) HZ72 IEEE-488 Schnittstellenkabel HZ100 Differenz-Tastkopf 20:1/200:1 HZ109 Differenz-Tastkopf 1:1/10:1 HZ115 Differenz-Tastkopf 100:1/1000:1 HZ154 Tastkopf 1:1/10:1 (10/100MHz) HZ350 Tastkopf mit Teilungsfaktorerkennung 10:1 (350MHz) HZ355 Slimline-Tastkopf mit automatischer Kennung 10:1 (500MHz) HZO20 Hochspannungstastkopf 1000:1 (400MHz) HZO30 Aktiver Tastkopf (1GHz) HZO50 AC/DC Stromzange 20A, DC…100 kHz HZO51 AC/DC Stromzange 1000A, DC…20 kHz
Bedienung/Messung/Schnittstellen
Bedienung: Autoset, Menü und Hilfsfunktionen (mehr-
sprachig)
Save/Recall (Geräteeinstellungen): 9 Signalanzeige: max. 4 Signalkurven
CH 1, 2 (Zeitbasis A) in Kombination mit CH 1, 2 (Zeitbasis B)
Frequenzzähler:
6 Digit Auflösung: ›1…250 MHz 5 Digit Auflösung: 0,5 Hz…1MHz Genauigkeit 50ppm
Auto Messfunktionen: Frequenz, Periode, U
dc
, Uss, Us+, U
s-
Cursor Messfunktionen: Δt, 1/Δt (f), ta, ΔU, U gegen GND,
Verhältnis X und Y
Auflösung Readout/Cursor: 1000 x 2000Punkte Schnittstellen: RS-232
1)
Optional: Dual-Schnittstelle USB/RS232, IEEE-488 (GPIB)
Dual-Schnittstelle Ehernet/USB
Anzeige
CRT: D14-375GH Anzeigefläche m. Innenraster: 8Div x 10 Div Beschleunigungsspannung: ca. 14kV
Verschiedenes
Komponententester:
Testspannung: ca. 7 V
eff
(Leerlauf), ca. 50 Hz
Teststrom: max. 7 mA
eff
(Kurzschluss)
Bezugspotenzial: Masse (Schutzleiter)
Probe ADJ Ausgang: 1kHz/1 MHz Rechtecksignal
(Tastkopfabgleich) 0,2 V
ss
(ta ‹ 4 ns)
Strahldrehung: elektronisch Netzanschluss: 105…253 V, 50/60 Hz ±10 %, CAT II Leistungsaufnahme: 37 Watt bei 230V, 50 Hz Schutzart: Schutzklasse I (EN61010-1) Arbeitstemperatur: +5...+40°C Lagertemperatur: -20...+70°C Rel. Luftfeuchtigkeit: 5…80% (ohne Kondensation) Abmessungen (B x H x T): 285 x 125 x 380 mm Gewicht: 5,6 kg
1)
Gerätesteuerung und Parameterabfrage, nicht jedoch Übertragung des CRT Inhaltes.
HM1500-2D/091109/ce · Änderung vorbehalten · © HAMEG Instruments GmbH®· DQS-zertifiziert nach DIN EN ISO 9001:2000, Reg. Nr.: DE-071040 QM
HAMEG Instruments GmbH · Industriestr. 6 · D-63533 Mainhausen · Tel +49 (0)6182 800 0 · Fax +49 (0)6182 800 100 · www.hameg.com · info@hameg.com
Änderungen vorbehalten
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Wichtige Hinweise
Wichtige Hinweise
Sofort nach dem Auspacken sollte das Gerät auf mechanische Beschädigungen und lose Teile im Inneren überprüft werden. Falls ein Transportschaden vorliegt, ist sofort der Lieferant zu informieren. Das Gerät darf dann nicht in Betrieb gesetzt werden.
Symbole
Bedienungsanleitung Hochspannung beachten
Hinweis Erde unbedingt beachten!
