Allgemeines .................................................... T 1
Strahlröhre: Helligkeit und Schärfe,
Linearität, Rasterverzeichnung ........................ T 1
Astigmatismuskontrolle .................................. T 1
Symmetrie und Drift des Vertikalverstärkers.. T 1
Kalibration des Vertikalverstärkers.................. T 1
Übertragungsgüte des Vertikalverstärkers...... T 2
St.170698/hüb/goRR
M11
Inhaltsverzeichnis
Oszilloskop
D
Betriebsarten: CH.I/II, DUAL, ADD, CHOP.,
INVERT- und XY-Betrieb.............................. T 2
Kontrolle Triggerung........................................ T 3
Zeitablenkung ................................................. T 3
Hold-Off-Zeit ................................................... T 4
Komponenten-Tester ...................................... T 4
Korrektur der Strahllage .................................. T 4
Service-Anleitung
Allgemeines .................................................... S 1
Öffnen des Gerätes ........................................ S 1
Betriebsspannungen ....................................... S 1
Maximale und minimale Helligkeit .................. S 1
Astigmatismus................................................ S 1
Triggerschwelle .............................................. S 2
Fehlersuche im Gerät ..................................... S 2
Austausch von Bauteilen ................................ S 2
Abgleich .......................................................... S 2
Kurzanleitung ....................................................... K 1
Bedienungselemente
mit Frontbild ..................................................... K 2
HM 303
-4
Änderungen vorbehalten
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
DECLARATION OF CONFORMITY
DECLARATION DE CONFORMITE
Name und Adresse des HerstellersHAMEG GmbH
Manufacturer´s name and addressKelsterbacherstraße 15-19
Nom et adresse du fabricantD - 60528 Frankfurt
HAMEG S.a.r.l.
5, av de la République
F - 94800 Villejuif
Die HAMEG GmbH / HAMEG S.a.r.l bescheinigt die Konformität für das Produkt
The HAMEG GmbH / HAMEG S.a.r.l herewith declares conformity of the product
HAMEG GmbH / HAMEG S.a.r.l déclare la conformite du produit
®
Instruments
Bezeichnung / Product name / Designation:
Typ / Type / Type:
mit / with / avec:
Optionen / Options / Options:
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
EN 61000-4-2: 1995 / IEC (CEI) 1000-4-2: 1995 / VDE 0847 T4-2:Prüfschärfe / Level / Niveau = 2
EN 61000-4-4: 1995 / IEC (CEI) 1000-4-4: 1995 / VDE 0847 T4-4:Prüfschärfe / Level / Niveau = 3
EN 50081-1: 1992 / EN 55011: 1991 / CISPR11: 1991 / VDE0875 T11: 1992
Gruppe / group / groupe = 1, Klasse / Class / Classe = B
Datum /Date /DateUnterschrift / Signature /Signatur
14.12.1995
Dr. J. Herzog
.
Technical Manager
Directeur Technique
Technische Daten
Vertikal-Ablenkung
Betriebsarten: Kanal I oder II einzeln,
Kanal I und Kanal II alternierend oder chop.,
(Chopperfrequenz ca. 0,5MHz)
Summe oder Differenz von KI und KII,
(beide Kanäle invertierbar),
XY-Betrieb: über Kanal I und Kanal II
Frequenzbereich: 2xDC bis 30MHz (−3dB)
Anstiegszeit: <12ns
Überschwingen: ≤ 1%
Ablenkkoeffizienten: 12 kalibrierte Stellungen
von 5mV/cm bis 20V/cm (1-2-5 Teilung)
variabel 2,5:1 bis mindestens 50V/cm
Genauigkeit der kalibrierten Stellungen: ±3%
Y-Dehnung x5 (kalibriert) bis 1mV/cm ±5%
im Frequenzbereich 0 - 10MHz (–3dB)
Eingangsimpedanz: 1MΩ II 20pF
Eingangskopplung: DC-AC-GD (Ground)
Eingangsspannung: max. 400V (DC + Spitze AC)
Triggerung
Automatik (Spitzenwert):Normal mit Level-Einstellung: DC-
LED-Anzeige für Triggereinsatz
Flankenrichtung: positiv oder negativ,
Alternierende Triggerung von KI und KII,
Quellen: Kanal I, Kanal II, Netz, extern
Kopplung: AC (10Hz bis 100MHz),
Extern: ≥0,3V
Aktiver TV-Sync-Separator (pos. und neg.)
