Mobile-Menu

Messdaten aufnehmen

Wie sich der Tastkopf-Flaschenhals bei einem Oszilloskop umgehen lässt

Seite: 2/2

Anbieter zum Thema

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG
dataTec AG
ISH Ingenieursozietät GmbH
Agilent Technologies Sales & Services GmbH & Co KG

Den Frequenzgang eines Tastkopfes ermitteln

Bildergalerie

Ist man sich nicht sicher, welches Verfahren man zur Frequenzgangkompensation anwenden soll, kann man den Frequenzgang eines Tastkopfes mit folgendem Verfahren ermitteln:

  • Man verbindet den Kalibrier-/Deskew-Adapter des Oszilloskopherstellers (etwa Agilent E2655A) mit Kanal 3 des Oszilloskops.
  • Den E2655A schaltet man zwischen Messsignal und den Eingang des Oszilloskops. Wenn an ihn nichts weiteres angeschlossen ist, stellt der Adapter eine Durchgangsverbindung zum Eingang des Oszilloskops dar. An den Eingang des E2655A wird nun ein Kalibriersignal angelegt, eine schnelle Flanke. Die Oszilloskope der Familie 90000 X können ein Kalibriersignal ausgeben, das für diesen Zweck gut geeignet ist und das an einer Buchse auf der Frontplatte anliegt. Man muss hierzu nur den Ausgang "AUX OUT" auf "Schnelle Flanke" einstellen. Auch das Kalibriersignal des Agilent N2806A liefert Flanken mit weniger als 10 ps Anstiegszeit.
  • Auf "Flanke" triggern und Kanal 3 folgendermaßen einstellen: 1. Das Oszilloskop auf Mittelung über mindestens 1000 Messungen einstellen, 2. Die Mathematikfunktion "Differenzieren" einschalten, die Differentiation ergibt einen Nadelimpuls, 3. Über den Impuls aus (2) eine schnelle Fourier-Transformation laufen lassen. Diese liefert die volle Spannung Vsrc (also die Spannung an der Tastspitze eines idealen Tastkopfes), 4. Die erzeugte FFT auf Speicherplatz 1 des Oszilloskops abspeichern.
  • Den Tastkopf der Wahl (vorzugsweise einen aktiven) an Kanal 1 des Oszilloskops anschließen und das Signal mit der Tastspitze auf dem Kalibrieradapter abgreifen.
  • Kanal 1 zeigt die schnelle Flanke nach Durchlauf durch den Tastkopf und verändert durch die Belastung durch den Abgriff.
  • Die Prozedur wird auf Kanal 1 wiederholt und speichert das Ergebnis auf Speicherplatz 2. Dann Schritt 3 mit dem Signal von Kanal 1 wiederholen und Ergebnis in Speicher 2 sichern. Man hat jetzt einen zweiten Frequenzgang: Der Frequenzgang des Tastkopfes oder Vout.

Anschluss der Tastköpfe: Der Tastkopf ist mit Kanal 1 verbunden, seine Spitze greift das Kalibriersignal auf dem Kalibrieradapter an Kanal 3 ab
Anschluss der Tastköpfe: Der Tastkopf ist mit Kanal 1 verbunden, seine Spitze greift das Kalibriersignal auf dem Kalibrieradapter an Kanal 3 ab
(Agilent)
Nun fehlt nur noch ein weiteres Signal: Vin. Das ist die Spannung an der Tastspitze mit Belastung durch den Tastkopf. Das Messsignal an Kanal 3 hat sich mit dem Anschluss des Tastkopfes an den Kalibrieradapter geändert, Kanal 3 zeigt Vin. Zur Messung von Vin werden die Punkte von oben wiederholt. Diesmal wieder mit Kanal 3 und zwar mit angeschlossenem Tastkopf. Das Ergebnis der FFT speichert man in Speicherplatz 3.

Jetzt sind alle drei erforderlichen Signale vorhanden. Mit der Divisionsfunktion des Oszilloskops lässt sich die Frequenzgangkorrektur des Tastkopfes errechnen: Für Vin/Vout dividiert man Speicherplatz 3 durch Speicherplatz 2. Für Vsrc/Vout dividiert man Speicherplatz 1 durch Speicherplatz 2. Ziel eines Oszilloskop- und Tastkopf-Herstellers ist, den Frequenzgang derart zu korrigieren, dass Vout = Vin ist. Je flacher der Frequenzgang nach der Kompensation ist, desto besser stellen die Messkurven auf dem Oszilloskop die Realität dar.

In letzter Konsequenz korrigiert Vsrc/Vout den Frequenzgang des Tastkopfes unter der Annahme, dass der Tastkopf das Messsignal nicht belastet. Dafür muss man die Impedanz der Leitung kennen, die man abgreifen will. Bei einer Leitung von 50-Ohm-Impedanz bekommt man genaue Messungen. Weicht die Impedanz ab, werden die Messungen ungenau. Die Methode Vin/Vout berücksichtigt die Belastung des Messsignals durch den Tastkopf und ist daher von der Quellimpedanz unabhängig.

* Brig Asay und Markus Stocklas arbeiten als Applikationsingenieure bei Agilent Technologies.

(ID:38590720)

Weiterführende Inhalte