In diesem Artikel wird erklärt, was Oszilloskope sind. So erfahren Sie, welche verschiedenen Arten von Oszilloskopen es gibt, aus welchen Teilen ein Oszilloskop besteht und schließlich, wie dieses elektronische Gerät verwendet wird.
Was ist ein Oszilloskop?
Ein Oszilloskop ist ein Instrument zur grafischen Darstellung elektrischer Signale, die über die Zeit schwingen. Einfach ausgedrückt ist ein Oszilloskop ein Gerät, mit dem Sie die Schwingung eines elektrischen Signals betrachten können.
Oszilloskope werden in der Elektronik häufig eingesetzt, um den zeitlichen Verlauf verschiedener elektrischer Signale in einem Stromkreis zu analysieren. Daher findet man in Forschungslaboren häufig ein oder mehrere Oszilloskope.
Darüber hinaus deckt der Einsatz des Oszilloskops unterschiedliche Disziplinen ab, beispielsweise im Maschinenbau oder in der Telekommunikationsbranche wird diese Art von Messgerät häufig eingesetzt. Ebenso werden Oszilloskope auch häufig in der Medizin oder im Automobilbereich eingesetzt.
Arten von Oszilloskopen
Abhängig von ihrer Funktionsweise können Oszilloskope in zwei Typen eingeteilt werden:
- Analoges Oszilloskop – Entwickelt für analoge Signale.
- Digitales Oszilloskop – Wird hauptsächlich für digitale Signale verwendet.
Andererseits können Oszilloskope auch nach ihren Tragbarkeitsmerkmalen klassifiziert werden:
- Tragbares Oszilloskop : Oszilloskop zum Mitnehmen.
- Tischoszilloskop : Oszilloskope sind leistungsstärker als tragbare Oszilloskope, erfordern jedoch eine feste Installation.
- USB-Oszilloskop : Oszilloskope, die Daten aufzeichnen und für deren grafische Darstellung ein Computer erforderlich ist.
Die einzelnen Oszilloskoptypen werden im Folgenden ausführlicher erläutert.
Analoges Oszilloskop
Analoge Oszilloskope stellen das erfasste Signal ohne vorherige Verarbeitung direkt in einem Diagramm dar. Das dargestellte elektrische Signal muss jedoch periodisch sein.
Diese Arten von Oszilloskopen eignen sich ideal für die Analyse schneller Signalschwankungen in Echtzeit. Darüber hinaus ermöglichen sie die Messung des elektrischen Signals in Wellenform, was für die Untersuchung elektronischer Schaltkreise sehr nützlich ist.
digitales Oszilloskop
Ein digitales Oszilloskop wandelt das erfasste analoge Signal in ein digitales Signal um und stellt es dann in einem Diagramm dar. Daher handelt es sich bei den dargestellten Signalen um Binärsignale mit nur zwei Werten: einem niedrigen und einem hohen Wert.
Diese Art von Oszilloskop wird zur Messung spezifischer Signale verwendet, d. h. sich nicht wiederholender Signale, wie z. B. Spannungsspitzen.
Handoszilloskop
Der Hauptvorteil tragbarer Oszilloskope besteht darin, dass sie leicht zu transportieren sind, da sie dafür konzipiert sind.
Sie eignen sich ideal für Messungen an einem Ort, der nicht der übliche Arbeitsplatz ist. Beispielsweise benötigt ein Elektriker möglicherweise ein tragbares Oszilloskop, um die Spannung eines Kabels in einer Hausinstallation zu messen.
Oszilloskoptisch
Tischoszilloskope sind Oszilloskope, die an einem festen Ort installiert werden müssen und daher nur an einem Ort verwendet werden können. Diese Arten von Oszilloskopen werden häufig in Industrielaboren eingesetzt.
Obwohl Tischoszilloskope den Nachteil haben, dass sie nicht tragbar sind, sind sie im Allgemeinen viel leistungsfähiger und genauer als tragbare Oszilloskope.
USB-Oszilloskop
Bei USB-Oszilloskopen handelt es sich um eine Art Oszilloskop, das über keinen Bildschirm zur Anzeige des gemessenen Signals verfügt, sondern stattdessen einen Computer zur Darstellung der Daten benötigt.
