Passive Oszilloskop-Tastköpfe verstehen

Teilerverhältnis von passiven Tastköpfen

1:1-Tastköpfe

Bei einem 1:1-Tastkopf wird das Oszilloskop lediglich ohne zusätzlichen Teiler mit dem Messpunkt verbunden. Das bedeutet, dass 1:1-Tastköpfe eine hohe Empfindlichkeit besitzen und Kleinsignale leichter entdeckt werden können. Somit ist ein 1:1-Tastkopf nützlich, wenn der Signalpegel niedrig ist, z. B. bei einer Spitze-Spitze-Spannung von weniger als 1 Volt. 1:1-Tastköpfe verfügen nur über wenig Bandbreite, da die Eingangskapazität des Oszilloskops wie ein Tiefpassfilter wirkt. Bei niederfrequenten Anwendungenkann dies von Vorteil sein, z. B. wenn ein Tastkopf benutzt wird, um hochfrequentes Rauschen auf einem gemessenen niederfrequenten Signal auszufiltern.

10:1-Tastköpfe

10:1-Tastköpfe sind die „Standard“-Tastköpfe, die mit den meisten Oszilloskopen ausgeliefert werden. Sie reduzieren die Signalamplitude um den Faktor 10. Üblicherweise beherbergen sie einen 9-MΩ-Widerstand in der Tastkopfspitze, der als Spannungsteiler wirkt. Mit dieser zusätzlichen Teilung eignen sich 10:1-Tastköpfe gut für Messungen von hohen Spannungen. Die zusätzliche Teilung erhöht auch die Eingangsimpedanz des Oszilloskops um den Faktor 10, sodass 10:1-Tastköpfe die Schaltung weniger belasten als 1:1-Tastköpfe. Ein weiterer Vorteil von 10:1-Tastköpfen besteht darin, dass sie eine deutlich größere Bandbreite als 1:1-Tastköpfe besitzen. Die Tastkopfspitze eines 10:1-Tastkopfs enthält eine Kapazität, mit der die inhärente Eingangskapazität des Oszilloskops kompensiert wird. Dies ist insbesondere bei der Messung von Signalen mit hochfrequenten Anteilen wie Rechteckwellen und gepulsten Signalen wichtig.

Automatische Tastkopferkennung

Woher weiß das Oszilloskop, ob ein 1:1- oder 10:1-Tastkopf verwendet wird? In bestimmten Fällen kann ein Oszilloskop erkennen, ob es sich um einen 1:1- oder einen 10:1-Tastkopf handelt und seine Einstellungen automatisch vornehmen. Dies ist möglich, da viele 10:1-Tastköpfe einen Metallstift am Anschluss zum Oszilloskop aufweisen. Wenn dieser einen Fühlerring am Oszilloskopeingang kontaktiert, weiß das Oszilloskop, dass ein 10:1-Tastkopf verwendet wird.

Schaltbare Tastköpfe

Einige Tastköpfe lassen sich entweder als 1:1- oder 10:1-Tastkopf nutzen, indem man einen Schalter an der Seite verschiebt. Sie werden als schaltbare Tastköpfe bezeichnet. Vergewissern Sie sich bei der Verwendung eines schaltbaren Tastkopfs, dass Sie die entsprechenden Einstellungen am Oszilloskop vornehmen, falls die Tastkopfteilung nicht automatisch erkannt wird.

Tastkopfkompensation

Die Tastkopfkompensationspielt eine große Rolle, wann immer Tastköpfe verwendet werden, insbesondere bei 10:1-Tastköpfen. Mit der Tastkopfkompensation wird die inhärente Eingangskapazität des Oszilloskops mit der Kapazität in der Tastkopfspitze abgeglichen. Es ist ratsam, passive Tastköpfe vor der Verwendung zu kompensieren, um dadurch Ungenauigkeiten bei Amplitude und Pulsform im gemessenen Signal zu reduzieren.