FACHPRAKTISCHER UNTERRICHT ARBEITSBLATT Datum Werkstätte Auftragsnummer Stunden

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1 Kathode FACHPRAKTISCHER NTERRICHT ARBEITSBLATT Ozillokop, Ocillocope Bedienungelemente, Funktionen Dient zur bildlichen Dartellung er Spannung in Abhängigkeit von der Zeit oder in Abhängigkeit er anderen zweiten Spannung. Sämtliche Eintellknöpfe dienen nur zur beeren Dartellung, e erfolgt ke Veränderung de Eingangignal! Darau folgt: Mit em Ozillokop können nur Spannungen gemeen werden, ke Ströme! Im Folgenden werden ämtliche Grundbedienelemente, die auf jedem Ozillokop vorhanden ind, erläutert, lediglich die Anordnung der Bedienelemente it unterchiedlich. Die Funktion bleibt aber in allen Fällen dieelbe. Bei em Ozillokop it der Knopf link, beim anderen recht, mal it er zu ziehen, dann wieder zu drücken, andermal zu chieben. Oft ind die Bedienelemente überander angeordnet, wie z. B. großer Drehknopf für die grobe Eintellung auf dem noch klerer Drehknopf für die Ftellung itzt. E kann auch noch, da der klere Drehknopf zuätzlich noch e Zug- oder Druckfunktion beitzt. Spezielle Ozillokope können darüber hinau zuätzliche Funktionen und auch entprechend mehr Bedienelemente haben. Diee zuätzlichen Funktionen ollte man in erter Linie auchalten und ert dann in Betrieb nehmen, wenn man die Bedienungen der Grundelemente igermaßen beherrcht. Augegangen wird hier von em fachen analogen Ozillokop. Zum leichteren Vertändni werden die Bedienelemente in vier Gruppen unterteilt (Bedienelemente für die Bildröhre, für die Y-Ache, für die X-Ache und für die Triggerung). 1. Eintellungen für die Bildröhre 1.1 Intenity Strahlenhelligkeit, Achtung e beteht Einbrenngefahr!!!!! Anmerkung: Wird da Ozillokop für längere Zeit nicht benötigt, o it die Strahlenhelligkeit herunterzudrehen (dunkel zu tellen)! 1.2 Focu Strahlenbündelung (Schärfe). Bildröhre Anicht Längeite Glakolben Elektronentrahl Ablenkplatten vertikal horizontal Anode Ozillokopbildchirmrater: Da Merater dient zur 1) Wertbetimmung durch Multiplizieren der abgeleenen Länge (Raterheiten) mit dem getellten Faktor Volt/Diviion bzw. Time/Diviion und 2) Gegenübertellung oder in Verhältnitellung von zwei abgeleenen Längen (Raterheiten) Schlurechnung. 1.3 Illumination Raterbeleuchtung (Hintergrundbeleuchtung) für fotografiche Aufnahmen. 1.4 Trace rotation horizontale Strahlenlage, Korrektur de Strahle aufgrund extern wirkender Ma- gnetfelder, die it abhängig vom Auftellort. Anmerkung: Diee Eintellung it normalerweie nur ehr elten nach zu jutieren, dehalb nur mittel Schraubendreher möglich. 1.5 Z-Eingang für Strahlenmodulation. (BNC-Buche meiten auf der Geräterückeite, für Strahl oder Strahl au.) Im Ozillokop befindet ich e Bildröhre. Die o genannte Kathodentrahlröhre wurde von Ferdinand Braun (197) entwickelt, dehalb bezeichnet man ie auch al Braunche Röhre. Im Inneren der Röhre it Vakuum. Am hinteren Ende (Kathode) befindet ich Draht, welcher durch Stromflu erhitzt wird (Heizdraht). Jeder Draht der in em Vakuum erhitzt wird, ondert Elektronen au. E entteht e negativ geladene Elektronenwolke. Da it in jeder Glühbirne genau o. Wenn man nun in der Nähe der Elektronenwolke große poitive Spannungpotential bringt, werden die Elektronen zu dieem poitiven Potential hin wandern. Vorne auf der Bildröhre wird über en metallichen Anchlu (Anode) e große Spannung angelegt, z. B. 2kV (Bechleunigungpannung). (Ferneher bi zu 30kV.) Dadurch werden die vom Draht autretenden Elektronen angezogen und treffen im Inneren auf der Vordereite (Bildchirm) auf. Je höher die Spannung it, deto tärker werden die Elektronen angezogen. Dazu it allerding auch betimmter