Aufstellung des Gerätes
Wie den Abbildungen zu entnehmen ist, lässt sich der Griff in verschiedene Positionen schwenken: A und B = Trageposition C = Waagerechte Betriebsstellung D und E = Betriebsstellungen mit unterschiedlichem Winkel F = Position zum Entfernen des Griffes T = Stellung für Versand im Karton (Griffknöpfe nicht ge-
rastet)
B
C
B
T
A
C
D
F
E
D
E
A
PUkT
PUOGkT
PUkT
ANALOG
PUOPFGkT
PUkT
HGOFFD
PUOPFGkT
PUOPFGkT
HGOPFFD
DIGITAL
MIXED SIGNAL
COMBISCOPE
PUkT
HM1508
PUOPFGkT
PUOPFGkT
PFGkT
PUkT
1 GSa · 1MB
PUkT
150 MHz
PUOPFGkT PUOPFGkT
PUOPFGkT
VOLTS/DIVV HGOPFFD
B
HAMEG
C O M B I S C O P E
PUk PUk
PUkT
PUkT
PUOPFGkT
PUOPFGkT
PUkT
PUOPF
PUOPF
PUkT
PUOPF
HGOPFFD
PUkT
PUkT
VOLTS/DIVV
VOLTS/DIVV
HGOPFFD
HGOPFFD
PUkT
PUOPFGkT
PUkT
HGOPFFD
PUkT
PUOPFGkT
PUk PUk
PUk PUk
PUOPFGkT
PGkT
PUkT PUkT
PUOPFGkT
PUOPFGkT
PUOPF PUOPF
PUOPFGkT
INPUTS
PUkTKl
PUkTKl
15pF
15pF
max
max
400 Vp
400 Vp
PUkT
Achtung!
Um eine Änderung der Griffposition vorzunehmen,
muss das Oszilloskop so aufgestellt sein, dass es nicht herunterfallen kann, also z.B. auf einem Tisch stehen. Dann müssen die Griffknöpfe zunächst auf beiden Seiten gleichzeitig nach Außen gezogen und in Richtung der gewünschten Position ge­schwenkt werden. Wenn die Griffknöpfe während des Schwenkens nicht nach Außen gezogen werden, können sie in die nächste Raststellung einrasten.
Entfernen/Anbringen des Griffs
Abhängig vom Gerätetyp kann der Griff in Stellung B oder F entfernt werden, in dem man ihn weiter herauszieht. Das An­bringen des Griffs erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Sicherheit
Dieses Gerät ist gemäß VDE 0411 Teil 1, Sicherheitsbestimmun­gen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte, gebaut, 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 den Bestimmungen der Schutzklasse I. Die berührbaren Metallteile sind gegen die Netzpole mit 2200 V Gleichspannung geprüft. Das Oszilloskop darf aus Sicherheitsgründen nur an vorschrifts­mäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden. Der Netzstecker muss eingeführt sein, bevor Signalstromkreise angeschlossen werden. Die Auftrennung der Schutzkontakt­verbindung ist unzulässig.
T
T
Die meisten Elektronenröhren generieren Gammastrahlen. 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).
Bestimmungsgemäßer Betrieb
ACHTUNG! Das Messgerät ist nur zum Gebrauch durch Perso­nen bestimmt, die mit den beim Messen elektrischer Größen verbundenen Gefahren vertraut sind. Aus Sicherheitsgründen darf das Oszilloskop nur an vorschrifts­mäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden. Die Auftrennung der Schutzkontaktverbindung ist unzulässig. Der Netzstecker muss eingeführt sein, bevor Signalstromkreise angeschlossen werden.