DC (0 bis 100MHz),
LF (0 bis 1,5kHz)
ss
<20Hz-100MHz
>
100MHz (≤5mm)
von 30Hz bis 30MHz
(≤5mm)
Horizontal-Ablenkung
Zeitkoeffizienten: 20 kalibrierte Stellungen
von 0,2s/cm - 0,1µs/cm mit 1-2-5 Teilung
Genauigkeit der kalibrierten Stellungen: ±3%
variabel 2.5:1 bis max. 0.5s/cm
mit X-Mag. x10 bis 10ns/cm, ±5%
Holdoff: variabel bis ca. 10:1
Bandbreite X-Verstärker: 0-3MHz (−3dB)
Eingang X-Verstärker über Kanal II,
Empfindlichkeiten wie Kanal II
X-Y Phasendifferenz: <3° unter 220kHz
Komponententester
Testspannung: ca. 6V
Teststrom: ca. 5mA
Testfrequenz: ca. 50Hz
Testkabelanschluß: 2 Steckbuchsen 4mm ∅
Prüfkreis liegt einpolig an Masse (Schutzleiter)
(Leerlauf)
eff
(Kurzschluß)
eff
Verschiedenes
Röhre: D14-364GY/123 oder ER151-GH/-,
Rechteckform (8x10cm), Innenraster
Beschleunigungsspannung: ca. 2000V
Strahldrehung: auf Frontseite einstellbar
Kalibrator: Rechteckgenerator (t
≈1kHz / 1MHz; Ausgang: 0,2V ±1% und 2V
Netzanschluß: 100-240V ~±10%, 50/60Hz
Leistungsaufnahme: ca. 36 Watt bei 50Hz
Zul. Umgebungstemperatur: 0°C...+40°C
Schutzart: Schutzklasse I (IEC1010-1/VDE 0411)
Gewicht: ca. 5,6kg, Farbe: techno-braun
Gehäuse: B 285, H 125, T 380 mm
Mit verstellbarem Aufstell-Tragegriff
<4ns)
a
30MHz Standard Oszilloskop HM 303
,
Vertikal: 2 Kanäle, 5mV – 50V/cm, mit Dehnung x5 ab 1mV/cm
Zeitbasis: 0.5s – 0,1µs/cm, mit Dehnung x10 bis 10ns/cm
Triggerung: DC – 100MHz, TV-Sync-Separator, Altern. Triggerung
Komponenten-Tester, 1kHz/1MHz Kalibrator, Overscan-Anzeige
Der neue HM303 ist der Nachfolger des bisher weltweit mehr als 180000mal
verkauften HM203. Wesentliche Neuerungen betreffen vor allem die Erhöhung der
Bandbreite von 20 auf 30MHz, die Erweiterung des horizontalen Ablenkbereiches
bis max. 10ns/cm und eine nochmalige Verbesserung der schon seit Jahren
einzigartigen Triggerung. In seiner jetzigen Ausführung eignet sich der HM303 für
die Darstellung von Signalen im Frequenzbereich von DC bis ca. 100 MHz.
Ein wesentliches Qualitätsmerkmal dieses Oszilloskops ist vor allem die hohe
Übertragungsgüte der Meßverstärker mit max. 1% Überschwingen. Damit diese
– von der Tastspitze bis zum Bildschirm – ständig kontrollierbar ist, besitzt der
HM303 als erster seiner Preisklasse einen Kalibrator mit geringer Anstiegszeit.
Eine "Overscan-Anzeige" gehört ebenfalls zum Standard.