Weg zum Bechleunigen notwendig. D. h. die Bildröhre mu e entprechende Länge beitzen. Nachdem dieer Vorgang ununterbrochen von tatten geht und immer neue Elektronen nachkommen, pricht man hier vom Elektronentrahl. m die Elektronen nur auf en Punkt zu konzentrieren, müen diee gebündelt werden, d. h. mit Hilfe de Wehneltzylinder wird nur e betimmte Menge zur Vordereite durchgelaen und omit auch die Helligkeit betimmt. Somit treffen die Elektronen nur in em Punkt auf (Schärfe). Während de Wege zur Vordereite paiert der Elektronentrahl zwei metalliche Plattenpaare. Ein Paar it horizontal, da andere vertikal angeordnet (Ablenkheit, Ablenkplatten). Durch Anlegen er geringen poitiven Spannung an diee Plattenpaare kann der Strahl von em Weg abgelenkt und in e betimmte Richtung gelenkt werden. D. h. durch Einwirken e elektrichen oder magnetichen Felde auf den Elektronentrahl, kann dieer in e Richtung bewegt werden. Die auf der Vordereite auftreffenden Elektronen ind für da menchliche Auge unichtbar. Dehalb befindet ich auf der Inneneite e illuminierende (phophorezierende) Schicht, die beim Auftreffen der Elektronen an dieer Stelle leuchtet. Wird der Elektronentrahl nicht bewegt und treffen die Elektronen längere Zeit auf und dieelbe Stelle auf, wird die illuminierende Schicht an dieer Stelle zertört, d. h. die Elektronen brennen ich. An dieer Stelle it dann der Elektronentrahl nicht mehr ichtbar. Elektronentrahl (Bildpunkt) Anicht von vorne + Heizdraht Vakuum Wehneltzylinder Leuchtchicht HTL WIEN 10 Wei H. JG/KL: Name: Seite: 1

2 FACHPRAKTISCHER NTERRICHT ARBEITSBLATT link Ablenkpannung Die horizontale Ablenkung erfolgt in erter Linie intern im Gerät. recht au recht au recht au Dazu wird e o genannte Sägezahnpannung an die horizontalen Ablenkplatten gelegt. Je höher die Spannung it, deto weiter wird der Strahl abgelenkt. D. h., wenn man von vorne auf die Röhre chaut und die Spannung nahezu Null beträgt, befindet ich der Elektronentrahl auf der linken Bildchirmeite. Der Strahl wird gechaltet und it am Schirm ichtbar. Die Spannung teigt und der t Strahl wandert von link nach recht. Hat die Spannung ihr Maximum Hinlauf Rücklauf erreicht, befindet ich der Strahl auf der rechten Bildchirmeite. Er Strahl ichtbar Strahl dunkel wird augechaltet und it omit dunkel, damit man den Rücklauf nicht ieht. Die Spannung wird ganz chnell wieder auf Null geetzt, omit befindet ich der Strahl wieder auf der linken Bildchirmeite. Er wird link link gechaltet und der Zyklu beginnt von Neuem. Die Gechwindigkeit de Hinlaufe it von der Zeittellung (Time/Diviion) und der Periodendauer der darzutellenden Kurve abhängig. Die vertikale Ablenkung ergibt ich durch die Amplitude de angelegten Eingangignal und der dazugehörigen Spannungtellung (Volt/Diviion). 2. Eintellungen für die Y-Ache (Spannung) link OK falch falch Betrachtungwinkel 2.1. Volt/Diviion, Eintellung de Multiplikator für da Merater; Abzählen der Kätchen (Rater- (heiten) und Multiplizieren mit dem getellten Faktor, ergibt die Amplitude (Spannungwert). Gemeen werden nur Spitze-Spitze-Werte (, pp,, ) oder Spitze-Werte (, p, ). (Auch al al Eingangwähler oder Eingangteiler bezeichnet.) Anmerkungen: Eine Raterheit hat 5 nterteilungen. Ein nterteilungtrich hat omit den Faktor 0,2. Bei der Signaldartellung it die geamte Bildchirmhöhe auzunutzen, hinichtlich der Ablee- und omit Megenauigkeit (Auflöung). Der Betrachtungwinkel (iehe Bild recht oben) ollte optimal gewählt werden, um Ableefehler o gering wie möglich zu halten. Steht da Ozillokop am Tich, o ollte man e auf den Bügel tellen, o da man chräg von oben auf den Schirm ieht, teht e auf em Tichaufbau, ollte man e