6
Änderungen vorbehalten
Wichtige Hinweise
CAT I
Dieses Oszilloskop ist für Messungen an Stromkreisen be­stimmt, die entweder gar nicht oder nicht direkt mit dem Netz verbunden sind. Direkte Messungen (ohne galvanische Tren­nung) an Messstromkreisen der Messkategorie II, III oder IV sind unzulässig! Die Stromkreise eines Messobjekts sind dann nicht direkt mit dem Netz verbunden, wenn das Messobjekt über einen Schutz-Trenntransformator der Schutzklasse II betrieben wird. Es ist auch möglich mit Hilfe geeigneter Wandler (z.B. Strom­zangen), welche die Anforderungen der Schutzklasse II erfüllen, quasi indirekt am Netz zu messen. Bei der Messung muss die Messkategorie – für die der Hersteller den Wandler spezifi ziert hat – beachtet werden.
Messkategorien
Die Messkategorien beziehen sich auf Transienten auf dem Netz. Transienten sind kurze, sehr schnelle (steile) Spannungs­und Stromänderungen, die periodisch und nicht periodisch auftreten können. Die Höhe möglicher Transienten nimmt zu, je kürzer die Entfernung zur Quelle der Niederspannungs­installation ist. Messkategorie IV: Messungen an der Quelle der Niederspan­nungsinstallation (z.B. an Zählern). Messkategorie III: Messungen in der Gebäudeinstallation (z.B. Verteiler, Leistungsschalter, fest installierte Steckdosen, fest installierte Motoren etc.). Messkategorie II: Messungen an Stromkreisen, die elektrisch direkt mit dem Niederspannungsnetz verbunden sind (z.B. Haushaltsgeräte, tragbare Werkzeuge etc.) Messkategorie I: Elektronische Geräte und abgesicherte Stromkreise in Geräten.
Räumlicher Anwendungsbereich
Das Oszilloskop ist für den Betrieb in folgenden Bereichen be­stimmt: Industrie-, Wohn-, Geschäfts- und Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe.
Umgebungsbedingungen
Die zulässige Umgebungstemperatur während des Betriebs reicht von +5 °C bis +40 °C. Während der Lagerung oder des Transports darf die Temperatur zwischen –20 °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.
Die Lüftungslöcher dürfen nicht abgedeckt
werden!
Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach einer Anwärmzeit von mind. 30 Minuten und bei einer Umgebungstemperatur zwischen 15 °C und 30 °C. Werte ohne Toleranzangabe sind Richtwerte eines durchschnittlichen Gerätes.
dabei fast jeder Frühausfall erkannt. Anschließend erfolgt ein umfangreicher Funktions- und Qualitätstest, bei dem alle Be­triebsarten und die Einhaltung der technischen Daten geprüft werden. Die Prüfung erfolgt mit Prüfmitteln, die auf nationale Normale rückführbar kalibriert sind.
Es gelten die gesetzlichen Gewährleistungsbestimmungen des Landes, in dem das HAMEG-Produkt erworben wurde. Bei Beanstandungen wenden Sie sich bitte an den Händler, bei dem Sie das HAMEG-Produkt erworben haben.
Nur für die Länder der EU:
Um den Ablauf zu beschleunigen, können Kunden innerhalb der EU die Reparaturen auch direkt mit HAMEG abwickeln. Auch nach Ablauf der Gewährleistungsfrist steht Ihnen der HAMEG Kundenservice für Reparaturen zur Verfügung.
Return Material Authorization (RMA): Bevor Sie ein Gerät an uns zurücksenden, fordern Sie bitte in jedem Fall per Internet: http://www.hameg.com oder Fax eine RMA-Nummer an. Sollte Ihnen keine geeignete Verpackung zur Verfügung stehen, so können Sie einen leeren Original­karton über den HAMEG-Service (Tel: +49 (0) 6182 800 500, E-Mail: service@hameg.com) bestellen.
Wartung
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% Entspan­nungsmittel) 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, fusselfreien Tuch nachzureiben. Nach der Reinigung sollte sie mit einer han­delsüblichen antistatischen Lösung, geeignet für Kunststoffe, behandelt werden. Keinesfalls darf die Reinigungsfl üssigkeit in das Gerät gelangen. Die Anwendung anderer Reinigungsmittel kann die Kunststoff- und Lackoberfl ächen angreifen.
