Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Analogoszi-Bild vergrößern


von Robert (Gast)


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Hallo,


Gegeben ist ein analoges(!) Oszibild (Nordmende SO3313). Nun möchte ich 
einen speziellen Bereich darauf genau betrachten. Bisher habe ich immer 
den Messbereich verkleinert. Jetzt die Frage eines Laien: Schadet es dem 
Gerät, wenn ich ein 50V Impuls (20V Maßstab) vergrößere (dann im 100mV 
Maßstab) um die nachfolgende Abklingung genau zu betrachten. Das Signal 
ist 250µs lang und der zu betrachtende Bereich 10µs. Ich muss die 
Strahlintensität deutlich nachregeln. Bisher ging alles gut, doch es 
soll mich noch ein paar Jahre begleiten.

Oder kann man einen Spannungsbegrenzer mit Widerstand + Z-Diode 
verwenden? Das werde ich probieren, ich will später den Bereich mit 
einem µC auswerten.





MfG  Robert

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Nein, das tut dem Oszi keinen Schaden an.

Grundsätzlich kann man sagen, dass ein Signal, die im unempfindlichsten
Messbereich noch komplett darstellbar ist, auch im empfindlichsten
Bereich keinen Schaden anrichtet. Der Y-Verstärker wird dadurch zwar
hoffnungslos übersteuert, aber das macht dem nicht aus. Dadurch, dass
der Y-Verstärker beim Übersteuern das Ausgangsignal begrenzt, bekommt
das Ablenksystem gar nichts von dem hohen Eingangssignal mit. Du musst
also nicht befürchten, dass der Elektronenstrahl so stark abgelenkt
wird, dass er oben aus dem Oszigehäuse herausschießt ;-)

Erst wenn die Signalspannung so hoch werden kann, dass sie nicht einmal
im unempfindlichsten Bereich dargestellt werden kann, solltest du ins
Handbuch schauen, wo die maximal erlaubte Spannung liegt. Wenn du diesen
Wert überschreitest, kann das Oszi kaputt gehen, und das unabhängig vom
eingestellten Messbereich. Bei neueren Geräten liegt die Grenze in der
Größenordnung von 300V. Wie das bei deinem Oldtimer aussieht, musst du
selber nachschlagen.

von 2kf (Gast)


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aber es kann sein, dass das gezoomte Signal verfälscht dargestellt wird.

von Robert (Gast)


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Danke euch ! Mein Oszi geht laut Radiomuseum bis 350V am Y-Kanal. Die 
Spannung wird vom MOSFET auf max. 60V begrenzt.
Da die Spule einen Entladewiderstand von 470 Ohm hat, da muss der FET 
wohl ganz schön leiden ): Aber da heut Sonntag ist.

Es geht mir insgesamt darum ein Pulse Inductor zu bauen und anfangen 
will ich damit, den Kurvenverlauf zu studieren. Da muss sich schon ein 
kleiner Schreibtischschraubstock über der Spule(170mm, 1,6Ohm, 
30Windungen)  befinden, um einen Unterschied um "0,1V" erkenntlich zu 
machen.  So einen deutlichen Unterschied wie in manchen Internetquellen 
sehe, kriege ich leider noch nicht hin.

Meine Parameter habe ich nach der Quelle: 
https://www.lammertbies.nl/electronics/PI_metal_detector.html gerichtet, 
jedoch ist mir der Spulenwiderstand zu gering ausgefallen. Dort wird die 
Kurve mit DSP ausgelesen. Ich will einen anderen Weg gehen, da ich kein 
Schatzsucher werden möchte.

-entweder man guckt wie lange die Kurve bis 0V braucht, dann gehts 
vielleicht auch diskret
-oder man nimmt einen ADC (ein 100khz langt zu) und sampled einen 
Bereich der Kurve (als Ergebnis erhoffe ich mir als eine Art Integral)




MfG Robert

von Joe F. (easylife)


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Robert schrieb:
> Die
> Spannung wird vom MOSFET auf max. 60V begrenzt.

Wenn du die Schaltung so aufgebaut hast, wie in deinem Link, wird die 
Ausgangsspannung doch auf 0.7V begrenzt (durch die Dioden).

von Robert (Gast)


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nee, ich hab nicht den Schaltplan kopiert. Nur die Idee und die 
Spulendaten.

von Christian K. (Gast)


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Kommt das Signal aus der Übersteuerung, kannst Du der Darstellung nicht 
trauen. Geht es in die übersteuerung, geht das oft gut. Als generelle 
Regel gilt, sofern man dem Bild trauen möchte:
"Do not drive the trace off screen" Zitat Jim Williams.

von Joe F. (easylife)


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Robert schrieb:
> ich hab nicht den Schaltplan kopiert. Nur die Idee

Die Dioden gehören aber zu der Idee... ;-)
Vor allem auch, um den FET nicht gleich zu killen.

: Bearbeitet durch User
von Robert (Gast)


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Das Signal kommt aus der Selbstinduktion (ca. 25µs und >-55V) und geht 
dann in den Positiven Bereich zurück (>4µs). Diesen will ich 
untersuchen.

So werde ich jetzt doch den Z-Dioden Aufbau fertigen.




Und der FET muss aushalten bis die Geschäfte öffnen (: Die Frage die ich 
mir noch beantworten muss ist, wie wichtig diese Selbstinduktion der 
Spule für meine Vorhaben ist. Im Link steht, dass man 500V-Breakdown 
FETs nehmen soll.


MfG

von Robert (Gast)


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...wenn man der englischen Sprache nicht mächtig ist. In meinem Link 
steht alles drin was ich wissen wollte.

von Joe F. (easylife)


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Robert schrieb:
> So werde ich jetzt doch den Z-Dioden Aufbau fertigen.

Da ist keine Z-Diode drinnen.

Aber.... keine schlechte Idee...
Wenn man ein paar starke Dioden als Zener benutzt, bekommt das dem FET 
gut, und die Auswertung wird auch einfacher.
Probiere mal die Schaltung im Anhang, die dürfte etwas empfindlicher als 
das Original sein.
Du bräuchtest dann noch einen Komparator, dessen Schwelle bei ca. 12.5V 
liegt, und dann muss nur noch die Periodendauer des vom Komparator 
ausgegebenen Signals gemessen werden...

von Joe F. (easylife)


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Oder besser gleich so, dann kann man den Komparator direkt aus den 12V 
versorgen.
Schwelle wäre dann 10V.

von Joe F. (easylife)


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So könnte das dann mit Komparator aussehen, der dann einen Kondensator 
auflädt.
Die Änderung der Suchspuleninduktivität bewirkt dann eine Änderung der 
maximalen Spannung im Kondensator.
Der Kondensator hält dann den Spitzenwert bis zum nächsten 
Trigger-Impuls (Sample&Hold).
Wenns nicht schon so spät wäre, würde ich es ja direkt grad selber 
zusammenlöten... ;-)

von Ralph B. (rberres)


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Yalu X. schrieb:
> Grundsätzlich kann man sagen, dass ein Signal, die im unempfindlichsten
> Messbereich noch komplett darstellbar ist, auch im empfindlichsten
> Bereich keinen Schaden anrichtet.

Der Eingangsteiler hat im empfindlichsten Bereich keine 
Abschwächerfunktion mehr.

Ob der Feldeffekttransistor am Gate wirklich 350V aushält? Selbst die 
Schutzdioden vom Eingang gegen Masse und gegen +UB sind nicht unendlich 
belastbar.

Ich jedenfalls würde über diese Leiter nicht gehen.

Mal davon abgesehen wird ein derart hoffnungslos übersteuerter 
Y-Verstärker keine sinnvollen Ergebnisse mehr bringen.

Ralph Berres

von Robert (Gast)


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Zum Thema Spannungsfestigkeit des Eingangs wollte ich noch sagen, das im 
Millimessbereich Strahlengänge auftauchen wo keine hingehören. Aber das 
lässt sich ja so in etwa lösen
1
     +12V                    4.7k
2
                              ___
3
      -------------o----o----|___|--o----o----o
4
                   |    |           |    |
5
             400µH C|  .-.          - D1 |D2
6
                   C|  | |470R      ^    V   Messklemmen
7
                   C|  | |          |    -
8
                   |   '-'          |    |
9
                   |    |           |    |
10
                   |    |           |    |
11
                   o----o-----------o----o----o
12
                ||-+
13
                ||<-  IRF3205
14
      Pulse ----||-+
15
                   |
16
      0V           |
17
     --------------o------------
18
                   |
19
                  ===
20
                  GND
21
22
(created by AACircuit)


D1 und D2 sollen Dioden sein.  Bei meinen antiparallelen Schottky-Dioden 
hat es den 12V Impuls gar nicht begrenzt und die >55V 
Selbstinduktionsspannung auf ca 35V. (SK84) Die Z-Dioden haben schon 
besseren erfolg gebracht, jedoch wird die Kurve zu stark "geglättet".




@Joe: Darf man die Spannung an dieser Stelle überhaupt begrenzen ? Ich 
meine für den Zweck (welchen Einfluss hat es auf die 
Wirbelstrominduktion?). Da ich das wissentlich noch nicht durchdrungen 
habe werde ich das heute noch testen.


Aber aus dem Link:
[quote]
...Not many commercially available electronics components will be able 
to handle this voltage and especially power MOSFETs used for driving 
metal detector search coils breakdown anywhere between 300 and 750 
Volts, depending on brand and model. This means that during the first 
stage of the coil discharge, the voltage over the coil will be limited 
to around 500 Volts, with part of the current flowing through the 
dampening resistor, and part of it through the driver MOSFET. This is 
less then ideal because a higher discharge voltage means a faster 
switching off of the magnetic field, but we should be happy that this 
intrinsic behaviour of the MOSFET is in fact preventing other components 
from being damaged. ...
[/quote]



MfG

von Joe F. (easylife)


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Robert schrieb:
> Darf man die Spannung an dieser Stelle überhaupt begrenzen ? Ich
> meine für den Zweck (welchen Einfluss hat es auf die
> Wirbelstrominduktion?).

Ich finde sogar, man muss es tun. 500V halte ich für unverantwortlich 
hoch.
Ob die 2A bei 500V über den 680 Ohm Widerstand fließen, oder über die 
Dioden mit viel kleinerem Widerstand, ist für das Magnetfeld ja egal.
Unterschied ist eben, die Spannung bleibt handlich (und ungefährlich).

: Bearbeitet durch User
von Axel R. (Gast)


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Bildet nicht eher der FET mit seinen parasitären Kapazitäten und die 
Spule einen Schwingkreis, der im Anschluss (wenn der FET wieder sperrt) 
eine gedämpfte Schwingung erzeugt?

Die Frequenz der gedämpften Schwingung in Verbindung mit der 
einhergehenden Dämpfung (zeitlicher Verlauf) sei jetzt Indiz über Blech, 
Gold, Alu usw.
Also so kenn ich das. Nicht nur einen abklingenden Impuls, sondern es 
wird eine Impulsfolge ausgewertet. Die Nulldurchgänge sind die Frequenz, 
das Integral der Spannung die Abklingdauer.

StromTuner

von Joe F. (easylife)


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In diesem Fall ist die Dämpfung so stark, dass kein (kaum) Nachschwingen 
auftritt.
Daher gehe ich davon aus, dass nur der abklingende Impuls ausgewertet 
wird, und die Anwesenheit von Metall die Abklingzeit 
verkürzt/verlängert.

von Robert V. (malso)


Angehängte Dateien:

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Sehr interessante Ideen. Die Idee mit dem OP der einen Kondensator lädt 
finde ich gut. Wenn ich statt der Dioden an einem 1:10 Spannungsteiler 
messe (ich weiß ist immernoch böse), dann sehe ich in der Tat eine 
Schwingung.  Siehe mein Bild im Anhang. Anfangs bin ich davon 
ausgegangen, das man den "Rückschwung" nach der Selbstinduktion 
untersucht. So habe ich das aus diversen Internetseiten erlesen können.





Das fand ich interessant:

https://www.youtube.com/watch?v=vO7YKBRQPQE

Leider verstehe ich mal wieder kein Wort.






So habe ich das ganze erstmal wie im Link aufgebaut. 500V Fet, 
Parallelwiderstand an der Spule, 2x 1N4148er seriell mit 470ohm ( (; )

Jetzt merkt man die Selbstinduktion durch die Haut  (nicht nachmachen)

Die beiden anderen Bilder im Anhang sind einmal mit Seitenschneider auf 
der Spule und einmal ohne. Da die Dioden vermutlich trotzdem zu langsam 
sind kommt der Strahl anscheinend immernoch weit von oben herab ):

Leider sieht man bei 10-15cm entfernung keine Veränderung mehr. Ich bin 
langsam der Auffassung, dass ich die Spule miserabel gewickelt habe.

Ich habe PVC-Isoliertes ~0,5mm²  Kupferkabel, um eine d=174mm 
Keilriemenscheibe gewickelt.

edit: zu den Bidern: Im ersten habe ich Spule-FET gegen GND gemessen und 
in den anderen beiden hinter den Dioden wie im Link. Nicht verwirren 
lassen.


MfG

: Bearbeitet durch User
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