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Betriebsarten der Vertikalverstärker
Hierbei muss beachtet werden:
I
Wegen der Periodizität der Winkelfunktionen sollte die rech-
nerische Auswertung auf Winkel ≤90° begrenzt werden.
Gerade hier liegen die Vorteile der Methode.
I
Keine zu hohe Messfrequenz benutzen. Die im XY-Betrieb
benutzten Messverstärker weisen mit zunehmender Fre-
quenz eine gegenseitige Phasenverschiebung auf. Oberhalb
der im Datenblatt angegebenen Frequenz wird der Phasen-
winkel von 3° überschritten.
I
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 1MΩ-
Eingangswiderstand dienen, so dass nur ein passender Kon-
densator C vorzuschalten ist. Vergrößert sich die Öffnungs-
weite der Ellipse (gegenüber kurzgeschlossenem C), dann
eilt die Testspannung vor und umgekehrt. Das gilt aber nur im
Bereich bis 90° Phasenverschiebung. Deshalb sollte C genü-
gend 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 Bild-
schirm abgebildet. Bei zu hoher Helligkeitseinstellung
(INTENS-Knopf) kann dieser Punkt in die Leuchtschicht
einbrennen, was entweder einen bleibenden Helligkeits-
verlust, oder im Extremfall, eine vollständige Zerstörung der
Leuchtschicht an diesem Punkt verursacht.
Phasendifferenz-Messung im Zweikanal-Betrieb (Yt)
Achtung:
Phasendifferenzmessungen sind im Zweikanal Yt-Betrieb
nicht möglich, wenn alternierende Triggerung vorliegt.
Eine größere Phasendifferenz zwischen zwei Eingangssignalen
gleicher Frequenz und Form lässt sich sehr einfach im Yt-
Zweikanalbetrieb (DUAL) am Bildschirm messen. Die Zeitab-
lenkung wird dabei von dem Signal getriggert, das als Bezug
(Phasenlage 0) dient. Das andere Signal kann dann einen vor-
oder nacheilenden Phasenwinkel haben. Die Ablesegenauigkeit
wird hoch, wenn auf dem Schirm nicht viel mehr als eine Periode
und etwa gleiche Bildhöhe beider Signale eingestellt wird. Zu
dieser Einstellung können ohne Einfluss auf das Ergebnis auch
die Feinregler für Amplitude und Zeitablenkung und der LEVEL-
Knopf benutzt werden. Beide Zeitlinien werden vor der Messung
mit den Y-POS.-Knöpfen auf die horizontale Raster-Mittellinie
eingestellt. Bei sinusförmigen Signalen beobachtet man die
Nulldurchgänge; die Sinuskuppen sind weniger geeignet. Ist ein
Sinussignal durch geradzahlige Harmonische merklich verzerrt
(Halbwellen nicht spiegelbildlich zur X-Achse) oder wenn eine
Offset-Gleichspannung vorhanden ist, empfiehlt sich AC-Kopp-
lung für beide Kanäle. Handelt es sich um Impulssignale gleicher
Form, liest man an steilen Flanken ab.
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t = Horizontalabstand der Null-
durchgänge in cm.
T= Horizontalabstand für eine
Periode in cm.
Im Bildbeispiel ist t = 3cm und T = 10cm. Daraus errechnet
sich eine Phasendifferenz in Winkelgraden von
oder in Bogengrad ausgedrückt
Relativ kleine Phasenwinkel bei nicht zu hohen Frequenzen
lassen sich genauer im XY-Betrieb mit Lissajous-Figur messen.
Messung einer Amplitudenmodulation
Die momentane Amplitude u im Zeitpunkt t einer HF-Träger-
spannung, die durch eine sinusförmige NF-Spannung unverzerrt
amplitudenmoduliert ist, folgt der Gleichung
Hierin ist:
U
= unmodulierte Trägeramplitude,
T
Ω = 2πF = Träger-Kreisfrequenz,
ω = 2πf = Modulationskreisfrequenz,
m = Modulationsgrad (i.a. ≤1º 100%).
Neben der Trägerfrequenz F entstehen durch die Modulation die
untere Seitenfrequenz F-f und die obere Seitenfrequenz F+f.
Abb. 1:
Spektrumsamplituden und -frequenzen bei AM (m = 50%)
Das Bild der amplitudenmodulierten HF-Schwingung kann mit
dem Oszilloskop sichtbar gemacht und ausgewertet werden,
wenn das Frequenzspektrum innerhalb der Oszilloskop-Bandbrei-
te liegt. Die Zeitbasis wird so eingestellt, dass mehrere Wellen-
züge der Modulationsfrequenz sichtbar sind. Genau genommen
sollte mit Modulationsfrequenz (vom NF-Generator oder einem
Demodulator) extern getriggert werden. Interne Triggerung ist
unter Zuhilfenahme des Zeit-Feinstellers oft möglich.
Abb. 2
Amplitudenmodulierte Schwingung: F = 1 MHz; f = 1 kHz;
m = 50%; U
= 28,3 mV
T
eff
Oszilloskop-Einstellung für ein Signal entsprechend Abb. 2:
Kanal I-Betrieb. Y: CH.I; 20mV/cm; AC.
TIME/DIV.: 0.2ms/cm.
Triggerung: NORMAL; AC; int. mit Zeit-Feinsteller
(oder externe Triggerung).
.
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