Wirklich außergewöhnlich ist die Triggerung des HM303. Bereits ab 5mmBildhöhe kann sie noch Signale bis über 100MHz triggern. Für die exakte
Darstellung von TV-Signalen wird ein aktiver Sync-Separator verwendet. In
alternierender Betriebsart ist auch die Triggerung von zwei Signalen mit unterschiedlicher Frequenz möglich. Wie sein Vorgänger ist das Gerät ebenfalls mit dem
bewährten Komponententester ausgestattet. Seine Meßspannung ist jetzt
amplitudenstabilisiert. Vorbildlich ist auch die Stromversorgung. Das eingebaute
Schaltnetzteil arbeitet ohne Netzspannungsumschaltung immer mit dem
geringstmöglichen Leistungsverbrauch. Gegen magnetische Einwirkungen von
außen ist die Strahlröhre des HM303 mit Mumetall abgeschirmt.
Alles in allem hat HAMEG mit diesem Gerät wieder einmal Maßstäbe gesetzt,
die entsprechend seinem Preis-/Leistungs-Standard einfach beispiellos sind.
Kenner werden von den Eigenschaften des neuen HM303 begeistert sein.
Foto: 1MHz Rechteck-Signal
Foto: 50MHz und 100MHz Sinus-Signal
mit alternierender Triggerung
Das Prinzip dieser Gleich-/Wechselstrom-Meßzange basiert auf
einem Halleffekt-Sensor. Über einen weiten Frequenzbereich
sind Ströme von 1mA bis 30A Spitzenwert messbar. Auch bei
komplexen Kurvenformen wird eine hohe Meßgenauigkeit erreicht. Die Spannung am Ausgang ist proportional zum gemessenen Strom und ideal zur Darstellung auf einem Oszilloskop geeignet. Die Sicherheitsnormen nach IEC 1010 werden eingehalten.
HZ20Übergang BNC auf 4mm Buchsen
HZ2250Ω-Durchgangsabschluß
HZ232:1 Vorteiler, BNC-Stecker/BNC-Buchse (nur für Servicezwecke)
HZ24Dämpfungsglieder 50Ω; 3/6/10/20dB; 1GHz, 0.5W (4Stück)
HZ51
Meßkabel
HZ32Meßkabel BNC/Banane, 1m
HZ33Meßkabel BNC/BNC, 50Ω, 0.5m
HZ33SMeßkabel BNC/BNC, isoliert, 50Ω, 0.5m
HZ33WMeßkabel BNC/BNC-Winkelstecker, 50Ω, 0.5m
HZ34Meßkabel BNC/BNC, 50Ω, 1m
HZ34SMeßkabel BNC/BNC, isoliert, 50Ω, 1m
HZ72SIEEE-488-Bus-Kabel, Länge 1m. Doppelt geschirmt
HZ72LIEEE-488-Bus-Kabel, Länge 1,5m. Doppelt geschirmt
HZ84Drucker-Anschlußkabel (HD148) für HM205, HM408 und HM1007
HZ84-2Drucker-Anschlußkabel (HD148) für HM305
Tastteiler mit HF-Abgleich
Teiler-Maximale
TypBandbreite Anstiegszeit Eingangsimpedanz
verhältnisEingangsspannung
HZ36 1:1/10:1 10/100MHz<35/3.5ns1/10MΩ II 57/12pF (10:1) 600V (DC+peak AC)
HZ5110:1150MHz<2.4ns10MΩII12pF600V (DC+peak AC)
HZ5210:1250MHz<1.4ns10MΩII10pF600V (DC+peak AC)
HZ53100:1100MHz<3.5ns100MΩ II 4.5pF1200V (DC+peak AC)
HZ54 1:1/10:1 10/150MHz<35/2.4ns1/10MΩ II 57/12pF (10:1) 600V (DC+peak AC)
Spezial-Tastköpfe
HZ38Demodulator-Tastkopf 0.1 - 500MHzmax. 200V (DC)
HZ58HV-Tastteiler, 1000:1; R
HZ47Lichtschutztubus für Oszilloskope HM205, 408, 604, 1005 und 1007
HZ48Lichtschutztubus für Oszilloskope HM303/4/5 und 1004/5
ca. 500MΩ; DC - 1MHzmax. 15kV (DC+peak AC)
e
-2
HZ36
HZ53
HZ54
HZ38
HZ22
HZ23
HZ24
HZ39, HZ57 Ersatzkabel
für HZ36 für HZ51, 53, 54
HZ40 Ersatzteilkit
HZ40
HZ39
HZ57
HZ96 Oszilloskop-Tragetasche
für
HM203, 205, 408, 604, 1005, 1007, 2008
HZ97 Tragetasche
für
HM303, 304, 305, 1004, 1005-2 und
HM5005 /6 /10
Für den Transport von Oszilloskopen oder
Spektrumanalysern ist diese allseitig schützende Tragetasche
stets empfehlenswert.