Netzspannung
Das Gerät arbeitet mit 50 und 60 Hz Netzwechselspannungen im Bereich von 105 V bis 253 V. Eine Netzspannungsumschaltung ist daher nicht vorgesehen. Die Netzeingangssicherung ist von außen zugänglich. Netz­stecker-Buchse und Sicherungshalter bilden eine Einheit. Ein Auswechseln der Siche rung 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 befi ndet. Die Sicherung kann dann aus einer Halterung ge drückt und ersetzt werden. Der Sicherungshalter wird gegen den Federdruck einge­scho ben, bis er eingerastet ist. Die Verwendung ,,gefl ickter“ Sicherungen oder das Kurzschließen des Sicherungshalters ist unzulässig. Dadurch entstehende Schäden fallen nicht un ter die Gewährleistung.
Gewährleistung und Reparatur
HAMEG Geräte unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle. Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Produktion einen 10-stündigen „Burn in-Test“. Im intermittierenden Betrieb wird
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.
Änderungen vorbehalten
7
Kurzbeschreibung der Bedienelemente
Kurzbeschreibung der Bedienelemente
Die Seitenzahlen verweisen auf die ausführliche Beschreibung im Kapitel „Bedienelemente und Readout“!
Seite
1
POWER (Taste) – Netz, Ein/Aus 25
Seite
18
SOURCE (Taste) 32
Menüaufruf der wählbaren Triggerquellen (z.B. CH1, CH2,
2
INTENS (Dreh-Knopf) 25
Alt. 1/2, Extern, Netz).
Helligkeitseinstellung für den Kathodenstrahl und
andere Funktionen, wenn das Drehknopf-Symbol angezeigt wird.
3
FOCUS, TRACE, MENU (Taste) 25
Menüaufruf mit Readoutanzeige, ermöglicht die
Änderung diverser Einstellungen (z.B. Focus, Strahl­drehung etc.) mit INTENS
2
.
4
CURSOR MEASURE (Taste) 26
Menüaufruf mit Auswahl von Cursor-Messungen und
deren Aktivierung.
5
SAVE/RECALL (Taste) 27
Menü bietet Zugriff auf den Geräteeinstellungs-Speicher.
19
TRIG’d (LED) 33
Anzeige leuchtet, wenn das Triggersignal die Trigger-
bedingungen erfüllt.
20
NORM (LED) 33
Anzeige leuchtet, wenn Normal-Triggerung vorliegt.
21
HOLD OFF (LED) 33
Anzeige leuchtet, wenn im HOR-Menü
abweichende Holdoff-Zeit eingestellt ist.
22
X-POS / DELAY (Taste) 33
Menüaufruf und farbig leuchtende Anzeige der hier
bestimmten aktuellen Funktion des HORIZONTAL-Dreh­knopfs (bei X-POS dunkel).
6
SETTINGS (Taste) 27
Menü mit Allgemein- und Spracheinstellungen.
23
HORIZONTAL (Drehknopf) 33
Ändert die X-Position bzw. die Verzögerungszeit der
7
AUTOSET (Taste) 27
Ermöglicht eine sinnvolle, signalbezogene, automatische
Geräteeinstellung.
B-Zeitbasis.
24
TIME/DIV · VAR (Drehknopf) 33
Einsteller für Ablenkkoeffi zient Zeitbasis A und B sowie
8
HELP (Taste) 28
Schaltet Hilfetexte zu Bedienelementen und Menüs ein/
aus.
Zeit-Feinsteller (VAR).
25
MAG x10 (Taste) 34
Im Yt-Betrieb (Zeitbasis) erfolgt die Dehnung der X-Achse
9
POSITION 1 (Drehknopf) 28
Positionsänderungen der aktuell vorliegenden Funktion
11
:
Signal, Cursor und Strahltrennung (Trace Separation).
10
POSITION 2 (Drehknopf) 28
Positionsänderungen der aktuell vorliegenden
Funktion
11
CH 1/2–CURSOR–TRACE SEP (Taste) 29
11
: Signal und Cursor.
