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Meilhaus Electronic Praxis-Handbuch

MEphisto Scope 1 (UM202)

USB Multifunktions-Gerät: Scope, Voltmeter, Analog-Datenlogger, LogikAnalysator, Digital-Datenlogger, Digital-I/O

MEsstechnik fängt mit ME an.

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Impressum

Meilhaus Electronic Praxis-Handbuch MEphisto Scope 1 (UM202) Revision 1.0D Ausgabedatum: 01. Juni 2006

Meilhaus Electronic GmbH Fischerstraße 2 82178 Puchheim/Germany www.meilhaus.com

© Copyright Meilhaus Electronic GmbH Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Handbuches darf in irgendeiner Form (Fotokopie, Druck, Mikrolm oder in einem anderen Verfahren) ohne ausdrückliche schriftliche Genehmigung der Meilhaus Electronic GmbH reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.

Wichtiger Hinweis: Alle in diesem Handbuch enthaltenen Informationen wurden mit größter Sorgfalt und nach bestem Wissen zusammengestellt. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sieht sich die Firma Meilhaus Electronic GmbH dazu veranlasst, darauf hinzuweisen, dass sie weder eine Garantie (abgesehen von den im Garantieschein vereinbarten Garantieansprüchen) noch die juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung für Folgen, die auf fehlerhafte Angaben zurückgehen, übernehmen kann. Für die Mitteilung eventueller Fehler sind wir jederzeit dankbar.

Im Text erwähnten Firmen- und Produktnamen sind z.T. eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Firmen.

Inhalt

Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

MEphisto Lab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Analoger Datenlogger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Logik-Analysator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Digitaler Datenlogger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Digitale Ein-/Ausgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Anschlüsse des MEphisto Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Allgemeines zum MEphisto Scope . . . . . . . . . . . . . . . . 41

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Einführung

Dieses Praxis-Handbuch ist eine druckbare (DIN A4 Format) PDF-Version der Online-Hilfetexte des MEphisto Scope 1 (UM202), ergänzt mit zahlreichen hilfreichen Informationen aus den Datenblättern.

Das MEphisto Scope ist ein robustes, kompaktes Kombi-Messgerät für USB. Zusammen mit der zugehörigen Windows-Software MEphistoLab realisiert das Modul 5 gängige Messgeräte. MEphistoLab ermöglicht den Einsatz des MEphisto Scope für zahlreiche Anwendungen z. B. in Labor und mobiler Messtechnik. Die Software stellt ein virtuelles Instrumenten-Panel dar, das einfach und schnell Zugriff auf alle Funktionen des Geräts bietet. Folgende Funktions-Module stehen zur Verfügung:

• Oszilloskop: 2-Kanal Oszilloskop/DSO (max. 1 MS/s je Kanal) mit vielfältigen

Triggeroptionen.

• Voltmeter: 2-Kanal Voltmeter (AC echter Effektivwert (RMS)/DC) mit zwei virtu-

ellen Zeigerinstrumenten.

• Analoger Datenlogger: 2-Kanal Datenlogger für analoge Signale (bis max.

100 kS/s)

• Logik-Analysator: 16-Kanal Logik-Analysator (max 100 kS/s je Kanal) mit Mus-

ter-Trigger.

• Digitaler Datenlogger: 16-Kanal Datenlogger für digitale Signale (bis max.

100 kS/s).

• Digital-I/O: 24 Digital-I/Os, jeder Kanal kann als Ein- oder Ausgang konguriert

werden.

Schnell nden…

…können Sie die wichtigesten Informationen in diesem Dokument mithilfe der farblichen Text-Hinterlegungen:

Übersichten, technische Daten, Hardware-Funktionen

Hier nden Sie die technischen Daten des Gerätes - wichtig z. B. zum Einhalten der erlaubten Maximal-Werte beim Anlegen der Mess-Signale.

Software-„Bedienelemente“, Software-Funktionen

Hier werden die Buttons, Displays und Eingabe-Möglichkeiten und deren Funktion beschrieben, die Sie am Bildschirm sehen.

Vorgehensweise

„Rezept“, wie Sie ganz konkret vorgehen können.

Installation

Zur Installation des MEphisto Scopes und der Software MEphistoLab befolgen Sie bitte die entsprechenden Hinweise der Readme-Datei bzw. des Beipack-Zettels mit der Kurz-Betriebsanleitung.

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MEphisto Lab

Software-Voraussetzungen

• MEphistoLab: VEE Pro Runtime (im Lieferumfang) oder alternativ VEE Pro Vollversion, jeweils in der Version 7.0 oder höher.

• USB-Systemtreiber: Windows XP, 2000 (SP4), 98SE, Me

Start-Bildschirm

MEphistoLab startet mit diesem Bildschirm.

 Klicken Sie im Hauptmenü links auf eine der 6 Auswahl-Optionen, um das ge-

wünschte Funktions-Modul zu öffnen:

• Oscilloscope: Das Oszilloskop/DSO-Modul

• Logic Analyser: Das Logik-Analysator-Modul

• Volt Meter: Das Digital-Voltmeter-Modul

• Data Logger Analog

• Data Logger Digital

• Digital-I/O

In dieser Bedienungsanleitung werden zunächst die Module für analoge Signale (Oszilloskop, Voltmeter, Analog-Datenlogger), dann die Module für digitale Signale (Logik-Analysator, Digital-Datenlogger, Digital-I/O) beschrieben.

 Drücken Sie den Quit-Button, um die MEphistoLab-Software zu beenden.

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Oszilloskop

Technische Daten

Analoge Eingänge 2 (BNC) Auösung 16 bit Nichtlinearität, integral ±2 LSB Abtastrate 2x 1 MS/s Simultane Kanäle 2 Eingangsspannungsbereich (in 1-2-5-Stufen) ±100 mV…±10 V Analogbandbreite (-3 dB) 2 MHz Automatische Signalerkennung Spannung 50 mV

Spitze-Spitze

…20 V

Spitze-Spitze

Frequenz 0,2 Hz…500 kHz Pausenverhältnis, Rechteck, 100 Hz, 100 mV

Spitze-Spitze

0,2%…99,8%

Zeitbasis ( 1 µs/S…10 ms/S in 1 µs-Schritten 1 µs…2,5 s

darüber 10 ms/S-Schritte) Genauigkeit (Spannung) bei 25°C 0,1% bzw. 1 mV Genauigkeit (Zeit) 100 ppm Überlastschutz ±300 VDC Rauschen (typ.) -66 dB (Effektiv)

-48 dB (Spitze-Spitze) Eingangsimpedanz 850 kΩ Eingangskapazität 14 pF Triggermodi 6: Schwelle, Fenster, Flanke, dV/dt, manuell,

extern (26-pol. Sub-D Buchse, Pin 26), Delay

Das Modul Oscilloscope verfügt über 2 Messkanäle. Sie können Signale bis zu einer Frequenz von 500 kHz darstellen. Oberhalb dieser Grenze werden Spiegelfrequenzen gemessen, die in der Realität nicht vorhanden sind. Dies sollte beim Anlegen eines völlig unbekannten Signals beachtet werden. Beide Kanäle benutzen eine gemeinsame Zeitbasis.

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Oszilloskop

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Oszilloskop

Vorgehensweise

• Wählen Sie sinnvolle Einstellungen für die aufzunehmende Zeitspanne Time, Trigger, Amplitude und Offset je nach Applikation (siehe auch Beschreibung

im Folgenden). Alternativ können Sie auch eine frühere Konguration mit Load.Save.Print -> Load Cong laden oder mittels Auto Cong eine Konguration ermitteln lassen. Die aktuelle Konguration lässt sich mit Load.Save.Print

- >Save Cong speichern.

• Run: Klicken Sie diesen Button um kontinuierlich zu messen. Während die Mes- sung läuft, wird dieser Button zum Stop-Button. Nach automatischer Konguration wird immer die kontinuierliche Messung gestartet.

• Single: Klicken Sie auf diesen Button, wenn Sie einen Single Shot aufzeichnen möchten. Der Kurven-Verlauf wird nur einmal aufgezeichnet und danach wird die Messung beendet. Bei laufender kontinuierlicher Messung löst Single eine letzte Messung aus und beendet dann die Aufzeichnung.

• Stop: Drücken Sie den Stop-Button, um die Messung komplett zu stoppen.

• End: Drücken Sie den End-Button, um zum Hauptmenü zurückzukehren.

• Digital-I/O: Drücken Sie diesen Button, um die Einstellungen im Digital-I/O-Modul zu ändern.

Scope-Bildschirm

Das Oszilloskop-Modul präsentiert sich mit dem oben abgebildeten, virtuellen Frontpanel.

 Die aufgenommene Zeit wird für beide Kanäle mit dem Regler Time festgelegt.

