2 Oszilloskop - Grundlagen

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Hede Pfaff
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1 2-1 2 Lernziele - Kennt den Aufbau eines Oszilloskops - Kennt die Eingangseigenschaften, Triggermöglichkeiten, die Steuerelemente und Anzeige - Kann ein Oszilloskops kalibrieren und mit dem Cursor Signaleigenschaften messen 2.1 Eingangsschaltung und Messgenauigkeit Aufgabe 2-1: Eingangsschaltung a.) Bestimmen Sie mit Hilfe des Manuals den Eingangswiderstand und die Eingangskapazität des Oszilloskops sowie deren Toleranz in %. Skizzieren Sie die Eingangsschaltung. Welchen Teilerfaktor für den Eingang unterstützt das Oszilloskop. Überprüfen Sie die Angaben im Manual und im Gerät. Aufgabe 2-2: Messgenauigkeit a.) Ermitteln Sie die Genauigkeit des Eingangsverstärkers für eine DC-Messung mit dem Oszilloskop. Ermitteln Sie die Messgenauigkeit für eine Differenzzeit-Messung mit dem Oszilloskop.

2 Anzeige Aufgabe 2-3: Anzeige Die Anzeige hat unterschiedliche Anzeigeelemente (Bild 2-1). Erläutern Sie mit Hilfe des Manuals die Elemente von 1 bis 17. Bild 2-1 Anzeigeelemente

3 Steuerelemente Aufgabe 2-4: Steuerelemente Welche Einstellungen lassen sich mit den Steuerelementen für die Vertikal- und Horizontal-Verstellung durchführen. Bild 2-2 Vertikal- und Horizontal-Einstellungen Aufgabe 2-5: Steuerelemente - Trigger Welche Einstellungen lassen sich mit den Steuerelementen (Bild 2-3) für die Triggereinstellung durchführen. Bild 2-3 Trigger-Einstellungen

4 2-4 Aufgabe 2-6: Messung an der Kalibrierungsklemme Am Oszilloskop ist eine Kalibrierungsklemme vorhanden. An dieser Klemme liegt eine Rechteckspannung von U cal = 5 Vpp. Die Sollfrequenz beträgt f cal = 1 khz. Bild 2-4 Kalibrierungsklemme Verbinden Sie die Kalibrierungsklemme mit dem Kanal 1 und überprüfen bei der Kanaleinstellung 1 V/div und 250 us/div das Kalibrierungssignal. Triggern Sie auf den Kanal 1 in die Signalspannungsmitte. Achten Sie auf den eingestellten Teilfaktor des Tastkopfs und die Kopplungsart. a.) Verstellen Sie die Kalibrierung des Tastkopfs möglichst weit im Uhrzeigersin nach rechts. Dokumentieren Sie die Frequenz f, den Spitzen-Spitzen-Spannungswert der Amplitude U ss und den Spannungsoffset U Offset des Kalibrierungssignals. Kalibrieren Sie die Sonde durch Verstellung der Kompensation. Dokumentieren Sie die Frequenz f, den Spitzen-Spitzen-Spannungswert der Amplitude U ss und den Spannungsoffset U Offset des Kalibrierungssignals. c.) Führen Sie das Gleiche für den Kanal 2 durch. d.) Ermitteln Sie mit dem kalibrierten Tastkopf die Anstiegs- und Abfallzeit (t rise und t fall ) des Kalibrierungssignals.

5 2-5 Aufgabe 2-7: Trigger Messen Sie an der Kalibrierungsklemme das Kalibrierungssignal. a.) Stellen Sie die Triggerquelle auf die Netzspannung und erläutern Sie was das Oszilloskop anzeigt. Das Kalibrierungssignal läuft je nach Netzfrequenz nach rechts oder nach links. Abhänig von der Frequenzdifferenz. Welche Funktion hat die Taste Trig View, Set to 50 % 2.4 Cursor Aufgabe 2-8: Cursor Messen Sie an der Kalibrierungsklemme das Kalibrierungssignal. Messen Sie mit Hilfe des Cursors das Referenzsignal aus in dem Sie den Spitzen-Spitzen-Spannungswert U ss und die Periodendauer T p möglichst exakt bestimmen. 2.5 RC-Schaltung Aufgabe 2-9: RC-Schaltung mit Sinussignal Bauen Sie die Schaltung nach Bild 2-5 auf. Bild 2-5 RC-Glied Stellen Sie mit den Funktionsgenerator eine Sinusspannung ohne Offset mit einem Spitzen-Spitzen-Wert U 1ss = 1 V bei einer Frequenz von f 1 = 160 Hz ein. a.) Messen Sie die Spitzen-Spitzen-Spannung und Frequenz der Spannung U 2. Messen Sie die zeitliche Phasenverschiebung t d zwischen der Eingangsspannung U 1 und der Ausgangssignal U 2.

6 2-6 Aufgabe 2-10: RC-Schaltung mit Rechtecksignal Stellen Sie jetzt am Funktionsgenerator eine Rechteckspannung ohne Offset mit einem Spitzen-Spitzen- Wert U 1ss = 1 V bei einer Frequenz von f 1 = 10 khz ein. a.) Stellen Sie den Signalverlauf U 2 auf dem Oszilloskop möglichst zweckmässig dar und tragen ihn in das Bild 2-6 ein. Bild 2-6 Signalverlauf Messen Sie die charakteristischen Signalkenngrössen des Signals U 2 mit den Cursor aus. Maximal Wert u max : Minimal Wert u min : Spitzen-Spitzen-Wert u ss : Impulsdauer t i : Anstiegszeit t r : Abfallszeit t f : Periodendauer T = t i + t p :

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