Menüaufruf und farbige Anzeige der hier bestimmten ak-
tuellen Funktion von POSITION 1 und 2 (bei CH1/2 dunkel).
12
VOLTS/DIV - VAR (Drehknopf) 29
Kanal 1 Y-Ablenkkoeffi zient-, Y-Fein-(VAR) -Einsteller.
um den Faktor 10, mit gleichzeitiger Änderung der Ablenk­koeffi zienten-Anzeige.
26
HOR VAR (Taste) 34
Menüaufruf: Zeitbasen A und B, B-Triggerung,
Zeit-Feinsteller und Holdoff-Zeit.
27
CH1 VAR (Taste) 35
Menüaufruf Kanal 1: Eingangskopplung (AC, DC, GND),
Invertierung, Tastteiler und Y-Feinsteller.
28
VERT/XY (Taste) 37
Menüaufruf mit nachfolgender Vertikalbetriebsarten-
Wahl bzw. Additions und XY-Betrieb, sowie Bandbreiten­begrenzung.
13
VOLTS/DIV - VAR (Drehknopf) 29
Kanal 2 Y-Ablenkkoeffi zient-, Y-Fein-(VAR) -Einsteller.
29
CH2 VAR (Taste) 37
Menüaufruf Kanal 2: Eingangskopplung (AC, DC, GND),
14
AUTO MEASURE (Taste) 29
Menüaufruf mit Untermenüs für automatische Messun-
gen und deren Aktivierung.
Invertierung, Tastteiler und Y-Feinsteller.
30
Input CH1 (BNC-Buchse) 39
Signaleingang Kanal 1 und Eingang für Horizontalablen-
15
LEVEL A/B (Drehknopf) 30
kung im XY-Betrieb.
Triggerpegel-Einstellung für A- und B-Zeitbasis
16
MODE (Taste) 31
Menüaufruf der wählbaren Triggerarten.
17
FILTER (Taste) 31
Menüaufruf der wählbaren Triggerfi lter (Kopplung),
Rauschunterdrückung und Triggerfl ankenrichtungen.
31
Input CH2 (BNC-Buchse) 39
Signaleingang Kanal 2 und Eingang für Vertikalablenkung
im XY-Betrieb.
32
AUX (Taste) 39
Menüaufruf des Eingangs AUXILIARY INPUT für die exter-
ne Triggerung, Aktivieren des Eingangs für Helligkeits-
26
eine von 0%
8
Änderungen vorbehalten
Kurzbeschreibung der Bedienelemente
COMP.
TESTER
POWER
PROBE
ADJ
ANALOGSCOPE
Instruments
MENUMENU
OFFOFF
VAR VA R VAR x1 0
FOCUS TRACE
VOLTS / DIV
VAR
VOLTS / DIV
VAR
TIME / DIV
VAR
X-POS
INTENS
!
LEVEL A/B
MENU
AUX
AUXILIARY INPUT
HORIZONTAL
INPUTS
1MΩII15pF
max
400 Vp
CAT I
!
CAT I
!
DELAY
TRACE
SEP
CH 1/2
CURSOR
SAVE/
RECALL
AUTOS ET
SETTINGS HELP
POSITION 1 POSITION 2
VERT/XY
HM1500-2
ANALOG
OSCILLOSCOPE
150 MHz
TRIGGER
MODE
FILTER
SOURCE
TRIG ’d
NORM
HOLD OFF
AUTO
MEASURE
CURSOR
MEASURE
TRIG. EXT. / Z-INP.
CH 1 CH 2
X-INP
CH 1 CH 2 HOR MAG
1MΩ II
15pF
max
100 Vp
20 V 1 mV 20 V 1 mV
0.5s 50ns
POWERPOWER
MENUMENU
OFFOFF
1 2 3 4 5 876
15
9
11
10
13
12
22
23
16
19
17
20
24
18
14
27 30 28 29 31 32 3337
modulation (Z), wenn die externe Triggerung abgeschaltet ist.