 Amplitude und Offset werden für jeden Kanal getrennt eingestellt. Neben der

Amplitude kann auch der Teilungsfaktor eines Tastkopfes angegeben werden. Die Anzeige der Kanäle kann ein- bzw. ausgeschaltet werden. Der gewählte Trigger-Kanal lässt sich nicht abschalten. Der zweite Kanal kann anstelle der Messdaten auch eine mathematische Funktion (Data/Math) darstellen.

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Oszilloskop

 Mit den beiden Werten im Bereich Trigger werden die Trigger-Schwellen einge-

stellt. Dabei werden die meisten Angaben mittels der Angabe High gemacht. Nur beim Trigger-Modus Window (Fenster) ist zusätzlich eine untere Schwelle Low anzugeben. In den Modi Manuell und Extern gibt es keine einstellbaren Schwellen. Im Untermenü Trigger Settings nden Sie neben zahlreichen Triggeroptio- nen auch die Einstellung für die Speichertiefe, die die zeitliche Auösung vorgibt.

 Durch Betätigen des Buttons Auto Cong startet das Gerät einen Modus, in

dem es versucht, das Eingangssignal des Trigger-Kanals optimal darzustellen. Danach wird automatisch die Messung gestartet.

 Im Untermenü Load.Save.Print kann zu Dokumentationszwecken der Kurvenver-

lauf ausgegeben werden. In diesem Menü können auch Kongurationen abgespeichert und wieder geladen werden.

 Der Signalverlauf von Kanal 1 wird blau dargestellt, der von Kanal 2 in roter

Farbe. Die Anzeige kann zwischen Time- (Zeitdarstellung), Spectrum- (Spektrum)

und XY-Darstellung umgeschaltet werden. Ist der Maus-Zeiger innerhalb des Displays, lassen sich eine Reihe weiterer Funktionen nutzen. Bei gedrückter linker Maustaste kann ein Bereich markiert werden, der dann vergrößert wird. Durch Klick mit der rechten Maustaste wird ein Menü mit weiteren Optionen geöffnet.

 Der Button Refresh Display stellt die Anzeige wieder auf den Grundzustand zu-

rück.

 Grundsätzlich können Sie zwischen kontinuierlicher Messung Run und einmaliger

Aufzeichnung Single wählen. Wenn nicht gemessen wird, kann mittels des Buttons Digital-I/O die Oberäche für die Digitalkanäle aufgerufen werden.

 Der Button End verlässt das Modul Oscilloscope.

Hinweis: Die Drehknöpfe und Regler bieten auch die Möglichkeit einer numerischen Eingabe des gewünschten Wertes über die Tastatur. Das Oszilloskop versucht, Einstellungs-Vorgaben so genau wie möglich umzusetzen. Es sind jedoch nicht alle Werte exakt durch die Hardware realisierbar. In solchen Fällen nähert das Oszilloskop die tatsächliche Einstellung dem gewünschten Wert an. MEphistoLab korrigiert daraufhin die Einstellungen, sodass sie den tatsächlich eingestellten Wert anzeigen.

Erläuterungen zu den Funktionen

 Die aufgenommene Zeit wird für beide Kanäle mit dem Regler Time festgelegt. Die Angabe be-

stimmt die Dauer der gesamten Messung. Die Anzahl der Messwerte in diesem Zeitraum wird im Trigger-Menü festgelegt. Standard-Werte sind 1 ms und 1000 Messwerte, die eine Zeitauösung von 1 µs ergeben.

 Die Amplitude kann zwischen 0,2 V und 20 V im Raster 1-2-5 eingestellt werden. Die Auswahl-

Werte passen sich dem eingestellten Teilungsfaktor des Tastkopfes an. Der Standard-Wert ist 20 V.

Der Mittelpunkt des Messbereichs kann mittels des Wertes Offset bestimmt werden. Die Max.-

Spannung von ±10 V lässt sich dabei nicht überschreiten. Die Messgenauigkeit kann bei anderen Offset-Werten als 0 V leicht abnehmen, da das Gerät nur für diese Spannung kalibriert ist.

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Oszilloskop

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Oszilloskop

Sollen höhere Spannungen als ±10 V gemessen werden, muss ein Tastkopf mit einem Teilungs-

faktor von 10 oder 100 eingesetzt werden. Dieser Faktor ist neben der Amplitude anzugeben. Alle spannungsbezogenen Angaben richten sich nach diesem Faktor. Bitte beachten Sie, dass die meisten Tastköpfe mit Teilfaktoren größer „1x“ nicht sehr genau sind.

Die Anzeige der Kanäle kann ein- bzw. ausgeschaltet werden. Der gewählte Trigger-Kanal (s. u.)

lässt sich nicht abschalten.

Der Graph des zweiten Kanals kann zwischen den Messdaten und einer beliebigen mathemati-

schen Funktion eines oder beider Kanäle umgeschaltet werden. Dazu ist entweder Data oder Math zu wählen. Als Standard-Funktion ist die Differenz der Kanäle Vorgegeben. Die Menge aller Messwerte der Kanäle sind mit den Variablennamen „C1“ und „C2“ bezeichnet. Folgende Funktionen stehen zur Verfügung:

Grundrechenarten Kommando Funktion

x + y x + y x - y x - y x * y x • y x / y x / y abs(x) | x | x ^ y x

exp(x) e

exp10(x) 10

log(x) ln(x) log10(x) log10(x) sq(x) x

sqrt(x) √x cubert(x)

√x

recip(x) 1/x deriv(x,n) dnx(t)/dx

Trigonometrische und hyperbolische Funktionen Kommando Funktion

sin(x) sin(x) cos(x) cos(x) tan(x) tan(x) cot(x) cot(x) asin(x) arcsin(x) acos(x) arccos(x) atan(x) arctan(x) acot(x) arccot(x) sinh(x) sinh(x) cosh(x) cosh(x) tanh(x) tanh(x) coth(x) coth(x) asinh(x) arcsinh(x) acosh(x) arccosh(x) atanh(x) arctanh(x) acoth(x) arccoth(x)

Oszilloskop

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Oszilloskop

Statistische Funktionen Kommando Funktion

erf(x) Fehlerfunktion erfc(x) Inverse Fehlerfunktion MeanSmooth(x,n) Mittelwertbildung über n Punkte MovingAvg(x,n) Gleitender Mittelwert über n vorherige Punkte round(x) Runden auf ganze Zahlen [x] signof(x) Signum- (Vorzeichen-) Funktion sort(x) Aufsteigend Sortieren

Funktionen dürfen beliebig verschachtelt werden. Um die Summe beider Kanäle darzustellen,

lautet der Ausdruck also C1 + C2. Die erste Ableitung des gleitenden Mittelwertes über je fünf Werte der Summe beider Kanäle wird mit deriv(meansmooth(C1+C2,5),1) gebildet. Da durch mathematische Operationen Werte weit jenseits des gewählten Messbereichs entstehen können, muss die Anzeige ggf. durch die Funktion Auto Scale angepasst werden. Ist eine Funktion falsch eingegeben oder können Werte nicht berechnet werden (z. B. Division durch Null), so wird keine neue Kurve angezeigt.

Die mathematischen Funktionen dienen nur der direkten graphischen Auswertung. Da Tabel-

lenkalkulationen ebenfalls solche Funktionen bieten, werden beim Speichern nur die Messdaten abgelegt.

 Mit den beiden Werten High und Low werden Trigger-Schwellen gesetzt. Für die meisten Trig-

ger-Modi ist nur die Angabe der oberen Schwelle (High) erforderlich. Nur beim Trigger-Modus Window (Fenster) ist zusätzlich eine untere Schwelle anzugeben. Die Schwellen werden vom Gerät korrigiert und die realisierten Werte angezeigt. In den Modi Manuell und Extern gibt es keine einstellbaren Schwellen. Die Schwellen beziehen sich immer auf die Messdaten, nicht auf eventuelle mathematische Resultate.

Im Untermenü Trigger Settings können drei weitere Angaben zum Trigger gemacht werden.

Zunächst kann der Trigger-Kanal (Channel) festgelegt werden. Der gesetzte Kanal kann nicht deaktiviert werden. Umgekehrt kann ein deaktivierter Kanal nicht als Trigger-Kanal genutzt werden. Als zweite und wichtigste Angabe ndet sich in diesem Menü die Auswahl des TriggerTyps (Trigger Type). Diese Angabe hat entscheidende Bedeutung für ein ruhig stehendes Bild bei sich wiederholenden Signalen und sicheres Erkennen bei einmaligen Ereignissen. Eine ausführliche Beschreibung ndet sich im nächsten Abschnitt. Als dritte Angabe ist das Setzen des Trigger-Punktes (Trigger Point) möglich. Sie bestimmt als Angabe in Prozent, an welcher Stelle des Bildschirms das Trigger-Ereignis dargestellt werden soll. Bei einem Messzeitraum von 1 ms und einer Einstellung von 10% liegt der Triggerpunkt bei 0,1 ms. Es wird somit vorwiegend das Verhalten nach dem Trigger-Ereignis dargestellt. Bei einer Angabe von 99% ist die Vorgeschichte des Trigger-Ereignisses zu sehen. Die Funktion Auto Cong stellt immer einen Wert von 50% ein, d. h. das Trigger-Ereignis liegt exakt in der Mitte des Bildschirms.