horizontal hintellen, damit der Schirm in Augenhöhe it. Wichtig it, da man immer gerade auf die Bildröhre chaut! p p für peak (Spitze). Beipiel: Sinukurve; X-Ache: 20m/Div.; Y-Ache: 5V/Div. Spitze-Spitze-Wert: = 2 3,6 5V = 7,2 5V = 36V 36V Spitze-Wert: = = = 1V 2 2 Wie kommt man auf den Effektivwert und wa it der Effektivwert eff? 36V eff = = = = 12,73Veff für Sinuignal Quadraticher Mittelwert. Da Multimeter mit im AC-Betrieb den Effektivwert (für Sinu bei ca. 50Hz), beim Ozillokop können nur Spitze-Spitze-Werte und Spitze-Werte abgeleen werden, unabhängig von der Signalform (Sinu, Rechteck, Dreieck uw.). Am Multimeter wird der Effektivwert mit RMS (root mean quare quadraticher Mittelwert ) bezeichnet. (TRMS true root mean quare.) SS S S 2.2. Magnifier (MAG.) x5 Dehnung um da 5-fache Ergebni dividiert durch 5! 2.3. Kalibriert/nkalibriert (variabel) Ftellung (CAL.), ke genaue Meung mehr möglich!!! Fehlmeung, weil die Volt/Diviion-Eintellung nicht mehr kalibriert it!!! Der Knopf kann rot und in der Kalibriertellung raten, beim Verdrehen kann e Leuchtdiode leuchten oder blinken oder am Bildchirm kann Hinwei tehen uw. Da ind Maßnahmen zur Erkennung der nicht kalibrierten Eintellung. nbedingt darauf achten, da vor dem Meen diee Funktion augechaltet d. h. kalibriert it. Üblicherweie reicht der Regelbereich von 1:1 bi 2,5:1 (linker Endanchlag). Müen Signale mitander verglichen oder auf betimmte Werte getellt werden, wird u.. die unkalibrierte Eintellung benötigt Y-Poition Verchiebung de Signal in vertikaler Richtung, Eintellung der Null-Volt-Linie (Mae, GND) Eingangkopplung BNC-Eingangbuche plu mchalter Eingangchaltung: GND AC DC GND: Ground, Eingang auf Mae (0V) gelegt, 0V, AC: Alternated current, nur Wechelanteile ichtbar. (Eintellung der Null-Volt-Linie). DC: Direct current, Gleich- und Wechelanteile ichtbar. (In erter Linie ollte DC getellt werden.) Eintellen der Null-Volt-Linie: Dazu tellt man die Eingangkopplung auf GND und verchiebt da Signal (gerade Linie = 0V-Potential, GND) mit dem Y-Poitionregler auf e gewünchte horizontale Raterlinie. Somit it diee Linie al 0V-Marke definiert. Anchließend chaltet man wieder auf AC oder DC um. Beim Abzeichnen der Ozillokopdiagramme it im Abbild die Null-Volt-Linie zu kennzeichnen. BNC Bayonet Neill Concelman, benannt nach den Entwicklern Paul Neill (Fa. Bell Laboratorie) und Carl Concelman. HTL WIEN 10 Wei H. JG/KL: Name: Seite: 2

3 FACHPRAKTISCHER NTERRICHT ARBEITSBLATT Beipiele: Betimmen de Gleichanteil ( = ) und Wechelpannunganteil (, ). Sinukurve: Dreieckignal: X-Ache: 50m/Div.; Y-Ache: 10mV/Div. X-Ache: 100µ/Div.; Y-Ache: 2V/Div.; Magnifier x5 aktiviert. AC und DC-Werte: AC und DC-Werte: 0V-Linie 2 2V Mittellinie = 2, 10mV = 2mV = = 00mV 5 2mV 00mV = = 14mV = = 400mV 2 2 0V-Linie eff für Sinu: 14mV, 9mV 2 eff für Dreieck: 400mV eff = = 9 eff eff = = 231mVeff = 5 10mV = 50mV _ 2.6. Zweikanalbetrieb (oder Mehrkanalbetrieb): 3 6 2V = = 2,4V 5 = = _ Mit em Kanal kann man Signal dartellen, für jeden weiteren Kanal, alo für jede weitere Signal, welche man dartellen kann, ind ebeno dieelben Bedienelemente und Eingänge für die Y-Ache vorhanden. Die X-Achentellungen können nur für alle Kanäle gemam getellt werden. Üblicherweie kann man mit em Ozillokop zwei Signale (zwei Kanäle) dartellen. Dehalb pricht man von em Zweikanalozillokop. Die beiden Kanäle werden üblicherweie mit CHI und CHII (CH für Channel) bezeichnet. D. h. e gibt en Volt/Diviion- Schalter für CHI und en für CHII, gleiche für Magnifier x5, für Kalibriert/nkalibriert, für die Y-Poition und die Eingangkopplung. Darüber hinau gibt e Bedienelemente, wie die Signale der beiden Kanäle dargetellt werden ollen. Achtung: E bleibt immer noch Elektronentrahl! 