33
AUXILIARY INPUT (BNC-Buchse) 39
Eingang für externe Triggersignale oder Helligkeits-
modulation (Z).
34
PROBE / ADJ (Buchse) 39
Ausgang mit Rechtecksignal zur Frequenz-Kompen-
sation von 10:1 teilenden Tastköpfen.
35
PROBE / COMPONENT (Taste) 39
Menüaufruf für Ein- oder Ausschalten des COMPO-
NENT-Tester, Frequenzwahl des Signals an PROBE ADJ, Information über Geräte Hard- und Software sowie die Schnittstelle (Geräterückseite) falls installiert.
36
Anschluss der Testkabel für den Componenten-Tester.
37
Schaltet die Menüanzeige ab oder schaltet eine Menüebene
21
25
26
36 35 34 37
COMPONENT TESTER (2 Buchsen mit Ø 4 mm ) 39
Linke Buchse ist galvanisch mit dem Netzschutzleiter verbunden.
MENU OFF (Taste) 39
zurück.
Änderungen vorbehalten
9
Allgemeine Grundlagen
Allgemeine Grundlagen
Art der Signalspannung
Das Oszilloskop HM1500-2 erfasst im Echtzeitbetrieb praktisch alle sich periodisch wiederholenden Signalarten (Wechselspan­nungen) mit Frequenzen bis mindestens 150 MHz (–3 dB) und Gleichspannungen.
Der Vertikalverstärker ist so ausgelegt, dass die Übertragungs­güte nicht durch eigenes Überschwingen beeinfl usst 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. 70 MHz zunehmender Messfehler zu berücksichtigen, der durch Verstärkungsabfall bedingt ist. Bei ca. 100 MHz beträgt der Abfall etwa 10%, der tatsächliche Spannungswert ist dann ca. 11% größer als der angezeigte Wert. Wegen der differierenden Bandbreiten der Vertikalverstärker (–3 dB zwischen 150 MHz und 170 MHz) ist der Messfehler nicht ganz exakt defi nierbar.
Bei sinusförmigen Vorgängen liegt die –6 dB Grenze für den HM1500-2 bei 220 MHz.
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 (ca. 5 bis 10 mal), als die obere Grenzfrequenz des Vertikalverstärkers. Bei der Auswertung solcher Signale ist dieser Sachverhalt zu berück­sichtigen.
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.
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.
Die gewählte Eingangskopplung wird im 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 V
-Wert (Volt-Spitze-Spitze)
ss
verwendet. Letzterer entspricht den wirklichen Potential­verhältnissen zwischen dem positivsten und negativsten Punkt einer Spannung, so wie sie auf dem Bildschirm angezeigt wird.
Will man eine auf dem Oszilloskopschirm aufgezeichnete si­nusförmige Größe auf ihren Effektivwert umrechnen, muss der sich in V Umgekehrt ist zu beachten, dass in V mige Spannungen den 2,83fachen Potentialunterschied in V
ergebende Wert durch 2 x 2 = 2,83 dividiert werden.
ss
angegebene sinusför-
eff
ss
haben. Die Beziehungen der verschiedenen Spannungsgrößen sind aus der nachfolgenden Abbildung ersichtlich.
Spannungswerte an einer Sinuskurve
V
s
V
eff
V
mom
V
ss
Fernseh-Video-Signale (FBAS-Signale) sind mit Hilfe des ak­tiven TV-Sync-Separators leicht triggerbar.
Die zeitliche Aufl ösung ist unproblematisch. Beispielsweise wird bei 100 MHz und der kürzesten einstellbaren Ablenkzeit (5 ns/cm) eine Signalperiode über 2 cm geschrieben.
Für den wahlweisen Betrieb als Wechsel- oder Gleichspan­nungsverstärker kann jeder Vertikalverstärker-Eingang mit AC- oder DC-Kopplung betrieben werden (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. 1,6 Hz für –3 dB). 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.