Änderungen vorbehalten
Bedienungsanleitung
Symbole
Bedienungsanleitung beachten
Hochspannung
Erde
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.
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.
Sicherheit
Dieses Gerät ist gemäß
bestimmungen für elektrische Meß-, Steuer-, Regelund Laborgeräte
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, im Testplan und
in der Service-Anleitung enthalten sind.
,
sis und alle Meßanschlüsse sind mit dem Netzschutzleiter verbunden
Bestimmungen der
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 Gerät darf aus Sicherheitsgründen
nur an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen
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
unter dem gesetzlich zulässigen Wert von 36 pA/
kg
.
VDE 0411 Teil 1, Sicherheits-
gebaut und geprüft und hat das Werk
Gehäuse, Chas-
. Das Gerät entspricht den
Schutzklasse I
.
Ionendosisleistung weit
Änderungen vorbehalten
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 Verhältnis-
sen (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).
M 1
Betriebsbedingungen
Der zulässige Umgebungstemperaturbereich während
des Betriebs reicht von +10°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 aklimatisiert 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!
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 Reinigungsflüssigkeit in
das Gerät gelangen. Die Anwendung anderer Reinigungsmittel kann die Kunststoff- und Lackoberflächen angreifen.
Schutz-Schaltung
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.
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
wird empfohlen, die Originalverpackung zu verwenden.
Transport- oder sonstige Schäden, verursacht durch durch
grobe Fahrlässigkeit, werden von der Garantie nicht erfaßt.
Bei einer Beanstandung sollte man am Gehäuse des
Gerätes eine stichwortartige Fehlerbeschreibung anbringen. Wenn dabei gleich der Name und die Telefon-Nr.
(Vorwahl und Ruf- bzw. Durchwahl-Nr. oder Abteilungsbezeichnung) für evtl. Rückfragen anggeben 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. Die im Testplan dieses Manuals beschriebenen Prüfmethoden sind ohne großen Aufwand an
Meßgeräten durchführbar. Sehr empfehlenswert ist jedoch
ein SCOPE-TESTER HZ60, der trotz seines niedrigen Prei-
ses Aufgaben dieser Art hervorragend erfüllt.
te 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
Die Außensei-
Netzspannung
Das Gerät arbeitet mit Netzwechselspannungen von 100V
bis 240V. Eine Netzspannungsumschaltung ist daher
nicht vorgesehen. Die Netzeingangssicherungen sind von
außen zugänglich. Netzstecker-Buchse und Sicherungshalter bilden eine Einheit. Der Sicherungshalter befindet
sich über der 3poligen Netzstecker-Buchse. Ein Auswechseln der Sicherungen darf und kann (bei unbeschädigtem Sicherungshalter) nur erfolgen, wenn zuvor das
Netzkabel aus der Buchse entfernt wurde. Mit einem
geeigneten Schraubenzieher (Klingenbreite ca. 2mm)
werden die, an der linken und rechten Seite des Sicherungshalters befindlichen, Kunststoffarretierungen
gedrückt. Der Ansatzpunkt ist am Gehäuse mit
gen Führungen markiert. Beim Entriegeln wird der
Sicherungshalter durch Druckfedern nach außen gedrückt
und kann entnommen werden. Jede Sicherung kann dann
entnommen und ebenso ersetzt werden. Es ist darauf zu
achten, daß die zur Seite herausstehenden
nicht verbogen werden. Das Einsetzen des
halters ist nur möglich, wenn der Führungssteg zur Buchse zeigt. Der Sicherungshalter wird gegen den Federdruck eingeschoben, bis beide Kunstoffarretierungen einrasten. 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) 0,5A.