2.7. Auwahlmodi = Dartellen von Kanal 1 (CHI) oder Kanal 2 (CHII) oder beide (DAL) oder beide mitander addieren (ADD) oder durch Invertieren e Kanal auch Subtraktion möglich (INV plu ADD, Differenzmeung). 1. CHI 2. CHII Mittellinie = 2.. Dartellungmodi 1) Alternated abwechelnde Dartellung von Kanal 1 und Kanal 2. Für die Dartellung von hohen Frequenzen. Der Strahl wird gechaltet und da komplette Signal auf Kanal 1 wird gezeichnet. Der Strahl wird augechaltet und auf die linke Bildchirmeite in die Poition (Amplitude) vom Signal auf Kanal 2 gebracht. Der Strahl wird gechaltet und da komplette Signal von Kanal 2 wird dargetellt. Anchließend wird der Strahl wieder augechaltet und in die Poition (Amplitude) vom Signal auf Kanal 1 geführt. Der Strahl wird wieder gechaltet und der Vorgang beginnt von vorne. (alternated abwechelnd) 3. CHI 4. CHII uw. 2) Chopped (CHOP.) ununterbrochene mchaltung zwichen Kanal 1 und Kanal 2. Für die Dartellung von tiefen Frequenzen. Der Strahl wird gechaltet und vom Signal auf Kanal 1 wird kle Stück gezeichnet, danach wird der Strahl augechaltet und in die Poition (Amplitude) vom Signal auf Kanal 2 gebracht. Der Strahl wird gechaltet und Stück von dieem Signal (Kanal 2) wird dargetellt. Anchließend wird der Strahl wieder augechaltet und in die Poition (Amplitude) vom Signal auf Kanal 1 geführt. Der Strahl wird wieder gechaltet und der Vorgang beginnt von vorne, bi der Strahl an der rechten Bildchirmeite angelangt it. Danach wird der Strahl augechaltet und auf die linke Bildchirmeite in die Poition (Amplitude) von Signal auf Kanal 1 gebracht. Der Strahl wird wieder gechaltet und mit der Dartellung vom Signal auf Kanal 1 fortgeetzt. Der interne mchalter (Chopp-Schalter) mu viel öfter mchalten al die darzutellenden Signalfrequenzen. D. h. die mchaltfrequenz it viel höher. Dehalb it dieer Dartellungmodu nur für tiefe Frequenzen möglich, weil ont der mchalter nicht mitkommt. (chopped zerhackt) HTL WIEN 10 Wei H. JG/KL: Name: Seite: 3 CHI CHII

4 FACHPRAKTISCHER NTERRICHT ARBEITSBLATT 3. Eintellungen für die X-Ache (Zeit) 3.1. Time/Diviion, Eintellung de Multiplikator für da Merater; Abzählen der Kätchen (Rater- heiten) und Multiplizieren mit dem getellten Faktor, ergibt die Periodendauer. Anmerkung: E it nur e geringe Anzahl von Perioden darzutellen, um e optimale Ableeund omit Megenauigkeit zu erzielen. Beipiel: Sinukurve; X-Ache: 20µ/Div.; Y-Ache: 5V/Div. Periodendauer: T = 7 20µ = 140µ T 140µ Halbe Periodendauer: = = 70µ 2 2 Wie kommt man auf die Frequenz und wa it die Frequenz f? 1 1 f = = = 7142,Hz = 7,14kHz Schwingungen pro Sekunde. T 140µ 7142 Schwingungen pro Sekunde Magnifier (MAG.) x10 (x5) Dehnung um da 10 (5)-fache Ergebni dividiert durch 10 (5)! Achtung: Bei Aktivierung dieer Funktion wird da momentan dargetellte Signal um da 10-fache gedehnt. Mit dem X-Poition-Regler kann man durch da geamte Signal chieben und ich jenen gedehnten Auchnitt anehen, den man benötigt. Da it ungefähr o, al ob man 10 Bildchirme nebenander hätte und ich nur en davon anehen würde. Bei älteren Ozillokopen it u.. nur e 5-fache Dehnung möglich Kalibriert/nkalibriert (variabel) Ftellung (CAL.), ke genaue Meung mehr möglich!!! Fehlmeung, weil die Time/Diviion-Eintellung nicht mehr kalibriert it!!! Der Knopf kann rot und in der Kalibriertellung raten, beim Verdrehen kann e Leuchtdiode leuchten oder blinken oder am Bildchirm kann Hinwei tehen uw. Da ind Maßnahmen zur Erkennung der nicht kalibrierten Eintellung. nbedingt darauf achten, da vor dem Meen diee Funktion augechaltet d. h. kalibriert it. Üblicherweie reicht der Regelbereich von 1:1 bi 2,5:1 (linker Endanchlag). Müen Signale mitander verglichen oder auf betimmte Werte getellt werden, wird u.. die unkalibrierte Eintellung benötigt X..