10
Änderungen vorbehalten
V
= Effektivwert; Vs = einfacher Spitzenwert;
eff
V
= Spitze-Spitze-Wert;
ss
V
= Momentanwert (zeitabhängig)
mom
Die minimal erforderliche Signalspannung am Y-Eingang für ein 1 cm hohes Bild beträgt 1 mV
(±5%), wenn mit dem READ-
ss
OUT (Schirmbild) der Ablenkkoeffi zient 1 mV angezeigt wird und die Feineinstellung kalibriert ist. Es können jedoch auch noch kleinere Signale aufgezeichnet werden. Die möglichen Ablenkkoeffi zienten sind in mV
/cm oder Vss/cm angegeben.
ss
Mit Hilfe der Cursor ist die Größe der Signalspannung – unter automatischer Berücksichtigung des Tastteilers – ermittel­bar und wird mit dem Readout angezeigt. Bei Tastteilern mit Teilungsfaktor-Kennung erfolgt die Berücksichtigung auto­matisch und mit höherer Priorität als die ebenfalls mögliche, manuelle Teilungsfaktorbestimmung. Der Ablenkkoeffi zient wird im Readout unter Berücksichtigung des Teilungsfaktors angezeigt.
Für Amplitudenmessungen muss sich die Feineinstellung in ihrer kalibrierten Stellung befi nden. Unkalibriert kann die Ablenkempfi ndlichkeit kontinuierlich verringert werden (siehe „Bedienelemente und Readout”). So kann jeder Zwischenwert
Allgemeine Grundlagen
innerhalb der 1-2-5 Abstufung des Teilerschalters eingestellt werden. Ohne Tastteiler sind damit Signale bis ca. 400 V
ss
darstellbar (Ablenkkoeffi zient 20 V/cm x Feineinstellung 2,5:1 x Rasterhöhe 8 cm).
Soll die Größe der Signalspannung ohne die Cursor ermittelt werden, genügt es ihre in cm ablesbare Signalhöhe mit dem an­gezeigten (kalibrierten) Ablenkkoeffi zienten zu multiplizieren.
Ohne Tastteiler darf die Spannung am Y-Eingang
400 V (unabhängig 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. –400 V. Wechselspannungen, deren Mittelwert Null ist, dürfen maximal 800 V
betragen.
ss
Beim Messen mit Tastteilern sind deren mögli-
cherweise höheren Grenzwerte nur dann maßge­bend, wenn DC-Eingangskop plung am Oszilloskop vorliegt.
Liegt eine Gleichspannung am Eingang an und ist die Eingangskopplung auf AC geschaltet, gilt der niedrigere Grenzwert des Oszilloskopeingangs (400 V). Der aus dem Wi­derstand im Tastkopf und dem 1MΩ Eingangswiderstand 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 40 Hz kann vom Teilungsverhältnis des Tastteilers ausgegangen werden.
Unter Berücksichtigung der zuvor erläuterten Bedingungen, können mit HAMEG 10:1 Tastteilern des Typs HZ200 Gleich­spannungen bis 400 V bzw. Wechselspannungen (mit Mittel­wert Null) bis 800 V
gemessen werden. Mit Spezialtastteilern
ss
100:1 (z.B. HZ53) lassen sich Gleichspannungen bis 1200 V bzw. Wechselspannungen (mit Mittelwert Null) bis 2400 V
messen.
ss
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 10:1-Tastteiler. Diesem ist dann noch ein entsprechend hochspannungsfester Konden­sator (etwa 22 – 68 nF) vorzuschalten.
Mit der auf GND geschalteten Eingangskopplung und dem PO­SITION-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
Spannung
Spitze
AC
DC
DC + AC
DC
AC
Spitze
= 400 V
max
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 Zeitkoeffi zienten werden mit dem READOUT (Schirmbild) angezeigt und in ms/ cm, μs/cm und ns/cm angegeben (1cm entspricht 1 DIV. auf dem Innenraster der Strahlröhre). In Verbindung mit den auf
t- bzw. 1/ t- (Frequenz) Messung geschalteten Cursor, lässt sich die Periodendauer bzw. die Frequenz des Signals einfach ermitteln.