Diese Sicherung darf nicht vom Anwender ersetzt werden!
nach Innen
zwei schrä-
Kontaktfedern
Sicherungs-
M 2
Änderungen vorbehalten
Art der Signalspannung
Der HM303 erfaßt praktisch alle sich periodisch wiederholenden Signalarten, von Gleichspannung bis Wechselspannungen mit einer
(−3dB).
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. 12MHz zunehmender Meßfehler zu
berücksichtigen, der durch Verstärkungsabfall bedingt ist.
Bei ca. 18MHz beträgt der Abfall etwa 10%, der tatsächliche Spannungswert ist dann ca. 11% größer als der
angezeigte Wert. Wegen der der differierenden Bandbreiten der Vertikalverstärker (−3dB zwischen 32MHz
und 35MHz), ist der Meßfehler nicht so exakt definierbar.
Bei der Aufzeichnung rechteck- oder impulsartiger Signalspannungen ist zu beachten, daß auch deren
wellenanteile
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.
Frequenz von mindestens 30MHz
Ober-
nungspegel 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.
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-SpitzeSpitze) 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 Vss ergebende Wert durch 2 x √2 = 2,83
dividiert werden. Umgekehrt ist zu beachten, daß in V
angegebene sinusförmige Spannungen den 2,83fachen
Potentialunterschied in Vss haben. Die Beziehungen der
verschiedenen Spannungsgrößen sind aus der nachfolgenden Abbildung ersichtlich.
eff
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-
und/oder der Zeitbasis-Feineinstellung erforderlich.
Fernseh-Video-Signale
des
aktiven TV-Sync-Separator
(FBAS-Signale) sind mit Hilfe
leicht triggerbar.
Die zeitliche Auflösung ist unproblematisch. Beispielsweise wird bei ca. 30MHz und der kürzesten einstellbaren
Ablenkzeit (10ns/cm) alle 3,3cm ein Kurvenzug geschrieben.
Für den wahlweisen Betrieb als Wechsel- oder Gleichspannungsverstärker hat der Vertikalverstärker-Eingang einen
DC/AC-Schalter (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 Gleichspan-
Spannungswerte an einer Sinuskurve
= Effektivwert; Vs = einfacher Spitzenwert;
V
eff
= Spitze-Spitze-Wert; V
V
ss
= Momentanwert (zeitabhängig)
mom
Die minimal erforderliche Signalspannung am Y-Eingang für ein 1 cm hohes Bild beträgt 1mVss (±5%),
wenn die Drucktaste Y-MAG. x5 gedrückt ist und der
Feinstell-Knopf des auf 5mV/cm eingestellten Eingangsteilerschalters sich in seiner kalibrierten Stellung CAL.
(Rechtsanschlag) befindet. Es können jedoch auch
noch kleinere Signale aufgezeichnet werden. Die
Ablenkkoeffizienten am Eingangsteiler 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 multipilizieren.
Für Amplitudenmessungen muß der Feinsteller
am Eingangsteilerschalter in seiner kalibrierten Stellung CAL. stehen
(Pfeil waagerecht nach rechts zei-
Änderungen vorbehalten
M 3
gend). Wird der Feinstellknopf nach links gedreht,
verringert sich die Empfindlichkeit in jeder Teilerschalterstellung mindestens um den Faktor 2,5. So kann
jeder Zwischenwert innerhalb der 1-2-5 Abstufung eingestellt werden. Bei direktem Anschluß an den YEingang sind
Signale bis 400V
darstellbar (Teiler-
ss
schalter auf 20V/cm, Feinsteller auf Linksanschlag).
Mit den Bezeichnungen
H = Höhe in cm des Schirmbildes,
U = Spannung in Vss des Signals am Y-Eingang,
A = Ablenkkoeffizient in V/cm am Teilerschalter
läßt sich aus gegebenen zwei Werten die dritte Größe
errechnen:
U = A · H
H =
U
A
A =
U
H
Alle drei Werte sind jedoch nicht frei wählbar. Sie
müssen beim HM303 innerhalb folgender Grenzen
liegen (Triggerschwelle, Ablesegenauigkeit):
H zwischen 0,5cm und 8cm, möglichst 3,2cm und 8cm,
U zwischen 1mVss und 160Vss,
A zwischen 1mV/cm und 20V/cm in 1-2-5 Teilung.
