Können Sie den Messergebnissen eines Labor-Multimeters vertrauen?

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Wie sich die Bandbreite messen lässt

Zum Testaufbau: Das Bild zu Beginn des Beitrags zeigt den Testaufbau, um die Bandbreite mit Labor-Multimetern zu messen. Der Frequenzgenerator Hameg HMF 2525 erzeugt:

• eine Sinusspannung zur Bestimmung der Bandbreite, (Amplitude 0,5 V, Frequenz 100 Hz bis 2 MHz ergibt U = 354 mV;

• eine Rechteckspannung mit einer Amplitude 1 V, einem Tastverhältnis von 2% ergibt U = 141 mV bei einem Crestfaktor = 7,07:1.

Die Überwachung des Signals erfolgt mit dem Digital-Oszilloskop Hameg HMO 3004 (Option 500 MHz) und dem Digital-Messgerät HP 3403C. Das HP-Messgerät hat eine Messgenauigkeit von 0,2% ±0,5% (Messbereich ± Anzeige) bis 1 MHz und kann Signale mit bis zu Crestfaktor 10:1 messen, es hat intern einen Thermoumformer als Effektivwertwandler und ist für Messungen bis 100 MHz spezifiziert.

Bei der Auswertung dient das HP3403C als Referenz. Nach Bild 3 liegen alle Labor-Multimeter recht gut innerhalb der Toleranz am oberen Ende der spezifizierten Frequenz. Nur das Digital-Oszilloskop zeigt eine Abweichung, die aber immer noch innerhalb von 1% liegt. Die geringste Bandbreite mit ungefähr 240 kHz bei 1% hat das HMC8012. Das ist aber weit über der Spezifikation von 3% bei 100 kHz. Das Fluke zeigt eine Resonanzstelle von 1% bei ca. 280 kHz. Das liegt ebenfalls innerhalb der Spezifikation von 4% bei 300 kHz des Herstellers. Nach Bild 3 hat das Gerät von Keithley die höchste Bandbreite.

Der Crestfaktor 7:1 ist etwas anspruchsvoller für die Signalverarbeitung der Labor-Multimeter und liegt zum Teil außerhalb der Spezifikation der Geräte. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Geräten treten deutlicher hervor. Als Referenz diente das HP3403C. Im Bild 4 ist ein Vergleich der einzelnen Geräte dargestellt. Interessant ist, dass Keithley mit der höchsten Bandbreite beim Sinus, hier die geringste Bandbreite vorweist. Umgekehrt zeigt HMC8012 die höchste Bandbreite. Labor-Multimeter mit hohen Bandbreiten bei sinusförmigen Signalen haben nicht zwingend eine höhere Bandbreite bei Puls-förmigen Signalen, auch bei Fourier.

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