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Betriebsarten der Vertikalverstärker
Gleichphasige Eingangsspannungen:
INV.-Taste ungedrückt = Summe.
INV.-Taste gedrückt = Differenz.
Gegenphasige Eingangsspannungen:
INV.-Taste ungedrückt = Differenz.
INV.-Taste gedrückt = 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 INV. (invertieren)
beeinflußt werden.
Signalspannungen zwischen zwei hochliegenden Schaltungs-
punkten werden oft im Differenzbetrieb beider Kanäle gemes-
sen. Als Spannungsabfall an einem bekannten Widerstand
lassen sich so auch Ströme zwischen zwei hochliegenden
Schaltungsteilen bestimmen. Allgemein gilt, daß bei der Dar-
stellung von Differenzsignalen die Entnahme der beiden Signals-
pannungen nur mit Tastteilern absolut gleicher Impedanz und
Teilung erfolgen darf. Für manche Differenzmessungen ist es
vorteilhaft, die galvanisch mit dem Schutzleiter verbundenen
Massekabel beider Tastteiler nicht mit dem Meßobjekt zu
verbinden. Hierdurch können eventuelle Brumm- oder
Gleichtaktstörungen verringert werden.
XY-Betrieb
Für XY-Betrieb wird die Taste XY betätigt. Das X-Signal wird
über den Eingang von Kanal I zugeführt. Eingangsteiler und
Feinregler von Kanal I werden im XY-Betrieb für die
Amplitudeneinstellung in X-Richtung benutzt. Zur horizon-
talen Positionseinstellung ist aber der X-POS.-Regler zu benut-
zen. Der Y-Positionsregler von Kanal I ist im XY-Betrieb abge-
schaltet. Max. Empfindlichkeit und Eingangsimpedanz sind
nun in beiden Ablenkrichtungen gleich. Die X-MAG. (x10)
Funktion ist im XY-Betrieb abgeschaltet. Die Grenzfrequenz in
X-Richtung ist ≥2,5 MHz (-3dB). Jedoch ist zu beachten, daß
schon ab 50 kHz zwischen X und Y eine merkliche, nach
höheren Frequenzen ständig zunehmende Phasendifferenz
auftritt. Eine Umpolung des Y-Signals mit der INV.-Taste von
Kanal II ist möglich!
Der XY-Betrieb mit Lissajous-Figuren erleichtert oder er-
möglicht gewisse Meßaufgaben:
- Vergleich zweier Signale unterschiedlicher Frequenz oder
Nachziehen der einen Frequenz auf die Frequenz des ande-
ren 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 Phasen-
verschiebung zwischen den X- und Y-Eingangsspannungen
(nach Messung der Strecken a und b am Bildschirm) ist mit den
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folgenden Formeln und einem Taschenrechner mit Winkel-
funktionen ganz einfach, und übrigens unabhängig von den
Ablenkamplituden auf dem Bildschirm, durchzuführen.
Hierbei muß beachtet werden:
- Wegen der Periodizität der Winkelfunktionen sollte die
rechnerische Auswertung auf Winkel ≤90° begrenzt wer-
den. Gerade hier liegen die Vorteile der Methode.
- Keine zu hohe Meßfrequenz benutzen. Oberhalb 220kHz
kann die gegenseitige Phasenverschiebung der beiden
Oszilloskop-Verstärker des HM303-6 im XY-Betrieb einen
Winkel von 3° überschreiten.
- 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 passen-
der 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 Bild-
schirm abgebildet. Bei zu hoher Helligkeitseinstellung (INTENS-
Knopf) kann dieser Punkt in die Leuchtschicht einbrennen,
was entweder einen bleibenden Helligkeitsverlust oder, im
Extremfall, eine vollständige Zerstörung der Leuchtschicht an
diesem Punkt verursacht.
Phasendifferenz-Messung
im Zweikanal-Betrieb
Eine größere Phasendifferenz zwischen zwei Eingangs-
signalen gleicher Frequenz und Form läßt sich sehr einfach
im Zweikanalbetrieb (Taste DUAL gedrückt) am Bildschirm
messen. Die Zeitablenkung wird dabei von dem Signal
getriggert, das als Bezug (Phasenlage 0) dient. Das andere
Signal kann dann einen vor- oder nacheilenden Phasen-
winkel haben. Für Frequenzen ≥1kHz wird alternierende
Kanalumschaltung gewählt; für Frequenzen <1kHz ist der
Chopper-Betrieb geeigneter (weniger Flackern). Die Ablese-
genauigkeit 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 (Halb-
wellen nicht spiegelbildlich zur X-Achse) oder wenn eine
Offset-Gleichspannung vorhanden ist, empfiehlt sich AC-
Kopplung für beide Kanäle. Handelt es sich um Impulssignale
gleicher Form, liest man an steilen Flanken ab.
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