-Poition Verchiebung de Signal in horizontaler Richtung. out T/2 T/2 T Beipiel: Rechteckignal; X-Ache: 200n/Div.; Y-Ache: 200mV/Div. Da linke Bild it im rechten Bild mittel Magnifier x10 (x-ache) ge- ti und tp in der Signalmitte der Amplitude meen! t i dehnt, dargetellt it die anteigende Signalflanke t an. Die Amplitude it angepat. (t i Impulzeit, t p Pauezeit, in Signalmitte meen) = 5,4 200mV = 1,0V t i = 2,2 200n = 440n, t p = 4 200n = 00n 1 T = ti + tp = 440n + 00n = 1,24µ, f = = T 1 0, 200n = = 06,5kHz, t an = = 16n 1,24µ 10 Betimmen de Tatverhältnie: Vorgang: Wie oft it der klere Teil de Signal im Größeren enthalten? Hier it t i < t p. Oft wird da Verhältni in % angegeben, bezogen auf t i. Wären t i und t p gleich groß, ergäbe ich Tatverhältni von 1:1 oder 50%. ϕ Mittellinie T t p T in out Vorgang: Signalamplitude zwichen 0% und 100% f tellen bzw. verchieben (Amplitudenwert wird nicht mehr benötigt), t an wird zwichen 10% und 90% meen. t < t 100% 100% t i = = = 35,5% Tatverhältni 1+ 1,2 Beipiel: Eingangignal ( in ): 2V/Div.; Augangignal ( out ) 500mV/Div. Beide Nulllinien befinden ich in der Mitte: 16V in = 2V = 16V, ineff = = 5,66Veff 2 2 3V out = 6 500mV = 3V, outeff = = 1,06Veff 2 2 Betimmen der Phaenverchiebung ϕ zwichen den beiden Signalen: Vorgang: Beide Signale haben dieelbe Frequenz. Abzählen der Kätchen (X-Ache) für e geamte Periode (z. B. hier bei in). Diee Anzahl entpricht dann 360 oder 2π. Abzählen der Kätchen zwichen den beiden Signalen und mit Hilfe der Schlurechnung den Gradwert berechnen. 1, Kätchen; 1,6 Kätchen zwichen den Signalen ϕ = = 72 HTL WIEN 10 Wei H. JG/KL: Name: Seite: 4 i p t t p i 100% 90% 10% 0% t an 00n = = 1,2 1: 1,2 440n

5 FACHPRAKTISCHER NTERRICHT ARBEITSBLATT 3.5. XY-Betrieb, Dartellung er Spannung in Abhängigkeit er zweiten Spannung. Z. B.: Kanal 1 horizontaler Eingang und Kanal 2 vertikaler Eingang. Y Dient zur Phaenmeung (Liajou-Figuren), Frequenzverhältnibetimmung und Kennliniendartellung. b B a A Anmerkung: Die Belegungen der X-Poition- und Y-Poition-Eintellregler bleiben erhalten. Liajou- Figuren benannt nach dem franzöichen Phyiker Jule Antoine Liajou (122 10), der ich mit der Überlagerung linearer Schwingungen und deren enttehenden Figuren bechäftigte. Betimmung de Phaenwinkel (iehe Abbildung link): a b a + b = arcin = arcin = arcin A B A + B ϕ a, A, b, B Anzahl der abgezählten Kätchen. Beipiele: a bzw. b in der Signalmitte der Amplitude meen! 3 0 ϕ = arcin = arcin1 = 90 ϕ = arcin = arcin 0,375 = 22 ϕ = arcin = arcin 0 = 0 Betimmen de Frequenzverhältnie: Abgezählte Spitzen (Berge) auf der Y-Ache zu abgezählten Spitzen (Berge) auf der X-Ache oder umgekehrt. Verhältni: 1:2 Verhältni: 1:4 Verhältni: 3:2 Verhältni: 5:6 4. Triggerung Wozu dient die Triggerung? Damit immer derelbe Kurvenauchnitt dargetellt wird oder damit da Signal am Bildchirm tehen bleibt. (Trigger Antoß, Aulöung) Ohne Triggerung: Der Elektronentrahl folgt der Änderung de Eingangignal nach. It der Strahl an der rechten Bildchirmeite angelangt, kann er nicht weiter zeichnen. Er wird augechaltet, auf die linke Bildchirmeite gebracht und wieder gechaltet, wo er weiter zeichnen kann, mit jener Änderung (Amplitude), die da Eingangignal gerade aufweit. Da it natürlich anderer Amplitudenwert, al wie bei der vorhergehenden Dartellung, d. h. man ieht immer en anderen Auchnitt de Signal am Bildchirm. Der Vorgang läuft ganz rach ab, e enttehen Doppel oder Mehrfachbilder. In der rechten Dartellung ei die Rücklaufzeit de Strahl unberückichtigt. HTL WIEN 10 Wei H. JG/KL: Name: Seite: 5

