Was können Sie messen mit dem Oszilloskop?

Thursday, March 25, 2021 von: Tektronix Expert

Die meisten Konsumgüter enthalten elektronische Schaltungen oder Komponenten, wobei das Messen mit dem Oszilloskop während des gesamten Produktentwicklungsprozesses zur Prüfung dieser Komponenten zum Einsatz kommt. Aber was ist ein Oszilloskop und was können Sie mit dem Gerät genau messen?

Ein Oszilloskop, früher auch als Oszillograph (informell Scope, Oscope oder O-Scope) bezeichnet, ist ein Instrument, das elektrische Signale grafisch darstellt und zeigt, wie sich diese Signale im Laufe der Zeit verändern. Ingenieure verwenden Oszilloskope, um elektrische Phänomene zu messen und ihre Schaltungsentwürfe schnell zu testen, zu überprüfen und zu debuggen. Die Hauptfunktion von einem Oscope besteht in der Messung von Spannungswellen. Diese Wellen werden in einem Graphen dargestellt, der viele Informationen über ein Signal liefert, zum Beispiel:

Die Zeit- und Spannungswerte eines Signals.
Die Frequenz eines schwingenden Signals.
Die „beweglichen Teile“ eines Schaltkreises, die durch das Signal dargestellt werden.
Die Frequenz, mit der ein bestimmter Teil des Signals im Verhältnis zu anderen Abschnitten auftritt.
Ob ein defektes Bauteil das Signal verzerrt oder nicht.
Wie viel von einem Signal Gleichstrom (DC) oder Wechselstrom (AC) ist.
Wie viel des Signals Rauschen ist und ob sich das Rauschen mit der Zeit verändert.

Ganz vereinfacht gesagt, zeigt die auf einem Oszilloskop angezeigte Grafik, wie sich das Signal im Laufe der Zeit verändert, wobei die Spannung vertikal auf der Y-Achse und die Zeit horizontal auf der X-Achse dargestellt wird.

Oszilloskop-Display mit grafischer Darstellung der zeitlichen Entwicklung eines Signals

Die Intensität oder Helligkeit des Signals auf der Anzeige des Oszilloskops wird gelegentlich als Z-Achse bezeichnet. Bei Digital-Phosphor-Oszilloskopen (DPO) kann die Z-Achse durch Farbabstufung der Anzeige dargestellt werden.

Z-Achse auf einem Oszilloskop, die die Intensität und Helligkeit eines Signals anzeigt

Weitere Informationen über die Rekonstruktion von Signalen, Signalintegrität und Wellenformmessungen finden Sie in den Grundlagen zu Oszilloskopen.

Was misst ein Oszilloskop?

Während Oszilloskope in erster Linie für die Messung von Spannungen ausgelegt sind, können sie auch eine Vielzahl anderer Signale erkennen und messen, darunter:

Stromstärke

Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Strom mit einem Oszilloskop zu messen. Eine davon ist die Messung der Spannung, die über einen Shunt-Widerstand abfällt. Die andere Möglichkeit besteht darin, einfach eine Stromzange zu verwenden.

Schall

Es ist möglich, Schall mit einem Oszilloskop zu messen. Sie bräuchten einen Wandler (der das Audiosignal in eine Spannung „umwandelt“), den Sie dann an einen Kanal des Oszilloskops anschließen. Das Signal wird dann als entsprechende Spannung über der Zeit angezeigt.

Kapazität

Während ein Oszilloskop keine direkte Messung der Kapazität ermöglicht, kann es zur Messung einer Zeitkonstante verwendet werden, um die tatsächliche Kapazität eines elektrischen Systems oder einer Komponente mit einem Arbiträr Funktionsgenerator zu ermitteln.

Gleichspannung

Die meisten modernen Oszilloskope bieten die Möglichkeit, Gleichspannung automatisch zu messen. Sie können sie jedoch manuell messen, indem Sie die vertikalen Fadenkreuze „zählen“ und mit den Volt pro Teilung multiplizieren.

