Anstiegs- und Abfallzeiten oszilloskopieren

HasiYSt82 · Anmeldungsdatum: 01.12.2005 Beiträge: 2

Also erstmal die Aufgabenstellung:

Am Bildschirm eines Oszilloskops ist lediglich das Endergebnis einer Signalform sichtbar. Der Messauf-bau verursacht systematische Fehler. Die tatsächliche Generatoranstiegszeit eines Rechtecksignals lässt sich aber erfassen.
Für die genaue Ermittlung der Anstiegszeit muss die eigene Anstiegszeit des Y – Verstärkers im Oszil-loskop und die Verzögerung durch Messkabel mit berücksichtigt werden.

Aufgaben:
§ Verwenden Sie einen Generator mit umschaltbarem Innenwiderstand ( typ.: 50 Ω / 600 Ω } .
§ Untersuchen Sie die Auswirkung auf die Anstiegszeit des Generators mit vier verschiedenen An-schlussarten mit Hilfe des Oszilloskops. Wählen Sie eine für die Messung geeignete Frequenz des Rechecksignals und stellen Sie am Generator die maximal mögliche Amplitude ein.
§ Schalten Sie bei jeder Ankopplungsart den Innenwiderstand um:
1. Anschluss Generator - Skop mit einem ca. 1 m langen BNC-Kabel (50 Ω}.
Messung: 50 Ω / 600 Ω
2. Das Kabel wird mit einem weiteren BNC-Kabel (50 Ω } verlängert (Länge im Protokoll angeben!} Messung: 50 Ω / 600 Ω
3. Anschluss Generator - Skop mit einem Tastteiler (10-fach}
Messung: 50 Ω / 600 Ω
4. Der Tastteiler wird mit einem BNC-Kabel (50 Ω } verlängert (Länge im Protokoll angeben!}. Messung: 50 Ω / 600 Ω
§ Skizzieren Sie die Signalverläufe und kommentieren Sie Ihre Ergebnisse.
§ Ermitteln Sie mit Hilfe der ersten Messung (50 Ω Innenwiderstand) die Anstiegszeit des Generators.
§ Dokumentieren und beschreiben Sie Ihre Vorgehensweise und Ergebnisse zur Ermittlung der An-stiegszeiten (Wo traten Schwierigkeiten auf und wie sind Sie damit umgegangen )

Oszilloskopiert haben wir:

Aufgabe1:

Anschluss Generator – Skop mit einem ca. 1m
langem BNC-Kabel (50Ω).
Messung: 50Ω / 600Ω

Kommentar:
Bei einem Ausgangswiderstand von 600Ω hat die Spannung des Frequenzgenerators eine wesentlich höhere Anstiegszeit als bei einem Ausgangswiderstand von 50Ω (600Ω = 0,056µs; 50Ω = 0,01µs). Dafür ist das Überschwingen der Spannung bei 50Ω stärker ausgeprägt als bei 600Ω. Zusätzlich nähert sich die Spannung bei 50Ω schneller der 100%-Marke als die Spannung bei 600&#848,.

Aufgabe3:

Anschluss Generator – Skop mit einem Tastteiler
(10-fach)
Messung: 50Ω / 600Ω

Kommentar:
Das Verhältnis der Anstiegszeiten zwischen den Spannungen von 50Ω und 600Ω wird deutlich kleiner (600Ω =0,046µs; / 50Ω =0,03µs). Das Überschwingen reduziert sich wesentlich und die 100%-Marke wird schneller erreicht(fast gleichzeitig).

Bei Aufgabe 2 und 4 wurde das ganze mit jeweils einem meter BNC-Kabel verlängtert die Anstiegszeiten waren entsprechend länger. Was nun fehlt ist eine korrekte erklärung am besten mit formeln belegt. Achso der Tastteiler hat einen integrierten einstellbaren Kondensator mit dem wir den Tastteiler auf das Oszilloskop eingestellt haben.

Unser Anfang der Bewertung lautet wie folgt:

Da man normalerweise möglichst unverfälschte Signale mit dem Oszilloskop darstellen möchte, sollte man sich im Klaren darüber sein, dass jedes zusätzliche Teil zur Übertragung des Signals dieses Verfälscht.

Um eine möglichst kurze Anstiegszeit darstellen zu können, empfiehlt es sich, bei einem Niederohmigen Ausgangssignal eine möglichst kurze Messleitung und keinen Tastkopf zu verwenden. (ERKLÄRUNG?)
Dabei kommt es jedoch zu einem starken Überschwingen der Spannung.

Bei Hochohmigen Ausgangssignalen hingegen; ist es angebracht den Tastkopf zu verwenden. Allerdings sollte auch hier die Messleitung so Kurz wie möglich gehalten werden um die Anstiegszeit nicht unnötig zu verlängern. (ERKLÄRUNG: )

Für eure Hilfe vielen dank im vorraus!