Oszilloskop

E303: Oszilloskop
2.3. X- und Y-Verstärker
Die zu messenden Spannungen sind in der Regel zu gering, um damit den Elektronenstrahl mittels
der Ablenkplatten abzulenken. Daher werden vor die Ablenkplatten noch Horizontal- und
Vertikalverstärker (X- und Y-Verstärker) geschaltet. Diese Verstärker müssen breitbandig sein,
da Oszilloskope zur Betrachtung von Signalen im Frequenzbereich von null bis zu einigen hundert
MHz geeignet sein sollen. Die Eingangsempfindlichkeit der Verstärker liegt bei ca. 2mV pro
1cm Auslenkung des Leuchtflecks auf dem Bildschirm. Zur Betrachtung von Signalen mit großen
Amplituden sind den Verstärkern stufenweise umschaltbare Dämpfungsglieder vorgeschaltet. Die
Gesamtempfindlichkeit von Verstärker und Dämpfungsglied wird durch den Ablenkkoeffizienten
α angegeben. Der Ablenkkoeffizient α ist ein Maß dafür, welche Spannung des Messsignals für eine
bestimmte Auslenkung des Leuchtflecks erforderlich ist. Übliche Werte für α liegen im Bereich
2mV/cm < α < 20V/cm. Die Dämpfungsglieder haben im Allgemeinen eine hohe Eingangsimpedanz,
die durch die Parallelschaltung eines Widerstandes von ca. 1MΩ und eines Kondensators
mit einer Kapazität von einigen Picofarad (30pF) beschrieben werden kann (entspricht dem
Eingangsersatzschaltbild vieler Oszilloskope). Über dreistufige Schalter lassen sich die Eingänge
der Dämpfungsglieder kurzschließen (und damit gleichzeitig von den Eingangsbuchsen trennen)
sowie direkt oder über einen Kondensator an die Eingangsbuchsen schalten. Zur Positionierung
des Bildes auf dem Bildschirm werden den Ablenkspannungen in den Endstufen der Verstärker
einstellbare Gleichspannungen additiv überlagert. Zur Verbindung mit dem Messobjekt kann an
die Eingangsbuchse des Y-Verstärkers/Abschwächers ein Tastkopf angeschlossen werden. Dieser
ist im Allgemeinen ein isolierter Handgriff mit Messspitze und einer Masseklemme. Die Masse der
Messanschlüsse eines Oszilloskops ist für gewöhnlich mit der Erdungsleitung des Anschlusskabels
identisch. Dies ist wichtig beim Anschluss der Masseleitung an nicht erdpotenzialfreie Schaltungen.
Es sind dadurch Kurzschlüsse und Erdschleifen möglich. Ein Teil der Tastköpfe kann mit
integrierten Abschwächern ausgestattet sein. Bei der Skalierung der Bildschirmanzeige muss das
beachtet werden.
2.4. Zeitbasis
û
x
0
u (t)
x
t t +T t +T+T
0 0 v 0 v r
Abbildung 2: Sägezahnimpuls u x (t).
t
Das Messsignal u(t) soll als Funktion der Zeit abgebildet
werden. Legt man das Messsignal an den
Y-Eingang, so ist die Auslenkung u y (t) des Leuchtpunktes
in y-Richtung proportional zum Momentanwert
u(t) des Messsignals. Liegt an den X-Platten
eine Gleichspannung, so erscheint auf dem Bildschirm
ein vertikaler Strich.
Wird zusätzlich an die X-Platten eine sägezahnförmige
Spannung u x (t) nach Abb.2 angelegt, so bewegt
sich der Leuchtfleck im Intervall t 0 ≤ t ≤
t 0 + T V vom linken zum rechten Bildschirmrand. Damit wird ein Ausschnitt des Messsignals
der Dauer T V auf dem Bildschirm abgebildet. Im Intervall t 0 + T V ≤ t ≤ t 0 + T V + T t läuft
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