Mit dem Oszilloskop Spannung messen

Mit dem Oszilloskop Spannung messen

Oszilloskop-Grundlagen - Teil 1

Die grundlegende Aufgabe eines Oszilloskops ist die möglichst exakte Reproduktion bzw. grafische Darstellung eines Spannungssignals, um es vor allem "qualitativ" analysieren und auswerten zu können. Der Oszilloskop-Bildschirm zeigt in dieser Basisfunktion den Signalverlauf in einem Koordinatensystem, wobei die x-Achse die Zeit und die y-Achse die Spannung darstellt. So kann das Verhalten einer Spannung im zeitlichen Verlauf untersucht werden. Spannung wird in Volt gemessen und ist eine elektrische Potenzialdifferenz. Dabei kann es sich um eine Differenz bezogen auf 0 Volt/Masse handeln oder aber auch zwischen zwei anderen Punkten, zum Beispiel bei Spitze-Sitze-Messungen. Die einfachste Art der Messung ist das Ablesen (und bei Skalierung das zusätzliche Umrechnen) der im Koordinatensystem des Oszilloskops angezeigten Werte. Um gute Ergebnisse zu erhalten, sollte das Signal in den gewählten Einstellungen die Fläche des Bildschirms möglichst optimal ausnutzen. Moderne Digital-Oszilloskope erlauben das Positionieren von horizontalen Cursor-Linien mit kombinierter Anzeige der zugehörigen Werte, die eine Ablesung erleichtern (statt "Striche/Kästchen zu zählen").

Oszilloskop-Bildschirm mit Sinus-Signal

In gleicher Weise sind Zeitmessungen am Signal möglich. Dazu gehört zum Beispiel die Periode eines Signals (und abgeleitet davon die Frequenz = 1/Periode). Bei Impulsen/Pulsen interessieren zudem die Impulsbreite und davon abgeleitet zum Beispiel das Tastverhältnis (Verhältnis der Impuls- zur Periodendauer). Mit vertikalen Cursor-Linien bieten Digital-Speicher-Oszilloskope auch hier eine Hilfe beim Ablesen.

Hinweis: Beachten Sie bei der Spannungsmessung den wichtigen Aspekt abgestimmter Tastköpfe. Tastköpfe haben im Wesentlichen drei Aufgaben:

• Mechanisch: Sie sorgen für einen sauberen, störungsfreien Anschluss und damit ein sauberes Einspeisen des Mess-Signals an/in das Oszilloskop. In der praktischen Ausführung meist mit BNC-Buchsen zum Oszilloskop und feinen Spitzen, Klemmen oder Lötfahnen auf der Messpunkt-Seite.
• Anpassung: Sie verstärken oder dämpfen das Signal (Anpassung an die Messbereiche des Oszilloskops) und erhalten dabei die Signal-Integrität. Das heißt, sie verändern nicht die anderen Eigenschaften des Signals.
• Sicherheit: Insbesondere bei hohen Spannungen und Strömen sorgen spezielle Hochspannungs- und Stromtastköpfe für mehr Sicherheit für den Anwender.

Einige Oszilloskope bieten pro Tastkopf-Anschluss ein Interface, über das passende Tastköpfe dem Oszilloskop ihre Eigenschaften mitteilen können (z.B. Teilverhältnis). Dies ist sehr bequem für den Anwender, denn das Oszilloskop kann die Eigenschaften direkt übernehmen und vereinfacht so die Einstellungen am Gerät.

Hochwertige Tastköpfe können durchaus hochpreisig sein. Dies zeigt die Wichtigkeit dieser Komponenten, denn es gilt wie in jedem Mess-System: Die Genauigkeit und Störsicherheit hängen vom schwächsten Glied ab. Tastköpfe sorgen dafür, dass die Anschlusstechnik des Signals möglichst optimal erfolgt.