Oszilloskop - Ohne Tastköpfe?

[PICture]

Die einzige Erklärung die mir einfällt ist, dass man den Oszilloskop nicht direkt an den Messpunkt bringen konnte und musste deswegen ein Kabel benutzen. Und um die Eingangskapazität kleiner zu haben, hat man eben die Tastköpfe erfunden...

Mein nächstes Projekt wird es sicher ein handheld Oszi ohne Kabel.

MfG

[Ratber]

Da kauft man sich Jahrzehntelang passende Tastköpfe,gleicht sie ab,achtet auf ebenso passende Messleitungen und dann merkt man erst hier das man sich das auch hätte sparen können.

Ich bin entsetzt und meine Ohren höhren garnicht mehr auf zu schlackern.
Nur schade im das ganze Geld.
Man lernt nie aus.



PS:

Mein Lauscher flattern immernoch.
Das ist vieleicht ein Gefühl.

[shaun]

@steg: Argument Belastung zählt nicht weil Du Tastkopf parallel angeschlossen has? Klär mich bitte mal über den kausalen Kontext auf!

[steg14]

Picture hatte geschrieben:
"Es ist vom Ausgangsimpedanz der Signalquelle und eigener Kapazität des Kabels abhängig..."
Ich habe das so verstanden, dass er vermutet, die Signalquelle wird durch die Kapazität des Kabels belastet. Da ich aber mein Kroko-Kabel und das richtige Messkabel parallel an die Signalquelle angeschlossen habe, habe ich für beide Messkabeleingänge ein identisches Signal. Somit ist meine Vergleichsmessung korrekt.

[Jakob L.]

Hallo,

ein Problem bei der Verwendung von normalen Kabeln statt einem Tastkopf ist, dass die Kabel eine relativ hohe Induktivität haben (insbesondere wenn sie weit voneinander weg liegen). Diese Induktivität erzeugt zusammen mit der Eingangskapazität des Oszis einen LC Reihenschwingkreis. Nehmen wir als Beispiel eine Anordnung aus zwei Drähten mit einem Durchmesser von 1 mm, einem Abstand von 5 cm und einer Länge von 50 cm. Dabei beträgt die Induktivität ca. 1 µH. Bei 15 pF Eingangskapazität des Oszis ergibt sich eine Resonanzfrequenz von ca. 40 Mhz. Wenn das Oszi diese Frequenz noch darstellen kann, dann wird das Signal stark verfälscht.

Ein weiteres Problem dieser Anordnung ist, dass das Signal (insbesondere bei größeren Kabellängen) an den Enden des Kabels reflektiert wird, da das Kabel nicht mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen ist. Aus diesem Grund haben Tastköpfe einen Widerstandsdraht als Innenleiter des Koaxkabels. Dadurch werden diese Reflektionen gedämpft. Bei niedrigen Frequenzen und nicht zu langen Kabeln kann man diesen Effekt vernachlässigen.


Gruss
Jakob

[PICture]

Hallo Jakob L.!

Ich kann mir leider keine Rheienschwingkreise, höchstens LC Tiefpässe vorstellen. Ausserdem laut meiner Messungen bei ca. 1GHz hat 1cm Draht (einzeln und gerade) ca. 1nH. Wie bist Du auf 1uH gekommen ?

Das mit den Reflektionen stimmt.

MfG

[Jakob L.]

Hallo PICture,

die Induktivität habe ich mit einem Diagramm aus dem Buch "Werkbuch Hochfrequenztechnik" von Rudolf Schniffel und Artur Köhler ermittelt. Dort kann man ablesen, dass bei einem Verhältnis von 50:1 zwischen Abstand und Durchmesser der Drähte die Induktivität ca. 2 µH/m ist. Bei einer Länge von 50 cm ist die Induktivität also ca. 1 µH.

Wenn an einen LC Schwingkreis plötzlich Spannung angelegt wird, dann steigt der Strom durch die Spule langsam an und der Kondensator (in diesem Fall der Eingang des Oszis) läd sich auf. Allerdings fliesst der Strom durch die Spule weiter, auch wenn der Kondensator die Eingangsspannung erreicht hat. Am Ende wird der Kondensator (bei Vernachlässigung der Verluste) auf nahezu die doppelte Eingangsspannung aufgeladen. Die Spannung schwingt noch einige male hin- und her. Diese Schwingung kann man nach Schaltvorgängen auf dem Oszi sehen.

Wie hast du die Induktivität von 1nH für 1cm Draht gemessen?

Gruss
Jakob

[PICture]

Hallo Jakob L.!

Das Schwingen ist theoretisch möglich, habe aber in der praxis noch nicht gesehen. Vieleicht hat mein Oszi zu niedrige Höchstfrequenz, die er darstellen kann (nur 20 MHz).

Ich habe lange her Antennenweichen hergestellt, wo auf doppelseitiger Platine fast alle L und C aus der Leiterbahnen und Kupferflächen erstellt waren. Ich musste also auch die Verbindungsleiterbahnen berücksichtigen, damit die Berechnete Induktivitäten mit den tatsächlich hergestellten überein stimmten. Dafür habe ich ein genauer Kondensator paralell angelötet und die Resonanzfrequenz mit einem Deep-Meter gemessen. Daraus habe ich die Induktivität berechnet. Die Grenzfrequenz der Weichen war 550 MHz. Bei einer 1 cm langen Leiterbahn hat sich die gemessene Induktivität um ca. 1 nH erhöht.

MfG

[Jakob L.]

Hallo PICture,

wenn dein Oszi nur 20 Mhz kann, dann ist eine Selbstbaulösung kein Problem. Wenn man die Drähte verdrillt oder sehr nahe nebeneinander verlegt, dann kann man die Induktivität noch einmal deutlich reduzieren. Bei Schnelleren Oszis (so ab 40 Mhz) würde ich aber auf jeden Fall einen Tastkopf verwenden. Diese Schwingungen treten übrigens auch bei kommerziellen Tastköpfen auf. Allerdings ist die Resonanzfrequenz da üblicherweise größer als die angegebene maximale Frequenz.

Gruss
Jakob

[PICture]

@Jakob L.

Wenn man die Drähte verdrillt, kann man zwar die Induktivität reduzieren, wächst aber die Kapazität, was angeblich die eventuelle Resonanzfrequenz nicht besonders höher verschiebt. Die einzige Möglichkeit, die ich sehe, ist möglichst kurze Leitungen zu verwenden.

MfG