Der Hauptvorteil dieser Art von Oszilloskopen besteht darin, dass sie sehr einfach zu transportieren sind und darüber hinaus Computerstrom verbrauchen und daher keine externe Stromversorgung benötigen. Die Verwendung ist jedoch an Bedingungen geknüpft, da für den Betrieb ein Computer erforderlich ist.
Teile eines Oszilloskops
Obwohl ein Oszilloskop je nach Modell mehr oder weniger Tasten haben kann, verfügen alle Oszilloskope im Allgemeinen über Folgendes:
- Anzeige : Dies ist der Teil des Oszilloskops, in dem die gemessenen elektrischen Signale grafisch dargestellt werden.
- Eingangskanäle : Teil des Oszilloskops, über den die Kabel angeschlossen werden, die die zu messenden Signale verbinden.
- Ein-/Aus-Taste – Eine Taste, die das Oszilloskop ein- oder ausschaltet.
- Menüschaltflächen : Schaltflächen, mit denen Sie die Messung des elektrischen Signals konfigurieren können. Abhängig vom Oszilloskopmodell und seinen Dienstprogrammen verfügt das Gerät über mehr oder weniger Tasten.
- Horizontale Skala (Zeit) : Teil des Oszilloskops, mit dem Sie die horizontale Skala ändern können, die normalerweise zur Darstellung der Zeit verwendet wird.
- Vertikale Skala : Dies ist der Teil des Oszilloskops, der zur Regulierung der Amplitude des Signals auf dem Bildschirm dient, d. h. er ermöglicht die mehr oder weniger detaillierte Betrachtung des gemessenen Signals.
- Trigger : Ermöglicht die Synchronisierung der Abtastung und Erfassung des elektrischen Signals an einem bestimmten Punkt.
So verwenden Sie ein Oszilloskop
Nachdem wir schließlich die Komponenten eines Oszilloskops kennengelernt haben, werden wir sehen, wie diese Art von Messgerät funktioniert.
Um ein Oszilloskop verwenden zu können, müssen Sie wissen, was die Achsen im Oszilloskopdiagramm bedeuten. Auf der X-Achse des Oszilloskop-Bildschirms wird die Zeit angezeigt, auf der Y-Achse hingegen der Wert des gemessenen Signals. Wenn wir beispielsweise eine Spannung messen, zeigt die Y-Achse die Variation der Signalspannung und die X-Achse die zeitliche Entwicklung an. Auf diese Weise können wir die zeitliche Entwicklung des gemessenen Signals analysieren.
Die Bedienung eines Oszilloskops ist einfach: Nach der Kalibrierung muss lediglich das zu messende elektrische Signal an den Eingangskanal angeschlossen und anschließend die grafischen Skalen mithilfe der Bedienelemente des Oszilloskops angepasst werden. Sobald die Skalen angepasst sind, zeigt das Oszilloskop die Veränderung des elektrischen Signals im Laufe der Zeit an.
Beachten Sie, dass Sie mit den meisten Oszilloskopen zwei oder mehr elektrische Signale gleichzeitig betrachten können, sodass Sie für jedes gemessene Signal unterschiedliche Skalenwerte festlegen können.
Darüber hinaus wird der Maßstab der vertikalen Achse normalerweise in Quadraten angegeben, sodass die Höhe jedes Quadrats einem bestimmten Wert entspricht. Wenn Sie also die vertikale Skala anpassen, stellt die Höhe jedes Quadrats einen größeren oder kleineren Wert dar. Ebenso wird der Wert des analysierten Signals anhand seiner Höhe gemessen. Wenn beispielsweise die Höhe eines Quadrats 5 V darstellt und das Signal eine Höhe von zwei Quadraten hat, bedeutet dies, dass das Signal 10 V beträgt.
Schließlich verfügen einige Oszilloskope über Cursor, die aus Linien bestehen, die auf dem Bildschirm verschoben werden können und die es ermöglichen, die Differenz einer elektrischen Größe zwischen zwei verschiedenen Punkten zu messen oder auch den Abstand zwischen zwei Punkten zu bestimmen.