6 FACHPRAKTISCHER NTERRICHT ARBEITSBLATT 4.1. Level Pegel (Schwelle), veränderbare Vergleichpannung. Mit Triggerung: Eine interne Gleichpannung (= Level-Spannung, nicht ichtbar), dient al Vergleichwert. Diee Spannung kann in ihrer Amplitude mit dem Level-Regler verändert werden. Intern werden die zu meende Eingangpannung und die interne Level-Spannung mitander verglichen. Die Level-Spannung bleibt in ihrer getellten Amplitude kontant, währenddeen ich die Amplitude de Eingangignal tetig ändert. Genau zu jenem Zeitpunkt, wo die Amplitude der Eingangpannung gleich der Amplitude der Level-Spannung it, wird der Elektronentrahl gechaltet und mit der Dartellung begonnen (Triggeraulöezeitpunkt). Nach Durchlaufen de Elektronentrahl bi zur rechten Bildchirmeite wird der Elektronentrahl wieder augechaltet und chnell zur linken Bildchirmeite gebracht. Danach wird wieder o lange gewartet, bi die Amplitude de Eingangignal gleich der Amplitude der Level-Spannung it. D. h. e wird immer derelbe Kurvenauchnitt dargetellt und omit erhält man tehende Bild. Bei Regelung der Level-Spannung wird auch der Triggeraulöezeitpunkt in vertikaler Richtung verchoben. Da darzutellende Signal folgt nach. Da ieht dann o au, alo würde da Signal verchoben werden in horizontaler Richtung Automatiche/manuelle Triggerung (AT/NM) Wartezeit Automatiche Triggerung: Spitzenwerttriggerung oder peak to peak trigger. Durch den Fangbereich wird der Regelbereich (linker und rechter Endanchlag) de Level-Regler o begrenzt, da e nicht möglich it mit der internen Level-Spannung über die untere bzw. obere Amplitudenpitze de Eingangignal hinauzufahren. Daher kommt e immer zu em Schnittpunkt zwichen Eingangignal und interner Level-Spannung (Triggeraulöezeitpunkt), alo zu er Triggerung und bei richtig getellter Auflöung (Volt/Diviion und Time/Diviion) auch zu er optichen Dartellung de Signal am Bildchirm. Die Triggeranzeige leuchtet. Manuelle Triggerung: Triggeraulöezeitpunkt au Ablenkpannung Wartezeit au Triggeraulöezeitpunkt E gibt ken Fangbereich für den Regelbereich de Level-Regler. D. h. e beteht die Möglichkeit mit der internen Level-Spannung auch über die untere bzw. obere Amplitudenpitze de Eingangignal hinauzufahren. Daher kommt e zu kem Schnittpunkt zwichen Eingangignal und interner Level-Spannung, e gibt ken Triggeraulöezeitpunkt und omit erfolgt ke Signaldartellung. Der Bildchirm bleibt dunkel. Die Triggeranzeige leuchtet nicht Slope oder +/ oder Triggerung auf die anteigende (+) oder abfallende ( ) Signalflanke Triggeranzeige (Leuchtdiode) leuchtet olange getriggert wird Triggerauwahl Triggerung auf Kanal 1 (CHI) oder Kanal 2 (CHII) oder abwechelnd auf Kanal 1 und Kanal 2 (ALT). Der Level-Regler hat bei der abwechelnden Triggerung (ALT) ke Funktion mehr, da der Level-Regler nur für jeweil en Kanal funktiontüchtig it (entweder für Kanal 1 oder für Kanal 2). D. h. der Pegel kann nicht verändert werden. Der Triggeraulöezeitpunkt erfolgt bei jedem der Signale automatich in der Signalmitte der Amplitude. Die abwechelnde Triggerung (ALT) funktioniert nicht im Dartellungmodu Chopped (Mehrkanalbetrieb) Triggermodi Triggerung auf den Wechelanteil (AC) oder auf den Gleich- und Wechelanteil (DC) de Eingangignal oder auf e betimmte Frequenz mittel Filtern: LF Low frequency mittel Tiefpafilter oder HF High frequency mittel Hochpafilter oder TV Televiion, auf 15625Hz (Zeilenablenkfrequenz im Ferneher) NR (noie reject) Rauchunterdrückung. (Triggerlevelunempfindlichkeit durch Hyteree erhöht.) 4.. Line oder Triggerung auf die Netzfrequenz (z. B. 50Hz) Externe Triggerung BNC-Eingangbuche plu Einchalter Triggerung auf da extern gepei- te Signal. HTL WIEN 10 Wei H. JG/KL: Name: Seite: 6 interne regelbare Level- Spannung (nicht ichtbar) Fangbereich für Level-Eintellung au t