Als letzte Angabe im Untermenü Trigger Settings kann die Speichertiefe des Gerätes einge-

stellt werden. Standard sind 1000 Punkte. Soll eine hohe Auösung erreicht werden, kann der Wert erhöht werden. Dies ist z. B. als Überblick vor einer Ausschnittsvergrößerung sinnvoll. Allerdings sinkt dabei auch die Wiederholgeschwindigkeit, da pro Messung mehr Daten aufgenommen und übertragen werden müssen. Die Funktion Auto Cong stellt einen dem Signal angemessenen Wert ein.

Oszilloskop

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Oszilloskop

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 Durch Betätigen des Buttons Auto Cong startet das Gerät einen Modus, in dem es versucht,

das Eingangssignal des gewählten Trigger-Kanals optimal darzustellen. Der zweite Kanal wird ebenfalls in Amplitude und Offset optimiert, nicht jedoch in der Zeitdarstellung. Der TriggerPunkt wird in der Bildmitte dargestellt, die Zeitauösung bzw. Speichertiefe dem gefundenen Signal angepasst. Getriggert wird auf die steigende Flanke des Signals (Edge, rising). Findet das Gerät innerhalb von ca. 6 s kein eindeutiges Signal, so wird der Grundzustand mit frei laufender Messung (Manual) gesetzt.

Als eindeutig gelten Signale mit einer Amplitude von mindestens 0,5 mV und einer Frequenz zwi-

schen 0,2 Hz und 500 kHz.

 Im Untermenü Load.Save.Print kann zu Dokumentationszwecken der Kurvenverlauf ausgegeben

werden. Mit dem Button Save Data (CSV) lassen sich die Messdaten im Microsoft Excel-kompatiblen CSV-Format in eine Datei exportieren. Die so erstellte Datei enthält ebenfalls Angaben zum Setup, also darüber, unter welchen Bedingungen diese Daten zustande kamen. Bitte beachten Sie, dass Microsoft Excel und OpenOfce Calc derzeit nur 65536 Zeilen verwalten können. Bei Speichertiefen ab 100 k wird dieser Wert überschritten. Microsoft Excel ignoriert die letzten Messwerte in diesem Fall, OpenOfce Calc weist auf die Überschreitung hin und importiert dann ebenfalls nur 65536 Zeilen. Die Daten werden nach internationaler Notation gespeichert, d. h. sie liegen mit Dezimalpunkt jedoch ohne Tausender-Trennzeichen vor. Die Übernahme in Excel sollte daher über die Funktion „Daten -> Externe Daten importieren“ erfolgen. Hier lassen sich die Import-Optionen exakt steuern. Im Schritt 2 des Imports ist das Trennzeichen auf „Komma“ zu setzen. Im Schritt 3 werden mittels des Knopfes „Weitere…“ das Dezimaltrennzeichen auf Punkt, das 1000-er-Trennzeichen z. B. auf Apostroph umgestellt. Der Import in OpenOfce Calc erfordert eventuell die Umstellung der Trennoptionen auf „Komma“. Zusätzlich müssen die importierten Spalten auf den Spaltentyp „US-Englisch“ gesetzt werden.

Durch den Button Save Bitmap kann das Display als Grak abgelegt werden. Dabei stehen die

Typen JPEG (JPG) und Bitmap (BMP) zur Verfügung. Die Auswahl des Formates erfolgt über die Endung des Dateinamens. Das Display kann mit Hilfe des Buttons Print Display auf dem Standard-Drucker ausgegeben werden. Dies erfolgt im Hochformat und ohne Zoom. Alle drei ExportFunktionen stehen erst nach mindestens einer Messung zur Verfügung.

Die gesamte Konguration kann in einer Datei gespeichert und nach Bedarf wieder geladen wer-

den. Dazu dienen die Buttons Save Cong und Load Cong. Es werden alle Angaben bis auf die Vorteiler der Tastköpfe gespeichert bzw. wiederhergestellt.

 Die Anzeige kann zwischen Time- (Zeitdarstellung-), Spectrum- (Spektrum-) und XY-Darstellung

umgeschaltet werden. Kanal 1 wird blau dargestellt, den Spannungs-Maßstab nden Sie am linken Rand. Kanal 2 ist rot. Seine Skala bendet sich am rechten Rand. Klicken Sie auf den kleinen Button im linken unteren Eck der Anzeige um den Kurven-Marker dem gewünschten Kanal zuzuweisen. Rechts von diesem Button sehen Sie die aktuellen Werte an der Marker-Position.

Die Zeitdarstellung zeigt den Verlauf des Signals. Die Skalierung richtet sich nach den Zeit-

und Spannungsangaben. Die Anzeige des Spektrums erfolgt einfach logarithmisch in dBV. Die Frequenz-Skala ist linear und beginnt immer bei 0 Hz, dem Gleichspannungsanteil des Signals. Die obere Grenze richtet sich nach der Abtastrate des Oszilloskops.

Im XY-Betrieb werden Messwert-Paare beider Kanäle gegeneinander aufgetragen. Daher ist die-

ser Modus nur wählbar, wenn beide Kanäle aktiv sind. Zur Kennzeichnung der Abhängigkeiten der

Oszilloskop

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Oszilloskop

beiden Kanäle wird die Spur violett dargestellt. Kanal 1 erzeugt den X-Wert, Kanal 2 den Y-Wert. Die Skalierung richtet sich ausschließlich nach den Spannungseinstellungen der Kanäle. Dennoch ist es auch in diesem Modus wichtig, dem Signal angepasste Zeiteinstellungen zu machen oder automatisch machen zu lassen.

Platzieren Sie den Cursor über der Anzeige und drücken Sie die rechte Maustaste um auf einige

nützliche Hilfsfunktionen zuzugreifen. Die Funktion Auto Scale (automatisch Skalieren) wirkt dabei nur auf die Anzeige selbst. Sie ist nicht funktionsgleich mit dem Button Auto Cong, der Spannungsbereich und Zeiteinstellung für die Messung wählt.

Sie können einzelne Bereiche auch vergrößern, indem Sie den gewünschten Bereich mit gedrück-

ter linker Maustaste markieren.

 Mit dem Button Refresh Display wird die Anzeige auf den ursprünglichen Zustand zurückgestellt.

Trigger-Modi

 Manual (Manuell) Dieser Trigger-Modus steht für die frei laufende Messung. Sie beginnt sofort

nach dem Druck auf Run oder Single.

 Level, above/Level, below (Schwellwert Über-/Unterschreitung) In diesem Modus reagiert das Oszilloskop auf das Über- bzw. Unterschreiten der

vorgegebenen Schwelle. Es ist dabei unerheblich, wie die Überschreitung zustande kam. Diese Art des Triggers eignet sich besonders für zwei Fälle:

• Verfolgen eines Einschaltvorganges (Single-Shot-Betrieb).

• Detektieren einer kurzzeitigen Überschreitung (Single-Shot-/Run-Betrieb).

 Window, inside/Window, outside (Fenster-Eintritt/-Austritt) In diesem Modus wird ein Fenster mittels einer oberen und einer unteren Schwel-

le festgelegt. Das Trigger-Ereignis tritt ein, wenn das Signal in das Fenster eintritt

Oszilloskop

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Oszilloskop

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Oszilloskop

oder das Fenster verlässt. Es ist dabei egal, ob es dies an der oberen oder der unteren Schwelle tut. Die Anwendung liegt hauptsächlich in der Überwachung von Gleichspannungen.

• Kontrolle einer Gleichspannung auf Störungen mit „Window, inside“ (Sing-

le-Shot-/Run-Betrieb)

• Detektieren eines „verbotenen Bereichs“ z. B. in der Digitaltechnik (Single-

Shot-/Run-Betrieb)

 Edge, rising/Edge, falling (Flanke steigend/fallend) Ist dieser Modus aktiv, wird, ähnlich wie beim Schwellwert-Trigger, auf das Über-

bzw. Unterschreiten der vorgegebenen Schwelle gewartet. Beim Flanken-Trigger muss jedoch die Schwelle überquert werden. Ein statisch zu hohes oder zu niedriges Signal löst den Trigger nicht aus. Der Flanken-Modus ist für sich wiederholende Wechselspannungssignale einsetzbar, um stehende Bilder zu erzeugen.

• Darstellung der steigenden Flanke (Run-Betrieb)

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Oszilloskop

• Darstellung der fallenden Flanke (Run-Betrieb)

 Slope, positive/Slope, negative (Steigungstrigger positiv/negativ) Dieser Trigger-Modus ist für ganz spezielle Fälle dynamischer Signale vorgese-

hen. Er ist nahezu unabhängig von der tatsächlichen Spannung. Es wird nur die Veränderung des Signals kontrolliert. Steigt oder fällt das Signal schneller als vorgegeben, so wird der Trigger ausgelöst.