Beispiele:
Eingest. Ablenkkoeffizient A = 50mV/cm 0,05V/cm,
abgelesene Bildhöhe H = 4,6cm,
gesuchte Spannung U = 0,05x4,6 = 0,23V
ss
Eingangsspannung U = 5Vss,
eingestellter Ablenkkoeffizient A = 1V/cm,
gesuchte BildhöheH = 5:1 = 5cm
Signalspannung U = 230V
x 2x√2 = 651V
eff
ss
(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 Spannung am Y-Eingang darf 400V (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. −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.
Für Gleichspannungsmessungen bei AC-Eingangskopplung gilt der niedrigere Grenzwert des Oszilloskopeingangs (400V). 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 ≥40Hz kann vom Teilungsverhältnis des
Tastteilers ausgegangen werden.
In Stellung GD wird der Signalweg direkt hinter dem Y-
Eingang aufgetrennt; dadurch ist der Spannungsteiler
auch in diesem Falle unwirksam. Dies gilt selbstverständlich für Gleich- und Wechselspannungen.
Unter Berücksichtigung der zuvor erläuterten Bedingungen 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 10:1-Tastteiler. Diesem ist dann
noch ein entsprechend hochspannungsfester Kondensator (etwa 22-68 nF) vorzuschalten.
Mit der auf GD geschalteten Eingangskopplung und demY-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.
Spannung
DC + AC
Spitze
AC
DC
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
DC
Spitze
= 400V
AC
max.
Zeit
Spitze).
M 4
Änderungen vorbehalten
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
des TIME/DIV.-Schalters können eine oder mehrere Signal-
perioden oder auch nur ein Teil einer Periode dargestellt
werden. Die Zeitkoeffizienten sind am TIME/DIV.-Schalter in s/cm, ms/cm und µs/cm angegeben. Die Skala ist
dementsprechend in drei Felder aufgeteilt.
einer Signalperiode, bzw. eines Teils davon, ermittelt
man durch Multiplikation des betreffenden Zeitabschnitts (Horizontalabstand in cm) mit dem am TIME/
DIV.-Schalter eingestellten Zeitkoeffizienten. Dabei
muß der mit einer roten Pfeil-Knopfkappe gekennzeichnete Zeit-Feinsteller in seiner kalibrierten Stellung CAL.
stehen (Pfeil waagerecht nach rechts zeigend).
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 am Zeitbasisschalter
und der Beziehung F = 1/T lassen sich folgende Gleichun-
gen aufstellen:
L=
L =
T
Z
1
F · Z
T = L · Z
F =
L · Z
1
Die Dauer
Z =
Z =
T
L
1
L · F
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) = 20 MHz,
gesuchte Periodenzeit T = 1:(20x106) = 50ns.
Ist der zu messende Zeitabschnitt im Verhältnis zur vollen
Signalperiode relativ klein, sollte man mit gedehntem
Zeitmaßstab (X-MAG. (x10)) arbeiten. Die ermittelten
Zeitwerte sind dann durch 10 zu dividieren. 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,).
Bei gedrückter Taste X-MAG. (x10) ist Z durch 10 zu
teilen.
Alle vier Werte sind jedoch nicht frei wählbar. Sie sollten
beim HM303 innerhalb folgender Grenzen liegen:
L zwischen 0,2 und 10cm, möglichst 4 bis 10cm,
T zwischen 0,01µs und 2s,
F zwischen 0,5Hz und 30MHz,
Z zwischen 0,1µs/cm und 0,2s/cm in 1-2-5 Teilung
(
bei ungedrückter Taste
X-MAG. (x10)), und
Z zwischen 10ns/cm und 20ms/cm in 1-2-5 Teilung
(
bei gedrückter Taste
X-MAG. (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 = 10 ms/cm,
gesuchte Brummfrequenz F = 1:(1x10x10−3) = 100Hz.
