dataTec Applikationsbericht | Welcher Oszilloskop-Tastkopf zu welcher Messaufgabe passt

Applikationsschrift ::  Welcher Oszilloskop-Tastkopf zu welcher Messaufgabe passt.
Der geeignete Tastkopf entscheidet über die Qualität des Messergebnisses. Wann wird ein passiver und wann ein aktiver Tastkopf verwendet? Wir zeigen Ihnen, worauf Sie achten sollten.

Die Wahl eines geeigneten Tastkopfes für das Oszilloskop ist entscheidend für eine genaue und reproduzierbare Messung. Es gibt eine Vielzahl an Tastköpfen, die sich in zwei große Bereiche einteilen lassen: den passiven und den aktiven Tastkopf.

Das erste Unterscheidungsmerkmal der beiden Typen ist, dass die passiven Tastköpfe im Gegensatz zu den aktiven Tastköpfen keine Versorgungsspannung benötigen. Sei es durch ein separates Netzteil oder durch Bereitstellung der Versorgungsspannung durch das Oszilloskop selbst. Die aktiven Tastköpfe bieten eine wesentlich höhere Bandbreite. Alle Tastköpfe sind für jeweils andere Einsatzgebiete bzw. Oszilloskop-Typen prädestiniert.

Der passive Tastkopf ist am verbreitetsten. Unterschieden wird in eine hochohmige und niederohmige (Widerstandstastkopf) Variante.

Hochohmige Tastköpfe sind meist als 10:1-Teiler ausgeführt. Typischerweise gehören sie zum Zubehör bei einem Neukauf eines Oszilloskops. Der Eingangswiderstand des Tastkopfes, wenn er an den hochohmigen Eingang mit 1 MΩ des Oszilloskops angesteckt ist, beträgt 10 MΩ. Das Bild 1 zeigt das Ersatzschaltbild des Tastkopfes mit der Eingangsbeschaltung des Oszilloskops. Durch den Serienwiderstand von 9 MΩ in Serie mit dem Eingangswiderstand von 1 MΩ des Oszilloskops ergibt das ein Spannungsverhältnis von 10:1.

Der niederohmige passive Tastkopf hat, je nach dem im Tastkopf integrierten Widerstand, ein Spannungsteilerverhältnis von 10:1, mit einem Widerstand von 450 Ω oder 20:1 mit 950 Ω. Das Kabel, das zum Oszilloskop führt, ist ein 50-Ω-Kabel. Wichtig ist, dass die Impedanz des Oszilloskops auf 50 Ω eingestellt ist. Der Vorteil eines passiven Tastkopfes ist seine geringe kapazitive Last, verbunden mit einer hohen Bandbreite bis zu einigen GHz. Das wird bei Zeitmessungen wie Flankenzeiten oder Periodendauer genutzt.Die Tastköpfe lassen sich auch für Messungen an ECL-Logik oder an HF- und Mikrowellen-Modulen verwenden. Ein Nachteil ist allerdings die starke ohmsche Belastung des Messpunktes, wodurch sich Arbeitspunkte verschieben können oder Amplituden reduziert werden.

Aktiver Tastkopf bei breitbandigen Messaufgaben
Hat das verwendete Oszilloskop eine höhere Bandbreite als 500 MHz, so ist ein aktiver Tastkopf zu empfehlen. Trotz des höheren Preises ist dieser die erste Wahl, wenn Bandbreite gefordert ist. Zwar sind die aktiven Tastköpfe teurer und bieten zudem nur einen geringeren Eingangsspannungsbereich.

Doch aufgrund ihrer deutlich geringeren kapazitiven Belastung des Testpunktes durch die geringere Eingangskapazität bieten sie eine genauere Wiedergabe des zu messenden Signals. Aktive Tastköpfe benötigen eine Stromversorgung.....

Erschienen: Elektronik Praxis 15.12.14 (S. 32 - 33) | Heft 24/2014
Autor: Klaus Höing, Dipl.-Ing. | Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei dataTec