Die Steigung wird angegeben als Spannung/Sample-Zeit. Die Spannungsanga-

be erfolgt in Volt. Die Sample-Zeit muss errechnet werden aus dem Quotienten Time/Memory Depth.

dU U[V] • Memory[Samples] dt t

Timebase

[s]

bzw.

dU t

Timebase

[s]

dt Memory [Samples]

Die Kontrolle der Steigung ist hauptsächlich in zwei Anwendungsbereichen

wichtig. Zum einen ist dies die Prozesskontrolle in der Chemie, der Biologie etc. Hier sind selbst große Schwankungen oft normal, plötzliches starkes Ansteigen jedoch Zeichen für einen Fehler. Zum anderen kann mit diesem Modus eine Frequenzerkennung realisiert werden.

Das MEphisto Scope hat einen begrenzten Messbereich. Um nahe des oberen

oder unteren Randes keine Schwankungen unkontrolliert aus dem Messbereich heraus treten zu lassen, löst der Trigger auch aus, wenn die aktuelle Spannung plus des Anstiegs den Messbereich über- bzw. unterschreiten würde.

Beim experimentellen Ermitteln geeigneter Einstellungen empfehlen sich als

Ausgangspunkt sehr kleine Werte. Um beispielsweise in einem Signal mit 50 Hz und 10…18 V

Spitze-Spitze

einen sehr kurzen Burst mit derselben Amplitude und einer Frequenz von 1 kHz nachzuweisen, ist ein Trigger-Wert von 0,15625 V erforderlich. Je weiter die zu detektierende Frequenz von der Grundfrequenz entfernt ist, desto sicherer lässt sie sich detektieren.

U[V] = =

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Oszilloskop

• Erkennen eines kritischen Zustandes (Single-Shot-/Run-Betrieb)

• Detektieren einer Frequenz (Run-Betrieb)

• Potentielles Überschreiten des Messbereichs beim nächsten Messwert (Single-Shot-/Run-Betrieb)

 External, rising/External, falling (extern, steigende/fallende Flanke) Ist dieser Modus aktiv, wird, ähnlich wie beim Flanken-Trigger, auf eine steigende

bzw. fallende Flanke gewartet. Ausschlaggebend ist in diesem Fall jedoch nicht eines der analogen Signale sondern das digitale Signal an I/O-Port D23 (26-polige Sub-D Buchse Pin 26). Wie beim analogen Flanken-Trigger löst nur eine logische Flanke den Trigger aus. Ein statisches Signal wird ignoriert. Der externe Trigger ist zur Synchronisierung mit anderen Geräten vorgesehen. Bitte prüfen Sie die Kompatibilität von Trigger-Quelle und dem MEphisto Scope. Moderne Signalgeneratoren erzeugen meist ein 5 V-CMOS-Signal, das Sie als Synchron-Impuls nutzen können.

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Voltmeter

Technische Daten

Analoge Eingänge 2 (BNC) Auösung 16 bit Nichtlinearität, integral ±2 LSB Abtastrate 2x 1 S/s Simultane Kanäle 2 Eingangsspannungsbereich (in 1-2-5-Stufen) ±100 mV…±10 V Analogbandbreite (-3 dB) DC 40 kHz Echter Effektivwert/RMS 2,3 kHz Genauigkeit (Spannung) bei 25°C 0,1% bzw. 1 mV Genauigkeit (Zeit) 100 ppm Überlastschutz ±300 VDC Rauschen (typ.) -94 dB (echter Effektivwert)

-86 dB (Spitze-Spitze)

Eingangsimpedanz 850 kΩ Eingangskapazität 14 pF

Das Modul Voltmeter ist ein 2-Kanal Voltmeter mit zwei virtuellen Zeigerinstrumenten, „Hold“-Funktion und DC/TrueRMS- (echter Effektivwert) Modus.

Das Voltmeter misst in der Einstellung „DC“ nur den Gleichspannungsanteil der Eingangsspannung. Durch Umschalten auf „AC“ zeigt es den Mittelwert (quadratisch).

Wechselspannungen können auch bei kleinen RMS-Werten sehr hohe Spitzenspannungen aufweisen. Diese müssen in jedem Fall innerhalb der Skalengrenzen liegen. Ist dies nicht der Fall, wird das Messergebnis verfälscht. Wenn Sie das Messsignal nicht kennen, sollten Sie mit einem hohen Teilungsfaktor arbeiten. Sie können sich mit der Oszilloskop-Funktion auch ein Bild des Verlaufes machen.

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Voltmeter

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Voltmeter

Vorgehensweise

• Active: Markieren Sie die entsprechende Checkbox um den gewünschten Kanal

zu aktivieren.

• Range: Wählen Sie im Drop-Down-Menü den Eingangsspannungsbereich

(±100 mV bis ±10 V).

• DC/AC: Wählen Sie mit diesem Schalter zwischen der Gleichspannungsanzeige

und dem RMS-Wert (echter Effektivwert).

• Probe: Wählen Sie im Drop-Down-Menü den Teilfaktor (1x, 10x, 100x) des ver-

wendeten Tastkopfes zur Anpassung an die Software. Bitte beachten Sie, dass die meisten Tastköpfe mit Teilfaktoren größer „1x“ sind nicht sehr genau.

• Run: Klicken Sie diesen Button um die Messung zu starten. Während die Mes-

sung läuft wird dieser Button zum Stop-Button.

• Hold/Run: Drücken Sie den Button um die Anzeige des aktuellen Spannungswer-

tes zu halten.

• Stop: Drücken Sie den Stop-Button um die Messung vollständig zu stoppen.

• Digital-I/O: Drücken Sie diesen Button um die Einstellungen im Digital-I/O-Modul

zu ändern (Hinweis: Stoppen Sie zuerst die Messung).

• End: Drücken Sie den End-Button um zum Hauptmenü zurückzukehren.

Voltmeter-Bildschirm

Das Voltmeter-Modul wird vom virtuellen Frontpanel oben repräsentiert.

 Active aktiviert den gewünschten Kanal.

 Range bestimmt den Eingangsspannungsbereich ±100 mV…±10 V).

 DC/AC wählt Gleichspannungsanzeige oder RMS-Wert (echter Effektivwert).

 Probe zum Einstellen des Teilfaktors (1x, 10x, 100x) eines verwendeten Tastkop-

fes zur Anpassung an die Software.

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Voltmeter

 Run startet die Messung. Während die Messung läuft wird dieser Button zum

Stop-Button.

 Hold/Run hält die Anzeige des aktuellen Spannungswertes zu halten. Der Dezi-

malwert wird unterhalb des Voltmeters in der Einheit Volt angezeigt. Die jeweils aktuelle Funktion des Buttons wird angezeigt. Die Kopeiste des jeweiligen Kanals zeigt den aktuellen Betriebszustand (grün = Run, rot = Hold).

 Stop stoppt die Messung vollständig.

 Digital-I/O verwenden Sie, um die Einstellungen im Digital-I/O-Modul zu ändern

(Hinweis: Stoppen Sie zuerst die Messung).

 End: Drücken Sie den End-Button um zum Hauptmenü zurückzukehren.

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Analoger Datenlogger

Technische Daten

Analoge Eingänge 2 (BNC) Auösung 16 bit Nichtlinearität, integral ±2 LSB Abtastrate 2x 100 kS/s Simultane Kanäle 2 Eingangsspannungsbereich (in 1-2-5-Stufen) ±100 mV…±10 V Analogbandbreite (-3 dB) 2 MHz Zeitbasis ( 10 µs/S…10 ms/S in 1 µs-Schritten 10 µs bis 2,5 s

darüber 10 ms/S-Schritte) Genauigkeit (Spannung) bei 25°C 0,1% bzw. 1 mV Genauigkeit (Zeit) 100 ppm Überlastschutz ±300 VDC Rauschen (typ.) -66 dB (Effektiv)

-48 dB (Spitze-Spitze)

Eingangsimpedanz 850 kΩ Eingangskapazität 14 pF Triggermodi 6: Schwelle, Fenster, Flanke, dV/dt, manuell,

extern (26-pol. Sub-D Buchse, Pin 26), Delay

Das Modul Data Logger Analog verfügt über 2 Messkanäle. Sie können Signale bis zu einer Signalfrequenz von 50 kHz darstellen. Oberhalb dieser Grenze werden Spiegelfrequenzen gemessen, die in der Realität nicht vorhanden sind. Dies sollte beim Anlegen eines völlig unbekannten Signals beachtet werden. Beide Kanäle benutzen eine gemeinsame Zeitbasis.

