Die Oszilloskope

Rigol 1074Z und Tektronix 2465B


und die richtigen Probes. Fallstricke vermeiden


                                   


500Mhz Probe von LeCroy                                         Tekttronix P6137
                                                 

Welche Bandbreite hat ein Oszilloskop?
Methoden zur Überprüfung
  • Rise Time
  • Amplitude
Rise Time

Folgende Gleichung gilt allgemein hinsichtlich Bandbreite und Anstiegszeit als gebräuchlich.

BW = 0,35 / Tr

wobei BW Bandbreite und Tr die Anstiegszeit des Signals ist.
Damit man dies auch messen kann braucht es einen Pulsgenerator mit extrem kurzer Anstiegszeit. Ich benutze den Pulser von Leo Bodnar. Die Antiegszeit (Risetime) ist 40 ps. Das reicht allemal um Oszilloskope bis in den hohen Gigabereich zu messen.

Mein Rigol 1074Z hat eine Risetime von 2.150ns. Nach obiger Formel ergibt dies eine Bandbreite von ~ 170Mhz. Die -3dB Spezifkationen der Hersteller sind toleranter.

      
Eine Bemerkung.
Die Bandbreitenspezifkation eines Oszilloskopes heisst nicht, dass höhere Bandbreiten verschwinden, sie sind einfach nicht mehr in der -3dB Grenze. Ich werde dies mit meinem 70Mhz Oszilloskop zeigen. Auch Kurven bis 500Mhz werden angezeigt, mit Betonung auf visuelle Darstellung. Die Tabelle zeigt die offizielle Spezifikation

  

Eine alternative Methode die Bandbreite zu überprüfen ist der Verlauf der Amplitude über das Frequenzband.
Im nachfolgenden Video zeige ich den Verlauf eines 65mVpp Sinus Signals.
-3bB wären in diesem speziellen Fall   65mV *  0.707 ~46 mV

Wichtige Bemerkung: Bei diesen Messungen muss auf 50 Ohm Abschlusswiderstand geachtet werden. Bei Oszilloskopen ohne
50 Ohm Eingang braucht es zwingend einen Abschlusswidersand. z.B.



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R&S HZ22 Feed through termination, 1GHz, 2 Watt (Gelbe Linie)
Grün/Metall = Einfacher 50 Ohm Abschluss (Blaue Linie)
China Low Cost Feed through termination P57 1Ghz, 1 Watt (Pink Linie)

Den Unterschied zwischen CHF 50.-- und CHF 3.-- sieht man in der folgenden Aufzeichnung. Interessant ist, dass der einfache 50 Ohm Abschlusswiderstand obenaus schwingt.



Resultat: Bis 1G kein signifkanter Unterschied!
Bis 1G sind ja die Teile spezifiziert.


Tastköpfe

Ein wichtiges Thema sind die richtigen Tastköpfe für das Oszilloskop.
Grundvoraussetzung sind Teile die wenigstens den Spezifikationen des Oszilloskopes entsprechen. Ein 100Mhz Oszilloskop sollte auch mit einer entsprechrnd spezifizierten Probe ausgestattet werden.
Meistens liefert der Hersteller die richigen Proben mit, manchmal mit gewissen Einschränkungen.

Es gibt grundsätzlich aktive und passive Tastköpfe. Aktive Tastköpfe sind sehr teuer und für das Hobbylabor nicht notwenig.
(Wir werden den aktiven Tastkopf für $25.-- aus der Ukraine testen). Passive Tastköpfe müssen unbedingt vor dem Gebrauch kompensiert werden.

Ein Vergleich von 3 verschiedenen Tastköpfen.

Input:
Rechtecksignal 1 Mhz 5Vpp
Gelb = 500Mhz LeCroy
Violett = 20 Mhz Billigtastkopf.Völlig überfordert. Skala 20Volt!
Blau = Rigol 150 Mhz Tastkopf



Ein wichtiger Punkt ist die Masseverbindung. So kurz wie möglich oder ganz weglassen. Ein Bild zeigt den Einfluss der Masseverbindung. Ringing und Risetime werden beeinflusst.

Die Linien sind zur besseren Sichtbarkeit verschoben

Gelb = LeCroy sehr kurze Verbindung

Blau= Rigol mittlere Länge

Violett = Verbindung mit Feder