Frequenz

Ähnlich wie bei der Gleichspannung messen die meisten modernen Oszilloskope automatisch die Frequenz. Es ist jedoch möglich, die Frequenz manuell zu berechnen, indem man die Periode des Signals (mit Hilfe der Cursor oder des horizontalen Fadenkreuzes) berechnet und 1 durch die Periode dividiert, um die Frequenz zu erhalten. Erfahren Sie mehr über die Frequenzmessung mit einem Oszilloskop

Induktivität

Wenn Sie kein LCR-Meter haben, können Sie die Induktivität auch mit einem Oszilloskop und einem Funktionsgenerator messen. Dabei handelt es sich um eine einfache Messung mit einem Messfehler von 3 bis 5 %.

Finden Sie das richtige Oszilloskop für Ihre Anwendung

Nicht alle Oszilloskope sind identisch. Bevor Sie also entscheiden, in welches Gerät Sie investieren, sollten Sie sich über Ihre Projektanforderungen und die Art des Oszilloskops im Klaren sein, die Sie für möglichst effiziente und genaue Messungen benötigen.

Bei der Wahl des richtigen Oszilloskops gibt es eine Reihe von Faktoren zu berücksichtigen, darunter Bandbreite, Anstiegszeit, Abtastrate, Kanaldichte und kompatible Tastköpfe. Lesen Sie unseren Überblick darüber, wie man ein Oszilloskop wählt, oder entdecken Sie unser gesamtes Angebot an Oszilloskopen, um das richtige Gerät für Ihre Anwendung zu finden.

Messen mit dem Oszilloskop FAQs

Was misst ein Oszilloskop?

Ein Oszilloskop misst elektrische Signale und zeigt diese grafisch an, wie sie sich im Laufe der Zeit verändern. Es kann verwendet werden, um:

die Spannung eines Signals zu messen
die Stromstärke eines Signals zu messen
den Schall zu messen
die Kapazität eines Bauteils zu messen
die Frequenz eines Signals zu messen
die Induktivität eines Bauteils zu messen

Welche fortgeschrittenen Analysefunktionen kann man beim Messen mit dem Oszilloskop verwenden?

Beim Messen mit dem Oszilloskop können Sie ein breites Spektrum an fortgeschrittenen Analysefunktionen verwenden. Diese Funktionen ermöglichen es Ingenieuren und Technikern, eine umfassende und detaillierte Untersuchung komplexer Signale und Systeme ermöglichen. Dazu gehören:

Zeitbereichsanalyse
Frequenzbereichsanalyse
Trigger- und Synchronisationsfunktionen
Dekodierungsfunktionen
Messungen und Berechnungen

Wie wählt man das richtige Oszilloskop aus?

Bei der Wahl des richtigen Oszilloskops sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen, darunter:

Bandbreite: Die Bandbreite des Oszilloskops muss höher sein als die Frequenz der zu messenden Signale.
Anstiegszeit: Die Anstiegszeit des Oszilloskops muss kürzer sein als die Anstiegszeit der zu messenden Signale.
Abtastrate: Die Abtastrate des Oszilloskops muss hoch genug sein, um die zu messenden Signale genau zu erfassen.
Kanaldichte: Die Anzahl der Kanäle des Oszilloskops muss der Anzahl der zu messenden Signale entsprechen.
Kompatible Tastköpfe: Die Tastköpfe des Oszilloskops müssen für die zu messenden Signale geeignet sein.

Wo finde ich weitere Informationen über Oszilloskope?

Weitere Informationen zu unseren Produkten finden Sie auf unserer Oszilloskop-Produktseite. Falls Sie dahingegen allgemein mehr über die Geräte und deren Funktionen erfahren möchten, dann sollten Sie sich unseren Oszilloskop-Leitfaden herunterladen, der Sie durch die gesamte Materie der Geräte führt.