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Analog-Datenlogger

Vorgehensweise

• Wählen Sie sinnvolle Einstellungen für die Abtast-Zeit Time, Trigger, Amplitude und Offset je nach Applikation (siehe auch Beschreibung im Folgenden). Alternativ können Sie auch eine frühere Konguration mit Load.Save.Print->Load Cong laden. Die aktuelle Konguration lässt sich mit Load.Save.Print->Save Cong speichern.

• Load.Save.Print: Wenn Sie die Messdaten protokollieren wollen, geben Sie un diesem Untermenü den Dateinamen an.

• Run: Klicken Sie diesen Button um kontinuierlich zu messen. Während die Mes- sung läuft, wird dieser Button zum Stop-Button.

• Stop: Drücken Sie den Stop-Button, um die Messung komplett zu stoppen.

• End: Drücken Sie den End-Button, um zum Hauptmenü zurückzukehren.

Analog-Datenlogger-Bildschirm

Das analoge Datenlogger-Modul präsentiert sich mit dem oben abgebildeten virtuellen Frontpanel.

 Die Abtastzeit wird für beide Kanäle mit dem Regler Time festgelegt.

 Amplitude und Offset werden für jeden Kanal getrennt eingestellt. Neben der

Amplitude kann auch der Teilungsfaktor eines Tastkopfes angegeben werden.

 Mit den beiden Werten im Bereich Trigger werden die Trigger-Schwellen einge-

 Im Untermenü Load.Save.Print kann zu Dokumentationszwecken der Kurvenver-

lauf ausgegeben werden. In diesem Menü können auch Kongurationen abgespeichert und wieder geladen werden.

 Der Signalverlauf von Kanal 1 wird blau dargestellt, der von Kanal 2 in roter

Farbe. Die Anzeige zeigt die rollende Zeitdarstellung der angelegten Eingangssig-

nale.

Ist der Maus-Zeiger innerhalb des Displays, lassen sich eine Reihe weiterer

Funktionen nutzen. Bei gedrückter linker Maustaste kann ein Bereich markiert werden, der dann vergrößert wird. Durch Klick mit der rechten Maustaste wird ein Menü mit weiteren Optionen geöffnet.

 Der Button Refresh Display stellt die Anzeige wieder auf den Grundzustand zu-

rück.

 Mit dem Button Run können Sie die kontinuierliche Messung starten. Wenn nicht

gemessen wird, kann mittels des Buttons Digital I/O die Oberäche für die Digitalkanäle aufgerufen werden.

 Der Button End verlässt das Modul Data Logger Analog.

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Analog-Datenlogger

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Analog-Datenlogger

 Digital I/O: Drücken Sie diesen Button, um die Einstellungen im Digital-I/O-Modul

zu ändern.

Genereller Hinweis: Die Drehknöpfe und Regler bieten auch die Möglichkeit einer numerischen Eingabe des gewünschten Wertes über die Tastatur. Der Datenlogger versucht, Einstellungs-Vorgaben so genau wie möglich umzusetzen. Es sind jedoch nicht alle Werte exakt durch die Hardware realisierbar. In solchen Fällen nähert das Gerät die tatsächliche Einstellung dem gewünschten Wert an. Das MEphistoLab korrigiert daraufhin die Einstellungen, sodass sie den tatsächlich eingestellten Wert anzeigen.

Erläuterungen zu den Funktionen

 Das Abtast-Intervall wird für beide Kanäle mit dem Regler Time festgelegt. Die Angabe bestimmt

die Dauer einer einzelnen Abtastung. Dies ist ein wichtiger Unterschied zu den Modulen Oscillos- cope und Logic Analyser. Die Anzahl der Messwerte in der Anzeige wird automatisch ermittelt. Der Standard-Werte für die Zeitangabe ist 10 µs. Dies ist der kleinste Wert, den das MEphisto Scope erreichen kann. Da der PC die Auffrischung der Anzeige, das Schreiben der Protokoll-Datei und weitere Tasks abzuwickeln hat, ist es möglich, dass er für die gesendete Datenrate zu langsam ist. In diesem Fall wird eine Warnung angezeigt und die Aufzeichnung gestoppt. Sie sollten dann versuchen, mehr Rechenzeit durch das Beenden anderer Programme bereitzustellen. Sollte sich keine stabile Aufzeichnung erzielen lassen, sollten Sie das Abtast-Intervall verlängern bzw. die Zeit zu erhöhen. Es ist in jedem Fall vorteilhaft, sie so hoch wie für die jeweilige Messsituation möglich zu wählen. Dies verkürzt die Protokoll-Datei und macht sie für Tabellen-Kalkulations-Programme nutzbar.

 Die Amplitude kann zwischen 0,2 V und 20 V im Raster 1-2-5 eingestellt werden. Die Auswahl-

Werte passen sich dem eingestellten Teilungsfaktor des Tastkopfes an. Der Standard-Wert ist 20 V.

 Der Mittelpunkt des Messbereichs kann mittels des Wertes Offset bestimmt werden. Die

Maximalspannung von ±10 V lässt sich dabei nicht überschreiten. Die Messgenauigkeit kann bei anderen Offset-Werten als 0 V leicht abnehmen, da das Gerät nur für diese Spannung kalibriert ist.

Sollen höhere Spannungen als ±10 V gemessen werden, muss ein Tastkopf mit einem Teilungs-

faktor von 10 oder 100 eingesetzt werden. Dieser Faktor ist neben der Amplitude anzugeben. Alle Spannungsbezogenen Angaben richten sich nach diesem Faktor. Bitte beachten Sie, dass die meisten Tastköpfe mit Teilfaktoren größer „1x“ nicht sehr genau sind.

 Mit den beiden Werten High und Low werden Trigger-Schwellen gesetzt. Für die meisten Trigger-

Modi ist nur die Angabe der oberen Schwelle (High) erforderlich. Nur beim Trigger-Modus Win- dow (Fenster) ist zusätzlich eine untere Schwelle anzugeben. Die Schwellen werden vom Gerät korrigiert und die realisierten Werte angezeigt. In den Modi Manuell und Extern gibt es keine einstellbaren Schwellen.

Im Untermenü Trigger Settings können drei weitere Angaben zum Trigger gemacht werden.

Zunächst kann der Trigger-Kanal (Channel) festgelegt werden. Als zweite und wichtigste Angabe ndet sich in diesem Menü die Auswahl des Trigger-Typs (Trigger Type). Diese Angabe hat entscheidende Bedeutung für die sichere Erkennung des Trigger-Ereignisses. Eine ausführliche Beschreibung ndet sich im nächsten Abschnitt. Als dritte Angabe ist das Setzen des Trigger-

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Punktes (Trigger Point) möglich. Sie bestimmt, ob das Ereignis die Messung startet (Pre) oder beendet (Post). Beim Pre-Trigger wird das Verhalten nach dem Trigger-Ereignis dargestellt. Nach dem Drücken des Start-Knopfes wartet das Gerät auf das Trigger-Ereignis. Sobald es erkannt wurde, startet die Aufzeichnung. Durch Drücken von Stop wird sie manuell beendet. Bei Wahl des Post-Triggers ist die Vorgeschichte des Trigger-Ereignisses zu sehen. Die Aufzeichnung startet mit dem Druck auf Start augenblicklich und läuft, bis das Trigger-Ereignis eintritt.

 Im Untermenü Load.Save.Print kann zu Dokumentationszwecken der Kurven-Verlauf ausgegeben

werden. Mit dem Button Save Data (CSV) lässt sich eine Datei auswählen oder anlegen, in die die Messdaten im Microsoft Excel-kompatiblen CSV-Format exportiert werden. Dies muss vor dem Start der Messung erfolgen. Die so erstellte Datei enthält ebenfalls Angaben zum Setup, also darüber, unter welchen Bedingungen diese Daten zustande kamen. Bitte beachten Sie, dass Microsoft Excel und OpenOfce Calc derzeit nur 65536 Zeilen verwalten können. Bei Speichertiefen ab 100 k wird dieser Wert überschritten. Microsoft Excel ignoriert die letzten Messwerte in diesem Fall, OpenOfce Calc weist auf die Überschreitung hin und importiert dann ebenfalls nur 65536 Zeilen. Die Daten werden nach internationaler Notation gespeichert, d. h. sie liegen mit Dezimalpunkt jedoch ohne Tausender-Trennzeichen vor. Die Übernahme in Excel sollte daher über die Funktion „Daten -> Externe Daten importieren“ erfolgen. Hier lassen sich die Import-Optionen exakt steuern. Im Schritt 2 des Imports ist das Trennzeichen auf „Komma“ zu setzen. Im Schritt 3 werden mittels des Knopfes „Weitere…“ das Dezimaltrennzeichen auf Punkt, das 1000-er-Trennzeichen z. B. auf Apostroph umgestellt. Der Import in OpenOfce Calc erfordert eventuell die Umstellung der Trennoptionen auf „Komma“. Zusätzlich müssen die importierten Spalten auf den Spaltentyp „US-Englisch“ gesetzt werden.

