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Xy-Betrieb; Phasenvergleich Mit Lissajous-Figur - Hameg HM404-2.02 Handbuch

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basis ab (siehe "Bedienelemente und Readout"). Die Kanal-
umschaltung kann nach jedem Zeit-Ablenkvorgang (alternie-
rend) erfolgen. Beide Kanäle können aber auch innerhalb ei-
ner Zeit-Ablenkperiode mit einer hohen Frequenz ständig
umgeschaltet (chop mode) werden. Dann sind auch langsam
verlaufende Vorgänge flimmerfrei darstellbar.
Für das Oszilloskopieren langsam verlaufender Vorgänge mit
Zeitkoeffizienten ≥500µs/cm ist die alternierende Betriebsart
meistens nicht geeignet. Das Schirmbild flimmert dann zu
stark, oder es scheint zu springen.
Für Oszillogramme mit höherer Folgefrequenz und entspre-
chend kleiner eingestellten Zeitkoeffizienten ist die gechoppte
Art der Kanalumschaltung meist nicht sinnvoll.
Liegt ADD-Betrieb vor, werden die Signale beider Kanäle alge-
braisch addiert (+I ±II). Ob sich hierbei die Summe oder die
Differenz der Signalspannungen ergibt, hängt von der Phasen-
lage bzw. Polung der Signale selbst und davon ab, ob eine
Invertierung im Oszilloskop vorgenommen wurde.
Gleichphasige Eingangsspannungen:
Kanal II nicht invertiert = Summe.
Kanal II invertiert (INV) = Differenz.
Gegenphasige Eingangsspannungen:
Kanal II nicht invertiert = Differenz.
Kanal II invertiert (INV) = Summe.
In der ADD-Betriebsart ist die vertikale Strahllage von der Y-
POS.-Einstellung beider Kanäle abhängig. Das heißt die Y.POS.-
Einstellung wird addiert, kann aber nicht mit INVERT beein-
flußt werden.
Signalspannungen zwischen zwei hochliegenden Schaltungs-
punkten werden oft im Differenzbetrieb beider Kanäle gemes-
sen. Als Spannungsabfall an einem bekannten Widerstand las-
sen sich so auch Ströme zwischen zwei hochliegenden
Schaltungsteilen bestimmen. Allgemein gilt, daß bei der Dar-
stellung von Differenzsignalen die Entnahme der beiden
Signalspannungen nur mit Tastteilern absolut gleicher Impe-
danz und Teilung erfolgen darf. Für manche Differenz-
messungen ist es vorteilhaft, die galvanisch mit dem Schutz-
leiter verbundenen Massekabel beider Tastteiler nicht mit dem
Meßobjekt zu verbinden. Hierdurch können eventuelle Brumm-
oder Gleichtaktstörungen verringert werden.

XY-Betrieb

Das für diese Betriebsart wichtigste Bedienelement ist die
mit DUAL und XY bezeichnete Drucktaste (17).
Die Betriebsartenumschaltung ist im Abschnitt "Bedien-
elemente und Readout" unter Punkt (17) beschrieben.
In dieser Betriebsart ist die Zeitbasis abgeschaltet. Die X-Ab-
lenkung wird mit dem über den Eingang von Kanal I (HOR.
INP. (X) = Horizontal-Eingang) zugeführten Signal vorgenom-
men. Eingangsteiler und Feinregler von Kanal I werden im XY-
Betrieb für die Amplitudeneinstellung in X-Richtung benutzt.
Zur horizontalen Positionseinstellung ist aber der X-POS.-Reg-
ler zu benutzen. Der Positionsregler von Kanal I ist im XY-Be-
trieb unwirksam. Die maximale Empfindlichkeit und die Ein-
gangsimpedanz sind nun in beiden Ablenkrichtungen gleich.
Die X-Dehnung x10 ist unwirksam. Bei Messungen im XY-
Betrieb ist sowohl die obere Grenzfrequenz (-3dB) des X-Ver-
stärkers, als auch die mit höheren Frequenzen zunehmende
Phasendifferenz zwischen X und Y zu beachten (siehe Daten-
blatt).
Änderungen vorbehalten
Betriebsarten der Vertikalverstärker
Eine Umpolung des Y-Signals durch Invertieren mit der
INV-Taste von Kanal II ist möglich!
Der XY-Betrieb mit Lissajous-Figuren erleichtert oder ermög-
licht gewisse Meßaufgaben:
• Vergleich zweier Signale unterschiedlicher Frequenz oder
Nachziehen der einen Frequenz auf die Frequenz des an-
deren Signals bis zur Synchronisation. Das gilt auch noch
für ganzzahlige Vielfache oder Teile der einen Signalfrequenz.
• Phasenvergleich zwischen zwei Signalen gleicher Frequenz.

Phasenvergleich mit Lissajous-Figur

Die folgenden Bilder zeigen zwei Sinus-Signale gleicher Fre-
quenz und Amplitude mit unterschiedlichen Phasenwinkeln.
Die Berechnung des Phasenwinkels oder der Phasenverschie-
bung zwischen den X- und Y-Eingangsspannungen (nach Mes-
sung der Strecken a und b am Bildschirm) ist mit den folgen-
den Formeln und einem Taschenrechner mit Winkelfunktio-
nen ganz einfach und übrigens unabhängig von den Ablenk-
amplituden auf dem Bildschirm.
Hierbei muß beachtet werden:
• Wegen der Periodizität der Winkelfunktionen sollte die rech-
nerische Auswertung auf Winkel ≤90° begrenzt werden.
Gerade hier liegen die Vorteile der Methode.
• Keine zu hohe Meßfrequenz benutzen. Die im XY-Betrieb
benutzten Meßverstärker weisen mit zunehmender Fre-
quenz eine gegenseitige Phasenverschiebung auf. Ober-
halb der im Datenblatt angegebenen Frequenz wird der
Phasenwinkel von 3° überschritten.
• Aus dem Schirmbild ist nicht ohne weiteres ersichtlich, ob
die Testspannung gegenüber der Bezugsspannung vor- oder
nacheilt. Hier kann ein CR-Glied vor dem Testspannungs-
eingang des Oszilloskops helfen. Als R kann gleich der 1
MΩ Eingangswiderstand dienen, so daß nur ein passender
Kondensator C vorzuschalten ist. Vergrößert sich die
Öffnungsweite der Ellipse (gegenüber kurzgeschlossenem
C), dann eilt die Testspannung vor und umgekehrt. Das gilt
aber nur im Bereich bis 90° Phasenverschiebung. Deshalb
sollte C genügend groß sein und nur eine relativ kleine,
gerade gut beobachtbare Phasenverschiebung bewirken.
Falls im XY-Betrieb beide Eingangsspannungen fehlen oder
ausfallen, wird ein sehr heller Leuchtpunkt auf dem Bildschirm
abgebildet. Bei zu hoher Helligkeitseinstellung (INTENS -Knopf)
kann dieser Punkt in die Leuchtschicht einbrennen, was ent-
weder einen bleibenden Helligkeitsverlust, oder im Extrem-
fall, eine vollständige Zerstörung der Leuchtschicht an diesem
Punkt verursacht.
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