7 FACHPRAKTISCHER NTERRICHT ARBEITSBLATT Hold off zuätzliche Zeitverzögerung zwichen den zelnen Triggeraulöezeitpunkten, zur Dartellung von Impulgruppen. Die Wartezeit de Triggeraulöezeitpunkte kann verlängert werden und omit der Zeitpunkt de Triggeraulöezeitpunkte zurückgehalten werden. Regelbereich von 1 bi Memittel Tatkopf Wozu dient der Tatkopf? Damit der Mepunkt nicht belatet wird, e zu ken Signalverformungen und Dämpfungen aufgrund von elektrichen Einflüen der Eingangchaltung und de Anchlukabel und omit zu Mefehlern kommt Elektricher Aufbau de Tatkopfe Die Eingangchaltung de Ozillokop (R parallel C +C Kabel) würde da Meignal verfälchen und den Mepunkt belaten. Mittel de Tatkopfe chaltet man en ohmchen und kapazitiven Teiler vor da Mekabel. Dieer wird dem Eingangkrei angepat (abgeglichen). Dadurch reduziert ich auch die Eingangkapazität und da Signal wird weniger verfälcht (Tiefpa) mchaltung Spannungteiler Da C Kabel+C ehr groß (100pF) und C Tk al tellbarer Kondenator mit ca. max. 40pF produzierbar it, wird R Tk größer al R gewählt. Dadurch wird da Eingangignal (Meignal) heruntergeteilt, z. B. 10:1 oder 100:1. Die Mepunktbelatung inkt bzw. e können höhere Spannungen gemeen werden. Bei manchen Tatköpfen kann man mit em Schalter zwichen 1:1 und 10:1 umchalten. Bei 10:1 mu da Meergebni mit 10 multipliziert werden Rechteckgenerator Tatkopf-Anchlu Jede Ozillokop bhaltet en internen Rechteckgenerator mit ca. 1kHz zum Abgleichen de Tatkopfe. Auf der Front befinden ich entprechende Klemmen oder Buchen zum Anchließen de Tatkopfe, üblich mit CAL (für CALIBRATOR) bezeichnet. Bei manchen Ozillokopen ind zwei Buchen vorhanden mit unterchiedlichen Augangamplituden, z. B. 2V und 0,2V Abgleich Level-Wartezeit Mae Mepitze au Ablenkpannung Hold-off-Zeit Tatkopf Triggeraulöezeitpunkt Schaltung: S Tk Tk Tk R Tk C Tk = R (C Kabel +C ) = R Tk+R R = C Kabel+C +C Tk C Tk Für Tatköpfe mit 1:1 it dieer Abgleich nicht möglich. Bei 10:1 oder 100:1 chon, da hier der regelbare Kondenator C Tk aktiv it. Beim Abgleich wird der Kapazitätwert de regelbaren Kondenator C Tk dem Kapazitätwert de Eingangkondenator C plu dem Kondenator de Anchlukabel C Kabel angeglichen (Abgleichtift). Der Tatkopf it dann abgeglichen, wenn da Rechteckignal ke Verzerrungen aufweit. richtig kompeniert falch unterkompeniert (TP) falch überkompeniert (HP) 10:1 Abgleich-C 1:1 mchalter au au Tatkopfbandbreite: Bei 1:1 it die Bandbreite auf ca. 10MHz bechränkt, elbt wenn da Ozillokop 100MHz kann! Nur bei 10:1 hat der Tatkopf die volle Bandbreite! t kHz 1MHz Frequenzumchaltung Bei peziellen Tatköpfen it HF-Abgleich notwendig. Zum Abgleich benötigt man Rechteckignal mit teilen Antiegflanken, minimalen Überchwingen und 1MHz. Der interne Rechteckgenerator lät ich auf 1MHz umchalten. Einfache Tatköpfe ollte man mit 1kHz abgleichen. 6. Grenzdaten de Ozillokop Die maximale Frequenz, die da Gerät verarbeiten kann, z. B. 35MHz, 50MHz oder 100MHz, der maximale Eingangpannungpitzenwert typich 400V, der Eingangwidertand typich 1MΩ, die Eingangkapazität typich 20pF bi 30pF und der maximale Triggergangpannungpitzenwert typich 100V. Maximale Tatkopfgangpannungpitzenwert typich 600V. Eingangwidertand und Eingangkapazität liegen parallel zuander (R C = Eingangimpedanz). Belatung de Mepunkte! Beipiel: Kann mit em Ozillokop e Sinupannung von eff = 230V eff noch gemeen werden? Ja, weil = eff 2 = 230Veff 2 = 325V kler al 400V ind. HTL WIEN 10 Wei H. JG/KL: Name: Seite: 7