Die gewählte Datei wird zunächst nur angelegt. Erst mit dem Start der Messung werden kontinu-

ierlich Daten geschrieben. Wurde eine Datei fälschlich angelegt, so ist der Dialog erneut aufzurufen. Anstelle des normalen Vorgangs wird der Button Abbrechen gedrückt. Die Datei wird nicht gelöscht, jedoch auch nicht weiter zur Aufzeichnung genutzt.

Durch den Button Save Bitmap kann das Display als Graphik abgelegt werden. Dabei stehen die

Typen JPEG (JPG) und Bitmap (BMP) zur Verfügung. Die Auswahl des Formates erfolgt über die Endung des Dateinamens. Das Display kann mit Hilfe des Buttons Print Display auf dem Standard-Drucker ausgegeben werden. Dies erfolgt im Hochformat und ohne Zoom. Ausdruck und das Abspeichern als Bild stehen erst nach mindestens einer Messung zur Verfügung.

Die gesamte Konguration kann in einer Datei gespeichert und nach Bedarf wieder geladen wer-

den. Dazu dienen die Buttons Save Cong und Load Cong. Es werden alle Angaben bis auf die Vorteiler der Tastköpfe gespeichert bzw. wiederhergestellt.

 Die Anzeige zeigt die rollende Zeitdarstellung der Eingangssignale. Kanal 1 wird blau darge-

stellt, den Spannungs-Maßstab nden Sie am linken Rand. Kanal 2 ist rot. Seine Skala bendet

sich am rechten Rand. Klicken Sie auf den kleinen Button im linken unteren Eck der Anzeige um den Kurven-Marker dem gewünschten Kanal zuzuweisen. Rechts von diesem Button sehen Sie die aktuellen Werte an der Marker-Position.

Die Darstellung zeigt den zeitlichen Verlauf des Signals. Die Skalierung richtet sich nach den zuvor

gemachten Zeit- und Spannungsangaben.

Plazieren Sie den Cursor über der Anzeige und drücken Sie die rechte Maustaste um auf einige

nützliche Hilfsfunktionen zuzugreifen. Die Funktion Auto Scale (automatisch Skalieren) wirkt dabei

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Analog-Datenlogger

nur auf die Anzeige selbst. Sie ist nicht funktionsgleich mit dem Button Auto Cong des Oszilloskop-Modus, der Spannungsbereich und Zeiteinstellung für die Messung wählt.

Sie können einzelne Bereiche auch vergrößern, indem Sie den gewünschten Bereich mit gedrück-

ter linker Maustaste markieren.

 Mit dem Button Refresh Display wird die Anzeige auf den ursprünglichen Zustand zurückgestellt.

Trigger-Modi

 Manual (Manuell)

Dieser Trigger-Modus steht für die frei laufende Messung. Sie beginnt sofort

nach dem Druck auf den Knopf Run.

 Level, above/Level, below (Schwellwert Über-/Unterschreitung)

In diesem Modus reagiert der Logger auf das Über- bzw. Unterschreiten der vor-

gegebenen Schwelle. Es ist dabei unerheblich, wie die Überschreitung zustande kam. Diese Art des Triggers eignet sich besonders für zwei Fälle:

• Verfolgen eines Einschaltvorganges

• Detektieren einer kurzzeitigen Überschreitung

 Window, inside/Window, outside (Fenster-Eintritt/-Austritt)

In diesem Modus wird ein Fenster mittels einer oberen und einer unteren Schwel-

le festgelegt. Das Trigger-Ereignis tritt ein, wenn das Signal in das Fenster eintritt oder das Fenster verlässt. Es ist dabei egal, ob es dies an der oberen oder der unteren Schwelle tut. Die Anwendung liegt hauptsächlich in der Überwachung von Gleichspannungen.

• Kontrolle einer Gleichspannung auf Störungen mit „Window, inside“

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Analog-Datenlogger

• Detektieren eines „verbotenen Bereichs“ z. B. in der Digitaltechnik

 Edge, rising/Edge, falling (Flanke steigend/fallend)

Ist dieser Modus aktiv, wird, ähnlich wie beim Schwellwert-Trigger, auf das Über-

bzw. Unterschreiten der vorgegebenen Schwelle gewartet. Beim Flanken-Trigger muß jedoch die Schwelle überquert werden. Ein statisch zu hohes oder zu niedriges Signal löst den Trigger nicht aus. Der Flanken-Modus ist für sich wiederholende Wechselspannungssignale einsetzbar, um die Aufzeichnung phasenrichtig zu starten.

• Darstellung der steigenden Flanke

• Darstellung der fallenden Flanke

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Analog-Datenlogger

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Analog-Datenlogger

 Slope, positive/Slope, negative (Steigungstrigger positiv/negativ)

Dieser Trigger-Modus ist für ganz spezielle Fälle dynamischer Signale vorgese-

Die Steigung wird angegeben als Spannung/Sample-Zeit. Die Spannungsangabe

erfolgt in Volt. Im Daten Logger Modus wird Sample-Zeit direkt angegeben.

Die Kontrolle der Steigung ist hauptsächlich in zwei Anwendungsbereichen

Das MEphisto Scope hat einen begrenzten Messbereich. Um nahe des oberen

Beim experimentellen Ermitteln geeigneter Einstellungen empfehlen sich als

Ausgangspunkt sehr kleine Werte. Um beispielsweise in einem Signal mit 50 Hz und 10…18 V

Spitze-Spitze

• Erkennen eines kritischen Zustandes

• Detektieren einer Frequenz

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Analog-Datenlogger

• Potentielles Überschreiten des Messbereichs beim nächsten Messwert

 External, rising/External, falling (Extern, steigende/fallende Flanke)

Ist dieser Modus aktiv, wird, ähnlich wie beim Flanken-Trigger, auf eine steigende

bzw. fallende Flanke gewartet. Ausschlaggebend ist in diesem Fall jedoch nicht eines der analogen Signale sondern das digitale Signal an I/O-Port D23 (Pin 26 der 26-poligen Sub-D Buchse). Wie beim analogen Flanken-Trigger löst nur eine logische Flanke den Trigger aus. Ein statisches Signal wird ignoriert. Der externe Trigger ist zur Synchronisierung mit anderen Geräten vorgesehen. Bitte prüfen Sie die Kompatibilität von Trigger-Quelle und dem MEphisto Scope. Moderne Signalgeneratoren erzeugen meist ein 5 V-CMOS-Signal, das Sie als Synchron-Impuls nutzen können.

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Logik-Analysator

Technische Daten

Digitale Eingänge 16 (26-pol. Sub-D Buchse) Simultane Kanäle 8+8 Simultane Trigger-Kanäle davon 8 Abtastrate 100 kS/s Verzögerung zwischen den 8 bit-Gruppen 2 µs Zeitbasis ( 10 µs/S…10ms/S in 1 µs-Schritten 10 µs…2,5 s

darüber 10 ms/S-Schritte) Genauigkeit (Zeit) 100 ppm Logikpegel 5 V CMOS (1,8 V/3,3 V CMOS; 12 V/24 V;

mit optionalem Konverter)

Überlastschutz +5,5 VDC/-0,5 VDC Eingangsimpedanz 50 MΩ Eingangskapazität 8 pF Triggermodi 4: Pattern (low/high/edge-rising/edge-

falling/ignore) in beliebiger Kombination simultan für 8 bit, manuell, extern (26-pol. SubD Buchse, Pin 26), Delay

Das Modul Logic Analyser stellt 8 oder 16 digitale Messkanäle bis zu einer Frequenz von 50 kHz dar. Oberhalb dieser Grenze werden Spiegelfrequenzen gemessen, die in der Realität nicht vorhanden sind. Dies sollte beim Anlegen eines völlig unbekannten Signals beachtet werden. Im Zweifel kann die Betrachtung mit dem Oszilloskop Aufschluss geben, jedoch nur bis zu einer Frequenz von 500 kHz. Alle digitalen Kanäle benutzen eine gemeinsame Zeitbasis.

Im Logik-Analysator-Modus sind die Kanäle D16 bis D22 auf den Pins 19 bis 25 für Sonderfunktionen reserviert. Sie werden bei Bedarf als Ausgang konguriert und sollten daher nicht beschaltet sein.

Die Pegel der Signale müssen den Anforderungen für 5 V CMOS genügen. Kann dies nicht gewährleistet werden, so muss ein Pegelwandler vorgeschaltet werden.

MEsstechnik fängt mit ME an.

Logik-Analysator

Vorgehensweise

• Wählen Sie sinnvolle Einstellungen für die aufzunehmende Zeitspanne Time und Trigger je nach Applikation (siehe auch Beschreibung im Folgenden). Alternativ

können Sie auch eine frühere Konguration mit Load.Save.Print -> Load Cong laden. Die aktuelle Konguration lässt sich mit Load.Save.Print -> Save Cong speichern.

• Run: Klicken Sie diesen Button um kontinuierlich zu messen. Während die Mes- sung läuft, wird dieser Button zum Stop-Button.

• Single: Klicken Sie auf diesen Button, wenn Sie einen Single Shot aufzeichnen möchten. Der Kurvenverlauf wird nur einmal aufgezeichnet und danach wird die Messung beendet. Bei laufender kontinuierlicher Messung löst Single eine letzte Messung aus und beendet dann die Aufzeichnung.

• Stop: Drücken Sie den Stop-Button, um die Messung komplett zu stoppen.

• End: Drücken Sie den End-Button, um zum Hauptmenü zurückzukehren.

Logik-Analysator-Bildschirm

Das Logik-Analysator-Modul wird von dem oben abgebildeten, virtuellen Frontpanel repräsentiert.

 Die aufgenommene Zeit wird für alle Kanäle mit dem Regler Time festgelegt.

 Im Bereich Display kann die Anzeige der Kanäle zwischen 8 und 16 Kanälen

umgeschaltet werden. Bei einer Darstellung von 8 Kanälen können zwei Marker eingeblendet werden. Ist die Anzeige von 16 Kanälen gewünscht, sind MarkerMessungen nicht möglich. Ebenfalls nicht möglich ist die synchrone Anzeige beider 8 bit Gruppen. Sie lassen sich, bedingt durch die Fähigkeiten von Agilent VEE, nur in zwei unabhängigen Fenstern darstellen.

 Im Untermenü Trigger Settings nden Sie neben zahlreichen Triggeroptionen

auch die Einstellung für die Speichertiefe, die die zeitliche Auösung vorgibt.

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Logik-Analysator

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Logik-Analysator

 Im Untermenü Load.Save.Print kann zu Dokumentationszwecken der Kurven-

Verlauf ausgegeben werden. In diesem Menü können auch Kongurationen abgespeichert und wieder geladen werden.

 Die Signalverläufe der Kanäle werden farbig gekennzeichnet dargestellt. Ist der

Maus-Zeiger innerhalb des Displays, lassen sich eine Reihe weiterer Funktionen nutzen. Bei gedrückter linker Maustaste kann ein Bereich markiert werden, der dann vergrößert wird. Durch Klick mit der rechten Maustaste wird ein Menü mit weiteren Optionen geöffnet.

 Der Button Refresh Display stellt die Anzeige wieder auf den Grundzustand zu-

rück.

 Grundsätzlich können Sie zwischen kontinuierlicher Messung (Run) und einmali-

ger Aufzeichnung (Single) wählen.

 Der Button End verlässt das Modul.

Genereller Hinweis: Die Drehknöpfe und Regler bieten auch die Möglichkeit einer numerischen Eingabe des gewünschten Wertes über die Tastatur. Das MEphisto Scope versucht, Einstellungs-Vorgaben so genau wie möglich umzusetzen. Es sind jedoch nicht alle Werte exakt durch die Hardware realisierbar. In solchen Fällen nähert das Oszilloskop die tatsächliche Einstellung dem gewünschten Wert an. Das MEphistoLab korrigiert daraufhin die Knöpfe, sodass sie den tatsächlich eingestellten Wert anzeigen.

Trigger-Modi

 Manual (Manuell)

Dieser Trigger-Modus steht für die frei laufende Messung. Sie beginnt sofort

nach dem Druck auf Run oder Single.

 Pattern (Muster-Trigger)

In diesem Modus reagiert der Logik-Analysator auf das Auftreten des voreinge-

stellten Bit-Musters auf den unteren 8 bit. Ein Bit kann folgende Zustände anneh-

men: X: Das Bit wird nicht für die Auswertung herangezogen. 0: Das Bit muss zum Zeitpunkt des Triggers den logischen Wert 0 haben. 1: Das Bit muss zum Zeitpunkt des Triggers den logischen Wert 1 haben. F: Das Bit muss zum Zeitpunkt des Triggers eine fallende Flanke aufweisen. R: Das Bit muss zum Zeitpunkt des Triggers eine steigende Flanke aufweisen.

Ein sicherer Triggerzustand wird meist erst durch die Kombination mehrerer

Kriterien erreicht. Beispielhaft betrachten wir einen Speicherzugriff einer Pro-

zessorschaltung. So kann z. B. auf Kanal 7 ein Takt anliegen, dessen steigende

Flanke relevant ist. Kanal 6 zeigt einen Schreibimpuls, der mit der fallenden Flan-

ke aktiv wird. Die Kanäle 0 bis 5 können in diesem Szenario Adressen sein. Die

verbleibenden Kanäle 8 bis 15 repräsentieren die Daten und tragen nicht zum

Triggerereignis bei.

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Logik-Analysator

Soll herausgefunden werden, welcher Wert auf die Speicherstelle 7

hex

(000111

bin

) geschrieben wird, so muss das Trigger-Muster RF000111 angegeben werden. Die Kanäle 8 bis 15 zeigen die Daten an. Im Beispiel ergibt sich ein Wert von 10010010

bin

(92

hex

). Ebenfalls ersichtlich ist, dass Setup- und Hold-Zei-

ten vermutlich eingehalten werden.

Bei diesem Beispiel sei abschließend darauf hingewiesen, dass es nur bei Verwen-

dung eines sehr langsam getakteten Emulators oder Microcontrollers möglich ist.

Ein Zustandsautomat bzw. eine Ablaufsteuerung kann daraufhin getestet wer-

den, ob ein verbotener Zustand angenommen wird, indem dieser Zustand als Trigger-Kriterium angegeben wird. Im Beispiel ist das Trigger-Muster R1100110. Die Taktanke sollte mit angegeben werden, um deniert den Zustand selbst, und nicht zufällig das asynchrone Umschalten zwischen zwei anderen Zuständen zu erkennen. Der Verlauf vor dem Ereignis zeigt dann, wie es zum Fehler kam.

Diese beiden völlig verschiedenen Anwendungen zeigen, dass das Triggern auf

ein so frei denierbares Muster ein mächtiges Werkzeug darstellt. Dennoch ist zu sagen, dass insbesondere die Kombination von nicht exakt zeitlich korrelierten Signalen kaum zuverlässige und reproduzierbare Triggerereignisse verspricht. Die Anzahl der herangezogenen Kanäle sollte unter diesem Aspekt so gering wie möglich sein. Andererseits steigt mit abnehmender Zahl von Kriterien die Anzahl ungewollter Triggerereignisse. Es gilt daher einen Kompromiss zu nden, der eine möglichst hohe Auslösesicherheit bietet.

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Logik-Analysator

 External, rising/External, falling (Extern, steigende/fallende Flanke)

Ist dieser Modus aktiv, wird, ähnlich wie beim Muster-Trigger, auf eine steigende

bzw. fallende Flanke gewartet. Ausschlaggebend ist in diesem Fall jedoch nicht einer der Messkanäle sondern das Signal an I/O-Port D23 (Pin 26 der 26-poligen Sub-D Buchse). Wie beim Flanken-Trigger löst nur eine logische Flanke den Trigger aus. Ein statisches Signal wird ignoriert. Der externe Trigger ist zur Synchronisierung mit anderen Geräten vorgesehen. Bitte prüfen Sie die Kompatibilität von Trigger-Quelle und dem MEphisto Scope. Moderne Signalgeneratoren erzeugen meist ein 5 V-CMOS-Signal, das Sie als Synchron-Impuls nutzen können.

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MEsstechnik fängt mit ME an.

Digitaler Datenlogger

Technische Daten

darüber 10 ms/S-Schritte) Genauigkeit (Zeit) 100 ppm Logikpegel 5 V CMOS (1,8 V/3,3 V CMOS; 12 V/24 V;

mit optionalem Konverter)

Überlastschutz +5,5 VDC/-0,5 VDC Eingangsimpedanz 50 MΩ Eingangskapazität 8 pF Triggermodi 4: Pattern (low/high/edge-rising/edge-

falling/ignore) in beliebiger Kombination simultan für 8 bit, manuell, extern (26-pol. SubD Buchse, Pin 26), Delay

Das Modul Data Logger Digital stellt 8 oder 16 digitale Messkanäle bis zu einer Frequenz von 50 kHz dar. Oberhalb dieser Grenze werden Spiegelfrequenzen gemessen, die in der Realität nicht vorhanden sind. Dies sollte beim Anlegen eines völlig unbekannten Signals beachtet werden. Im Zweifel kann die Betrachtung mit dem Oszilloskop Aufschluß geben, jedoch nur bis zu einer Frequenz von 500 kHz. Alle digitalen Kanäle benutzen eine gemeinsame Zeitbasis.

Im digitalen Datenlogger-Modus sind die Kanäle D16 bis D22 auf den Pins 19 bis 25 für Sonderfunktionen reserviert. Sie werden bei Bedarf als Ausgang konguriert und sollten daher nicht beschaltet sein.

Die Pegel der Signale müssen den Anforderungen für 5 V-CMOS genügen. Kann dies nicht gewährleistet werden, so muss ein Pegelwandler vorgeschaltet werden.

MEsstechnik fängt mit ME an.

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Digital-Datenlogger

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MEsstechnik fängt mit ME an.

Digital-Datenlogger

Vorgehensweise

• Wählen Sie sinnvolle Einstellungen für die aufzunehmende Zeitspanne Time und Trigger je nach Applikation (siehe auch Beschreibung im Folgenden). Alternativ

können Sie auch eine frühere Konguration mit Load.Save.Print -> Load Cong laden. Die aktuelle Konguration lässt sich mit Load.Save.Print -> Save Cong speichern.

• Load.Save.Print: Wenn Sie die Messdaten protokollieren wollen, geben Sie un diesem Untermenü den Dateinamen an.

• Run: Klicken Sie diesen Button um kontinuierlich zu messen. Während die Mes- sung läuft, wird dieser Button zum Stop-Button.

• Stop: Drücken Sie den Stop-Button, um die Messung komplett zu stoppen.

• End: Drücken Sie den End-Button, um zum Hauptmenü zurückzukehren.

Digital-Datenlogger-Bildschirm

Das Digital-Datenlogger-Modul wird von dem oben abgebildeten, virtuellen Frontpanel repräsentiert.

 Die aufgenommene Zeit wird für alle Kanäle mit dem Regler Time festgelegt.

Im Bereich Display kann die Anzeige der Kanäle zwischen 8 und 16 Kanälen

 Im Untermenü Trigger Settings sind alle Triggeroptionen zusammengefasst.

 Im Untermenü Load.Save.Print kann zu Dokumentationszwecken der Kurven-

Verlauf ausgegeben werden. In diesem Menü können auch Kongurationen abgespeichert und wieder geladen werden.

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MEsstechnik fängt mit ME an.

Digital-Datenlogger

 Die Signalverläufe der Kanäle werden farbig gekennzeichnet dargestellt. Ist der

 Der Button Refresh Display stellt die Anzeige wieder auf den Grundzustand zu-

rück.

 Mit dem Druck auf Run startet die kontinuierliche Messung.

 Der Button End verlässt das Modul Digital Data Logger.

Genereller Hinweis: Die Drehknöpfe und Regler bieten auch die Möglichkeit einer numerischen Eingabe des gewünschten Wertes über die Tastatur. Das MEphisto Scope versucht, Einstellungs-Vorgaben so genau wie möglich umzusetzen. Es sind jedoch nicht alle Werte exakt durch die Hardware realisierbar. In solchen Fällen nähert der Datenlogger die tatsächliche Einstellung dem gewünschten Wert an. Das MEphistoLab korrigiert daraufhin die Knöpfe, sodass sie den tatsächlich eingestellten Wert anzeigen.

Erläuterungen zu den Funktionen

 Die Abtastzeit wird für alle 16 Kanäle mit dem Regler Time festgelegt. Der Standard-Wert ist

10 µs. Die Anzahl der Messwerte in der Anzeige wird automatisch bestimmt.

 Im Untermenü Trigger Settings können Angaben zum Trigger gemacht werden. Als wichtigste

Angabe ndet sich in diesem Menü die Auswahl des Trigger-Typs (Trigger Type). Diese Angabe hat entscheidende Bedeutung für die sichere Erkennung des Trigger-Ereignisses. Eine ausführliche Beschreibung ndet sich im nächsten Abschnitt. Als zweite Angabe ist das Setzen des TriggerPunktes (Trigger Point) möglich. Sie bestimmt, ob das Ereignis die Messung startet (Pre) oder beendet (Post). Beim Pre-Trigger wird das Verhalten nach dem Trigger-Ereignis dargestellt. Nach dem Drücken des Start-Knopfes wartet das Gerät auf das Trigger-Ereignis. Sobald es erkannt wurde, startet die Aufzeichnung. Durch Drücken von Stop wird sie manuell beendet. Bei Wahl des Post-Triggers ist die Vorgeschichte des Trigger-Ereignisses zu sehen. Die Aufzeichnung startet mit dem Druck auf Start augenblicklich und läuft, bis das Trigger-Ereignis eintritt.

 Die Angabe des Trigger-Musters (Pattern) ist nur für die unteren acht Bit möglich. Die übrigen

acht Kanäle werden aufgezeichnet, können jedoch keinen Trigger auslösen. Für jeden Kanal kann einer von vier möglichen Trigger-Zuständen oder Ignorieren gewählt werden. Die relevanten Zustände können Pegel (0 oder 1) oder Flanken (steigend „R“ oder fallend „F“) sein. Jede Kombination ist möglich. Genauere Angaben hierzu nden sich im folgenden Abschnitt.

 Im Untermenü Load.Save.Print kann zu Dokumentationszwecken der Kurvenverlauf ausgegeben

werden. Mit dem Button Save Data (CSV) lässt sich eine Datei auswählen oder anlegen, in die die Messdaten im Microsoft Excel kompatiblen CSV-Format exportiert werden. Dies muss vor dem Start der Messung erfolgen. Die so erstellte Datei enthält ebenfalls Angaben zum Setup, also darüber, unter welchen Bedingungen diese Daten zustande kamen. Bitte beachten Sie, dass Microsoft Excel und OpenOfce Calc derzeit nur 65536 Zeilen verwalten können. Bei Speichertiefen ab 100 k wird dieser Wert überschritten. Microsoft Excel ignoriert die letzten Messwerte in

MEsstechnik fängt mit ME an.

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Digital-Datenlogger

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MEsstechnik fängt mit ME an.

Digital-Datenlogger

diesem Fall, OpenOfce Calc weist auf die Überschreitung hin und importiert dann ebenfalls nur 65536 Zeilen. Die Daten werden nach internationaler Notation gespeichert, d. h. sie liegen mit Dezimalpunkt jedoch ohne Tausender-Trennzeichen vor. Die Übernahme in Excel sollte daher über die Funktion „Daten -> Externe Daten importieren“ erfolgen. Hier lassen sich die Import-Optionen exakt steuern. Im Schritt 2 des Imports ist das Trennzeichen auf„Komma“ zu setzen. Im Schritt 3 werden mittels des Knopfes „Weitere…“ das Dezimaltrennzeichen auf Punkt, das 1000-er-Trennzeichen z. B. auf Apostroph umgestellt. Der Import in OpenOfce Calc erfordert eventuell die Umstellung der Trennoptionen auf „Komma“. Zusätzlich müssen die importierten Spalten auf den Spaltentyp „US-Englisch“ gesetzt werden.

Die gewählte Datei wird zunächst nur angelegt. Erst mit dem Start der Messung werden kontinu-

Durch den Button Save Bitmap kann das Display als Graphik abgelegt werden. Dabei stehen die

Typen JPEG (JPG) und Bitmap (BMP) zur Verfügung. Die Auswahl des Formates erfolgt über die Endung des Dateinamens. Das Display kann mit Hilfe des Buttons Print Display auf dem Standard-Drucker ausgegeben werden. Dies erfolgt im Hochformat und ohne Zoom. Ausdruck und das Abspeichern als Bild stehen erst nach mindestens einer Messung zur Verfügung.

Die gesamte Konguration kann in eine Datei gespeichert und nach Bedarf wieder geladen wer-

den. Dazu dienen die Buttons Save Cong und Load Cong. Es werden alle Angaben gespeichert bzw. wiederhergestellt.

 Die Anzeige kann zwischen den Darstellungsarten 8 bit ohne Marker, 8 bit mit Marker und 16 bit

ohne Marker umgeschaltet werden. Haben Sie einen Marker aktiviert, klicken Sie auf den kleinen Button im linken unteren Eck der Anzeige um den Kurven-Marker dem gewünschten Kanal zuzuweisen. Rechts von diesem Button sehen Sie die aktuellen Werte an der Marker-Position. Bei einem Pegel von 0 wird dort ein y-Wert in Höhe der Kanal-Nummer angegeben. Bei einer logischen 1 erscheint die Kanal-Nummer um 0,5 erhöht. Kanal 3 kann also die Werte 3 (logisch 0) und 3,5 (logisch 1) annehmen.

 Platzieren Sie den Cursor über der Anzeige und drücken Sie die rechte Maustaste um auf einige

nützliche Hilfsfunktionen zuzugreifen. Die Funktion Auto Scale (automatisch Skalieren) wirkt dabei nur auf die Anzeige selbst. Sie ist nicht funktionsgleich mit dem Button Auto Cong des Oszilloskop-Modus, der Spannungsbereich und Zeiteinstellung für die Messung wählt.

Sie können einzelne Bereiche auch vergrößern, indem Sie den gewünschten Bereich mit gedrück-

ter linker Maustaste markieren.

 Mit dem Button Refresh Display wird die Anzeige auf den ursprünglichen Zustand zurückgestellt.

Trigger-Modi

 Manual (Manuell)

Dieser Trigger-Modus steht für die frei laufende Messung. Sie beginnt sofort

nach dem Druck auf Run.