dataTec Applikationsbericht "TEC DATES" | Teil 2: Verlässliche Signalaufnahme mit dem Oszilloskop

Applikationsschrift ::  Verlässliche Signalaufnahme mit dem Oszilloskop, Teil 2
Der Tastkopf ist der Flaschenhals bei einer Messung mit dem Oszilloskop.

Im zweiten Teil stellen wir Ihnen weitere 4 Grundregeln vor, um zuverlässige Messwerte zu erhalten.

Der Messtechniker muss sich auf seine Messergebnisse verlassen können:
Die abgegriffenen Signale sollen das zeigen, wie sie in einer Testschaltung tatsächlich sind. Ohne die passenden Tastköpfe wird das Signal verzerrt oder die Messergebnisse sind irreführend.

Im zweiten Teil unseres Messtechnik-Tipps stellen wir Ihnen die restlichen 4 der 8 Grundregeln vor, um zuverlässige Messwerte mit einem Oszilloskop und dem entsprechenden Tastkopf zu erhalten.

Zuweilen müssen Messungen durchgeführt werden, bei denen keiner der beiden Messpunkte direkt auf Masse liegt. Die direkte Messung der Spannung über den Serienregler U1 eines linearen Netzteiles. Bei den meisten Oszilloskopen ist die Tastspitze am Messpunkt und am Eingangsverstärker, wobei der andere Pol der Tastspitze mit der Masse des Oszilloskops verbunden ist.

Tipp 5: Potenzialfreies messen mit differenziellen Tastköpfen
Die Messung ist also eine Differenzmessung zwischen dem Messpunkt und Masse. Wird die Tastkopfmasse an einen anderen Pegel als Masse verbunden, wird dieser Punkt auf Masse gezogen (Kurzschluss). Wie kann dieses umgangen werden? - Indem man zwei Tastköpfe gleichen Typs verwendet und die beiden Signale auf zwei Kanäle des Oszilloskops führt. Die meisten Oszilloskope verfügen über eine Subtraktions-Funktion A-B, wodurch die Differenz dieser beiden Signale dargestellt werden kann. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass die beiden Tastköpfe kompensiert sind.

Bei dieser Methode liegt die Gleichtaktunterdrückung bei weniger als -20 dB (im 10:1 Modus). Ist das Gleichtaktsignal bei beiden Kanälen sehr groß aber das Differenzsignal klein, wird jeder Verstärkungsunterschied zwischen den beiden Kanälen die Differenz oder das A-B-Ergebnis signifikant beeinflussen.

Eine plausible Prüfung ergibt den A-B Fehler der beiden Kanäle zueinander, wenn mit beiden Oszilloskoptastköpfen dasselbe Signal aufgenommen wird (siehe Bild 1).
Die Nutzung des differenziellen Hochvolt-Tastkopfes, wie die N2790A, ist die weitaus beste Methode, um sichere und genauere differenzielle Messungen durchzuführen. Mit einem differenziellen Verstärker in der Tastkopfspitze ist der N2790A in der Lage bis zu einer differenziellen Spannung von 1400 V Gleichspannung oder Spitzenwert einer Wechselspannung bei einer Gleichtaktunterdrückung von bis zu -70 dB bei 10 MHz zu messen. Ein differenzieller Tastkopf mit genügendem Dynamikbereich und Bandbreite ist Voraussetzung für Floating-Messungen.
Neben dem Problem des potenzialfreien messen mit einem differenziellen Tastkopf....

Erschienen Elektronik Praxis (S. 36-38) | Ausgabe 10/2015
Autor: Klaus Höing, Dipl.-Ing. | Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei dataTec