Die grundlegende Bedienung von Oszilloskopen verstehen

Das Vertikalsystem

Die vertikale Achse zeigt die Spannung als Funktion der Zeit. Mir ihr lässt sich die Wellenform vertikal skalieren und positionieren. Zur Darstellung und Skalierung der Wellenform kommt der V/Div-Regler zum Einsatz, um das Eingangssignal zu verstärken oder zu dämpfen.

Bei der Konfiguration des Vertikalsystems muss man unbedingt berücksichtigen, dass man die Darstellung der Wellenform am Bildschirm mithilfe des V/Div-Reglers maximiert. Anders ausgedrückt muss man die positiven und negativen Spitzen so nahe wie möglich am oberen und unteren Rand positionieren, ohne die Wellenform abzukappen.

Damit wird sichergestellt, dass alle Bits des im Oszilloskop integrierten Analog-/Digitalwandlers (ADC) und all dessen Vorteile genutzt werden. Zudem ist es bei maximaler vertikaler Skalierung einfacher, kleine Details oder Merkmale in einer Wellenform zu entdecken.

Das Horizontalsystem

In Bezug auf das Horizontalsystem müssen zwei getrennte Themenbereiche bzw. Aspekte behandelt werden: Wellenformdarstellungund Abtastrate.

Wellenformdarstellung

Die Regler der Wellenformdarstellung im Horizontalsystem beziehen sich auf die horizontale Achse, die der Zeit entspricht. Mit diesen Reglern kann die Wellenform skaliert und/oder ihre horizontale Position geändert werden. Ähnlich wie bei V/Div im Vertikalsystem ändert s/Div die Zeitdauer jeder Teilung, d. h. wieviele Zyklen man am Oszilloskopschirm sehen kann. Verwenden Sie die Positionsregelung, um die Wellenform auf dem Schirm nach rechts oder links zu verschieben.

Abtastrate

Der wichtigere Aspekt beim Horizontalsystem ist die Abtastung.
Das Horizontalsystem digitalisiert das Eingangssignal mit einer vorgegebenen Abtastrate in Abtastwerten pro Sekunde oder zu jedem Abtastintervall. Diese Abtastwerte werden im Speicher abgelegt und bilden zusammen die sogenannte Wellenformaufzeichnung.

Je höher die Abtastwerte

• desto größer ist die Auflösung / das Detail der dargestellten Wellenform
• desto größer ist die Wahrscheinlichkeit selten auftretende Ereignisse zu erfassen
• desto größer sind die Speicheranforderungen (größere Speichertiefe)

Welche Abtastratesollte gewählt werden?
Falls das Eingangssignal zu langsam abgetastet wird, besteht die Gefahr, dass man ein durch Alias-Effekte beeinträchtigtes Signal und somit keine exakte Repräsentation des abgetasteten Signals erhält.

Triggersystem und Triggermodi

Das Triggersystem ist extrem wichtig, weil die Triggerung nahezu bei allen Oszilloskopanwendungen zum Einsatz kommt. Im Wesentlichen definiert ein Trigger die Bedingungen, die eintreten müssen, bevor das Oszilloskop mit der Erfassung oder der Abtastung beginnt.
Die Triggerung kann zwei unterschiedliche Dinge bewirken:

Es ist äußerst wichtig, den Trigger ordnungsgemäß einzustellen. Eine fehlerhafte Triggerkonfiguration ist ein weit verbreitetes Problem bei der Nutzung von Oszilloskopen. Es gibt viele unterschiedliche Triggerarten. Moderne Oszilloskope können auf Merkmale wie Pulsbreiten, Zwergimpulse oder Störspitzen triggern. Die gängigste Triggerart ist der Flankentrigger.

Der Flankentrigger löst aus, wenn der Schwellenwert einer definierten Spannung entweder auf der ansteigenden Flanke oder der abfallenden Flankeeiner Wellenform über- oder unterschritten wird.

Neben den unterschiedlichen Triggerarten existieren auch zahlreiche Triggermodi. Mit dem Triggermodus wird festgelegt, wie sich das Messgerät verhält, wenn kein Trigger auslöst. Wir unterscheiden hier zwischen Auto- und Normalmodus.

Im Automodustriggert das Oszilloskop wiederholt nach einem Zeitintervall, falls die Triggerbedingungen nicht erfüllt sind. Falls ein echter Trigger auslöst, bekommt dieser Vorrang. Dieser Modus ist hilfreich, um die Wellenform zu betrachten, noch bevor der Trigger konfiguriert ist. Die Wellenform am Schirm ist nicht synchronisiert und bei nachfolgenden Wellenformen wird nicht auf denselben Punkt der Wellenform getriggert.

Im Normalmoduserfasst das Messgerät eine normale Wellenform nur dann, wenn ein Trigger auslöst, d. h. wenn alle Triggerbedingungen erfüllt sind. Falls kein Trigger auslöst, wird keine Wellenform erfasst und die zuletzt erfasste Wellenform wird dargestellt. Falls zuvor keine Wellenform aufgezeichnet wurde, wird nichts angezeigt.

Das Anzeigesystem

Bei analogen Oszilloskopenbestand das Anzeigesystem aus nicht viel mehr als einer Kathodenstrahlröhre mit einer leuchtend grünen Messkurve. Für die Analyse oder Messung des Signals musste man häufig die Teilungen am Display zählen.

Modernedigitale Oszilloskopebieten viele Anzeige- und Messfunktionen wie das Vergrößern und Verkleinern eines Signals mit Cursorn oder Markern, um manuelle Messungen durchzuführen. Zudem steht eine große Anzahl an automatisierten Funktionen wie Spitzenwert oder Spitze-Spitze-Spannung, Frequenz, Anstiegs- und Abfallzeiten, Anstiegsrate, Scheitelfaktor und Pulsanzahl zur Verfügung.
Viele dieser Werte lassen sich auch auf statistischer Basis ermitteln (statistische Messungen).

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