TV-Zeilenfrequenz F = 15 625 Hz,
eingestellter Zeitkoeffizient Z = 10µs/cm,
gesuchte Länge L = 1:(15 625x10−5) = 6,4cm.
Die optimale vertikale Bildlage und der Meßbereich für die
Anstiegszeit sind in der folgenden Abbildung dargestellt.
Bei einem am TIME/DIV.-Schalter eingestellten Zeit-
koeffizienten von 0,2µs/cm und gedrückter Dehnungstaste (X-MAG. (x10)) ergäbe das Bildbeispiel eine gemessene Gesamtanstiegszeit von
t
= 1,6cm x 0,2µs/cm : 10 = 32ns
ges
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
2
2
ta = √ t
ges
- t
osz
- t
2
t
Änderungen vorbehalten
M 5
Dabei ist t
die gemessene Gesamtanstiegszeit, t
ges
osz
die
vom Oszilloskop (beim HM303 ca. 12ns) und tt die des
Tastteilers, z.B. = 2ns. Ist t
größer als 100ns, kann die
ges
Anstiegszeit des Vertikalverstärkers vernachlässigt werden (Fehler <1%).
Obiges Bildbeispiel ergibt damit eine Signal-Anstiegszeit
von
ta = √ 322 - 122 - 22= 29,6ns
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 Voroder Überschwingen, darf man die 100% nicht auf die
Spitzenwerte beziehen, sondern auf die mittleren 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 (
ta =
in ns
) und Bandbreite B (in
350
B
B =
350
t
MHz
):
a
Anlegen der Signalspannung
Vorsicht beim Anlegen unbekannter Signale an den
Vertikaleingang!
der Schalter für die Signalkopplung zunächst immer auf AC
und der Eingangsteilerschalter auf 20V/cm stehen. 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.
Der Eingangsteilerschalter muß dann nach links zurückgedreht werden, bis die vertikale Auslenkung nur noch 3-8 cm
hoch ist. Bei mehr als 160 V
unbedingt ein Tastteiler vorzuschalten. Verdunkelt sich die
Strahllinie beim Anlegen des Signals sehr stark, ist wahrscheinlich die Periodendauer des Meßsignals wesentlich
länger als der eingestellte Wert am TIME/DIV.-Schalter.
Letzterer ist dann auf einen entsprechend größeren Zeitkoeffizienten nach links zu drehen.
Die Zuführung des aufzuzeichnenden Signals an den YEingang 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 MeßSpannungsquelle niederohmig, d.h. an den Kabel-Wellenwiderstand (in der Regel 50Ω) angepaßt sein. Besonders
bei der Übertragung von Rechteck- und Impulssignalen ist
Ohne vorgeschalteten Tastteiler sollte
großer Signalamplitude ist
ss
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. 2 Watt belasten darf. Diese Leistung wird mit
10V
oder − bei Sinussignal − mit 28,3Vss erreicht.
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. 10MΩ II 16 pF
bzw. 100MΩ II 7pF bei HZ53). Deshalb sollte, wenn der
durch den Tastteiler auftretende Spannungsverlust durch
eine höhere Empfindlichkeitseinstellung wieder ausgeglichen werden kann, nie ohne diesen gearbeitet werden.
Außer dem 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”, Seite M 8).
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
HZ52
(10:1 HF) und
HZ54
(1:1 und 10:1) zu benutzen. Das
Tastköpfe HZ51
(10:1),
erspart u.U. die Anschaffung eines Oszilloskops mit größerer Bandbreite und hat den Vorteil, daß defekte Einzelteile bei HAMEG bestellt und selbst ausgewechselt werden können. Die genannten Tastköpfe haben zusätzlich
zur niederfrequenten Kompensationseinstellung einen HFAbgleich. Damit ist mit Hilfe eines auf 1MHz umschaltbaren Kalibrators, z.B. HZ60-2, eine Gruppenlaufzeitkorrektur an der oberen Grenzfrequenz des Oszilloskops
möglich. Tatsächlich werden mit diesen Tastkopf-Typen
Bandbreite und Anstiegszeit des HM303 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 tief-
frequenter Signale ist die Teilung nicht mehr frequenz-
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