8 FACHPRAKTISCHER NTERRICHT ARBEITSBLATT 7. Wichtige zum Meen und Anchließen in der zu meenden Schaltung I Me 7.1. Bezugpotential (GND, ) Da Ozillokop mit immer gegen da Maepotential (0V), d. h. er der beiden Anchlüe liegt immer auf Bezugpotential (GND). Beim Tatkopf it da z. B. der Draht mit der Krokoklemme. E kann nicht direkt parallel zum Meobjekt der Spannungabfall Me gemeen werden, wie man e mit dem Multimeter gewöhnt it. Da Multimeter hat k Bezugpotential. Dadurch könnte der Spannungabfall Me direkt gemeen werden, egal auf welchem Potential er ich befindet. Im linken Meaufbau würde man mit dem Ozillokop den rechten Anchlu de Mewidertande R Me auf Maepotential (0V) zwingen und omit den Latwidertand R Lat kurzchließen. R Me würde u.. durchbrennen uw Differenzpannungmeung Bei der Differenzpannungmeung mit man die Spannung vor und die Spannung nach dem Mewidertand R Me gegen da Mae- oder Bezugpotential (GND). Sinn und Zweck it e, beide Meungen gleichzeitig durchzuführen, damit die Signalform von Me am Bildchirm ichtbar it, da e ich nicht immer um e Gleichpannung alle handeln mu. Im linken Meaufbau wird mit Kanal 1 (CHI) die Eingangpannung und mit Kanal 2 (CHII) die Spannung am Latwidertand Lat dargetellt. m den Spannungabfall Me, alo die Differenzpannung, zu ermitteln, mu allerding die Lat von der ubtrahiert werden. Me = 1. Kanal 2 invertieren (INV) (dadurch wird da Vorzeichen geändert, ). Lat In dieem Beipiel ind für die Differenzpannungmeung mit dem Ozillokop folgende drei Punkte durchzuführen: 2. Beide Kanäle addieren (ADD) (durch da negative Vorzeichen wird Kanal 2 von Kanal 1 ubtrahiert). 3. Beide Kanäle auf elben Volt/Diviion-Faktor tellen (anonten Me- und Dartellungfehler) Indirekte Strommeung Mit dem Ozillokop it e nicht möglich Ströme zu meen, bzw. it e nicht immer möglich e Schaltung aufzutrennen, um Amperemeter dazwichen zu chalten. Bei der indirekten Strommeung mit man die Spannung am bekannten Widertand und ermittelt den dazugehörigen Strom durch da Ohmche-Geetz. Wählt man nun den Mewidertand (eventuell Leitungwidertand) mit em Wert von 1E, o ind Spannung und Strom identich. D. h. der am Bildchirm dargetellte Spannungverlauf entpricht genau dem Stromverlauf. Bei der oberen Differenzpannungmeung würde ich für dem Strom durch R Me, bei em Widertandwert von R Me= 1E, folgende ergeben: Me Me Me Me I Me = = = R Me 1E falch Lat richtig Lat 7.4. Erdpotential (PE, ) Me Üblicherweie it da Maepotential (GND, ) de Ozillokop mit dem Erdpotential (PE, ) verbunden. Diee Sicherheitmaßnahme bzw. dieer Potentialbezug ollte nicht unterbrochen werden. Da Ozillokop darf nicht über en Trenntrafo zur Potentialtrennung betrieben werden. E kommt zu Meproblemen und Fehlmeungen, u.. timmt da Bezugpotential (0V) nicht mehr. Wenn e Trennung zu erfolgen hat, it die Schaltung oder der da Signal peiende Funktiongenerator o. Ä. über den Trenntrafo zu betreiben, nicht da Memittel Typiche Fehlmeung Beipiel: Fehlmeung (falche Eintellung) bei Rechteckignal mit niedriger Frequenz richtig z. B. bei 25Hz falch z. B. bei 25Hz falch z. B. bei 0,5Hz Welche Betriebart wurde hier falch getellt? Eingangkopplung: AC tatt DC. Wodurch werden im mittleren Bild die Dachchrägen bzw. im rechteten Bild die Differenzierpitzen verur- acht? Durch den Kondenator in der Eingangkopplung (Entladekurve). Anmerkung: Die anteigenden bzw. abfallenden Signalflanken ind immer vorhanden, ie ind aber nur ehr chlecht ichtbar, weil die Änderungen ehr rach erfolgen und für die Dartellung nur wenig Zeit und omit nur wenige Elektronen übrig bleiben. Beim Abzeichnen von Rechteckignalen ind aber im Abbild die Signalflanken immer zuzeichnen! HTL WIEN 10 Wei H. JG/KL: Name: Seite: