Oszilloskop - Messgerät für Schnelle
Das Oszilloskop ist wohl das leistungsfähigste Messgerät, was dem Elektroniker zur Verfügung steht. Alleine dieses Gerät kann theoretisch nahezu jedes andere Messgerät ersetzen. Ein Oszilloskop ist leider auch mit das teuerste Gerät welches man sich anschaffen kann. Zwar gibt es schon einfache Modelle die zu Preisen zu bekommen sind, die ein hochwertiges Multimeter kostet, aber solche Messgeräte kommen sehr schnell an die Grenzen. Diese sind höchstens ausreichend für einfache Messungen im NF-Bereich. Nach oben gibt es aber auch keine Grenze. Es gibt Oszilloskope, die einen Messcomputer eingebaut haben, welcher einem die Messwerte im Klartext anzeigen und sogar auf den PC oder auf einen Drucker ausgeben können. Des Weiteren lassen sich mit solchen Geräten auch Beispielmessungen speichern um dann mit späteren Messungen zu vergleichen um Abweichungen festzustellen. Für die Versuche hier wird ein Zweikanal- (oder auch Zweistrahl) Oszilloskop verwendet. Die Maximalfrequenz ist hier nicht so von Bedeutung. Wer aber etwas Vernünftiges haben möchte, sollte sich schon bei den Geräten mit 20-30 MHz umschauen.
Ein Zweikanal-Oszilloskop
Aufbau des Oszilloskopes
 Kernstück des Oszilloskop ist die Elektronenstrahlröhre. Dies ist eine vereinfachte Form der Fernsehröhre. Der Leuchtstrahl erzeugt in der Regel ein grünes Licht auf der Frontseite. Vor dieser Röhre ist ein Liniennetz angebracht, dessen Bedeutung später noch erklärt wird. In einigen Oszilloskopen ist noch eine Beleuchtung eingebaut, die das Gitternetz ausleuchtet.
Des Weiteren befindet sich die Horizontal-Ablenkung, bestehend aus einem Sägenzahngenerator und gesteuert von der Trigger-Einheit in einem Oszilloskop. Bei Zweikanal-Oszilloskopen befinden sich noch zwei Vertikal-Steuerungen. Bei Einkanal-Geräten dementsprechend nur eine Vertikal-Ablenkung.
Es sind auch noch Bedienelemente zu finden, wie z.B. der Netzschalter, Regler für den Focus (Schärfe) oder der Helligkeit des Lichtstrahls. Oft besitzen die Oszilloskope noch einen extra Erdungsanschluss um einen kompletten Potentialabgleich mit der zu messenden Schaltung vornehmen zu können. |
 Auf
der Frontansicht des Oszilloskopes sind die Bedienelemente der einzelnen
Baugruppen gut zu erkennen.Zu diesen Bedienelementen können dann noch Elemente für einen Messcomputer hinzu kommen. Einige Oszilloskope besitzen auch noch einen Funktionsgenerator. Dieser ist für viele Messungen unerlässlich. Darauf wird aber später noch eingegangen. Unter dem Bildschirm oder auch daneben, befinden sich der Netzschalter und die Focus und Helligkeits-Regler. Evtl. auch noch ein Schalter, der die Beleuchtung einschaltet. |
Vorarbeit nötig - Die Kalibrierung
Bevor man mit dem Oszilloskop arbeiten kann, sollte man grundsätzliche Einstellungen vornehmen. Dies garantiert, dass die Messungen auch erfolgreich verlaufen und man keine rätselhaften Ergebnisse bekommt. Um die Grundeinstellungen vorzunehmen, sollten keine Messleitungen etc. angeschlossen sein.
Als erstes sollte man natürlich das Gerät einschalten. Es dauert einige Sekunden in der sich die Elektronenstrahlröhre aufheizen muss. Es erscheint dann eine grüne Linie auf den Bildschirm oder evtl. auch ein kleiner Punkt der von links nach rechts wandert. Focus stellt man nun so ein, dass diese so klein wie möglich ist. Die Helligkeit sollte auch nicht zu stark gewählt werden, da dies evtl. doch die Augen ziemlich belastet.
In der Vertikal-Einstellung für Ch 1 und Ch 2 befindet sich ein Schalter der mit 'Signal' oder 'Source' bezeichnet ist. Diesen bringt man nun in die Stellung GND. Mit dem Mode-Schalter wählt man nun Ch 1 aus. Der Time/Div-Regler sollte auf einen Wert gebracht werden, bei dem die Linie nicht mehr flimmert. Eine mittige Einstellung ist eigentlich recht gut. Nun kann man mit dem Pos-Regler die vertikale Position des Oszilloskopes ändern. Wird Mode auf Ch 2 gestellt, geht dies auch für den 2. Kanal. Für die meisten Messungen wird man eine Position auf der Mittellinie bevorzugen. Diese ist auch gekennzeichnet. Entweder stärker dargestellt, gestrichelt oder ähnlich.
Im Horizontal-Bereich befindet sich auch ein Pos-Regler. Wer diesen bedient, wird merken, das die Linie sich Horizontal verschiebt. Dies ist für Frequenzmessungen sehr hilfreich, wie wir später noch erfahren werden.
Im Trigger-Bereich sollte man den Wahlschalter für Mode auf Auto schalten. Damit muss man sich um die Triggerung nicht weiter kümmern.
Messen von Gleichspannung
 Möchte man eine Gleichspannung messen, ist dies problemlos mit dem Oszilloskop möglich. Die zu messende Gleichspannung wird an einem Kanal angeschlossen. Mit dem Mode Schalter wählt man den entsprechenden Kanal aus. Der Signal-Schalter des entsprechenden Kanals muss in den DC-Bereich gestellt werden. Jetzt kann man mit dem Volts/Div-Regler die Empfindlichkeit solange einstellen, bis die Linie wieder sichtbar ist. Die Höhe der Spannung ergibt sich aus den Abstand der Nulllinie, die man vorher eingestellt hat und der jetzigen Position mal Volts/Div.
Auf dem Bild ist die Messung an einer 9V-Blockbatterie zu sehen.
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Messen von Gleichstrom
 Möchte
man den Strom messen, ist dies mit dem Oszilloskop nur indirekt möglich.
Das Oszilloskop ist ein reines Spannungsmessgerät. Dank des ohmschen
Gesetzes ist es dennoch möglich,Hiefür benötigt man nur einen weiteren Widerstand, der in Reihe mit dem zu messenden Verbraucher geschaltet wird. Das Oszilloskop misst nun den Spannungsabfall an diesen Widerstand und mit Hilfe des ohmschen Gesetzes ist die Berechnung des entsprechenden Stromes leicht möglich. Im Beispiel müsste man eine Spannung von ca. 4,5 V messen. Im nebenstehenden Beispiel wurde ein sehr großer Widerstand zur Strommessung verwendet. Man sollte aber Widerstände verwenden, die so klein wie möglich sind um die Spannungsreduktion so gering wie möglich zu halten. Dabei kann man sich auf den kleinsten möglichen Messbereich des Oszilloskop stützen. Beträgt dieser z.B. 5 mV/Div und wird ein Maximalstrom von 0,1 A erwartet, ist ein Widerstand von 0,5 Ohm durchaus angebracht. Je größer der Strom desto kleiner kann der Widerstand werden. Solche Widerstände, die auch Shunts genannt werden, gibt es problemlos im Handel. |