Soll die Dauer eines Signals ohne die Cursor ermittelt werden, genügt es seine in cm 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 zweiter Zeitbasis oder gedehntem Zeitmaßstab (MAG x10) arbeiten.
Durch Drehen des HORIZONTAL-Drehknopfes 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.
Das folgende Beispiel bezieht sich auf die Ablesung mittels des Innenrasters der Strahlröhre. Es kann aber auch wesentlich einfacher mit Hilfe der auf Anstiegszeit-Messung geschalteten Cursor gemessen werden.
Messung:
– Die Flanke des betr. Impulses wird exakt auf 5cm Schreib-
höhe eingestellt (durch Y-Teiler und dessen Feineinstel­lung).
– Die Flanke wird symmetrisch zur X- und Y-Mittellinie posi-
tioniert (mit X- und Y-Pos. Einsteller).
– Die Schnittpunkte der Signalfl anke mit den 10%- bzw. 90%-
Linien jeweils auf die horizontale Mittellinie loten und deren zeitlichen Abstand auswerten.
Änderungen vorbehalten
11
Allgemeine Grundlagen
100%
90%
5 cm
10%
0%
t
ges
Bei einem eingestellten Zeitkoeffi zienten von 5ns/cm ergäbe das Bildbeispiel eine gemessene Gesamtanstiegszeit von:
t
ges = 1,6 cm x 5 ns/cm = 8 ns
Bei sehr kurzen Zeiten ist die Anstiegszeit des Oszilloskop-Ver­tikalverstärkers und des evtl. benutzten Tastteilers geometrisch vom gemessenen Zeitwert abzuziehen. Die Anstiegszeit des Signals ist dann
2
2
Dabei ist t
ta= t
ges
– t
ges
die gemessene Gesamtanstiegszeit, t
osc
– t
2
t
die vom
osz
Oszilloskop (beim HM1500-2 ca. 2,3 ns) und tt die des Tastteilers, z.B. = 2 ns. Ist t
größer als 22 ns, kann die Anstiegszeit des
ges
Vertikalverstärkers vernachlässigt werden (Fehler <1%).
Obiges Bildbeispiel ergibt damit eine Signal-Anstiegszeit von:
ta= 82 - 2,32 - 22 = 7,4 ns
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 Signalfl anke 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 mittleren Dachhöhen. Ebenso werden Einbrüche oder Spitzen 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):
350 350 t
=
——
a
B t
B =
——
a
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 und Readout” beschrieben.
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 Ablenkkoeffi zient 20 V/cm eingestellt 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 völlig über­steuert. Dann ist der Ablenkkoeffi zient zu erhöhen (niedrigere Empfi ndlichkeit), bis die vertikale Auslenkung nur noch 3 bis 8 cm hoch ist. Bei kalibrierter Amplitudenmessung und mehr als 160 V
großer Signalamplitude ist unbedingt ein Tastteiler
ss
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 Einschwing­verzerrungen sichtbar. Auch höherfrequente (>100 kHz) 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. 1 Watt belasten darf. Diese Leistung wird mit 7 V oder – bei Sinussignal – mit 19,7 V
erreicht.
ss
eff
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. 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 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 mitgelieferten Tastköpfe HZ200 (10:1 mit automatischer Teilungsfaktor-Kennung) zu benutzen. HZ200 hat zusätzlich zur niederfrequenten Kompensationseinstellung 2 HF-Abgleichpunkte. Damit ist mit Hilfe eines auf 1 MHz um­schaltbaren Kalibrators eine Gruppenlaufzeitkorrektur an der oberen Grenzfrequenz des Oszilloskops möglich. Tatsächlich werden mit diesem Tastkopf-Typ Bandbreite und Anstiegszeit des Oszilloskops kaum merklich geändert und die Wiederga-
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Änderungen vorbehalten
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