Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Oszilloskop: Tastkopf defekt oder erwarte ich zuviel?


von Bjoern M. (salival)


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Ich hab ein symmetrisches Netzteil aufgebaut mit +-5V und +-9V. Daran
hab ich mein "neues" Oszi mit einem 1:1 Tastkopf "PM8921"
angeschlossen. Einstellung auf den Bildern ist 2mV/div, 200ns/div.

Nachdem ich mich eine Weile ueber die Brummspannung der 78xx/79xx
aufgeregt hab, habe ich dann mal durch Zufall sowohl Tastkopf, als auch
Masse an den gleichen Ausgang(GND) gehaengt. Und siehe da, auch hier
kein grade Linie, sondern "starke" Stoerungen. Die Groessenordnung
entspricht in etwa auch der zwischen GND und einem der (leicht
belasteten) Spannungsregler.

OK, dachte ich, rauscht halt das Oszi bei der empfindlichsten
Einstellung, kann man nichts machen, das Ding ist alt.
Als ich dann aber mal ein bisschen rumgespielt hab, musste ich
feststellen, dass sowohl die Lage der Messleitung, als auch die
Beschaltung der Ausgaenge des Netzteils einen Einfluss auf das
dargestellte Signal haben. Wohlgemerkt, beide Anschluesse des Tastkopfs
an ein und dem selben Kabel.

Zuerst dachte ich, es sei eine Art Kabelbruch, denn ab und zu gelang es
mir, das "Rauschen" auf unter 0,1mV runterzubringen. Allerdings habe
ich da wahrscheinlich nur den Klemmhaken soweit abgezogen gehabt, dass
kein Kontakt mehr da war. Da es mittlerweile nicht mehr reproduzierbar
ist, es sei denn, ich ziehe den Haken bewusst ab, vernachlaessige ich
diesen Sonderfall mal.

Was reproduzierbar ist, sind folgene Dinge:
-Ich trenne den Verbraucher, der an GND und +5V angeschlossen ist -->
Frequenz und Amplitude verringern sich ein wenig.
-Ich umfasse die Messleitung mit einer oder beiden Haenden --> Die
Amplitude wird groesser.

Die angehaengten Bilder zeigen:
-Den Aufbau
-Oszilloskop intern auf GND gekoppelt
-Messleitung wie im Aufbau, ohne Beeinflussung
-Messleitung mit beiden Haenden umfasst

So nun die Frage:
Ist was mit dem Tastkopf/Messkabel/Oszi nicht in Ordnung, oder ist es
ganz normal, dass ich mir Stoerungen ueber die Messleitung einfange?
Leider hab ich sonst nur noch 2 1:10 Tastkoepfe und kann daher keinen
Vergleich anstellen.

Zusatzfrage:
Welche "Werte" sollte ein umschaltbarer Tastkopf, den ich mir evtl
zulegen werde haben, damit ich mein 35Mhz Oszi vernuenftig nutzen kann?
Bei Reichelt gibt es 2 Varianten:
-"TESTEC LF 312 Modulartastkopf 15/150MHz/x1/x10 Anstiegszeit
24/2,3ns"
-"TESTEC MF 312 Modulartastkopf 20/250MHz/x1/x10 Anstiegszeit
18/1,4ns"

gruss, bjoern.

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Also das ist definitiv nicht normal. So ein Oszilloskop ist vielleicht
kein Präzisionswerkzeug, aber sowas übles sollte man sich nicht
gefallen lassen.

Probiere mal die andern Tastköpfe im gleichen Aufbau aus. Rauscht das
Signal immernoch?

Es könnte eventuell sein dass das Netzteil oder etwas anderes im
Oszilloskop selbst defekt ist.

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Moment, das Netzteil oder bzw das Oszilloskop selber kann ja nicht
defekt sein. bei GND am Oszi ist das Signal ja ruhig.

Wenn ich mit meinem Finger an die Tastkopfspitze fasse, dann habe ich
auch ein 50Hz Signal auf dem Bildschirm. Das ist normal.

Aber woher das andere Rauschen kommt? hmpf!

von Bjoern M. (salival)


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Hmm, das haette ich gleich machen sollen:
-Oben ist ein "PM8927A" mit 1.5ns Anstiegszeit
-Unten ein "COLINE" ohne weitere Angaben, der noch von meinem alten
10Mhz Oszi stammt.

Kanaele tauschen zeigt, dass es definitiv am Tastkopf liegt, da die
Signale dann auch vertauscht sind.

Erkenntnis 1: Man sollte am Tastkopf nicht sparen.
Erkenntnis 2: Trotzdem "darf" sich da nicht so eine krasse Stoerung
reinkoppeln. Immerhin gibts keinen Potentialunteschied zwischen
Tastkopf und GND.

Das Netzteil zusaetzlich zu erden bringt uebrigens nichts. Haette ich
auch nicht erwartet.

Bleibt die Frage: Wie kann ich diesen Mangel abstellen? Groessere Elkos
ins Netzteil? Soll mal die Versorgung fuer ein Labornetzteil werden und
die "Stoerung" schlaegt sich auch in dessen Ausgang nieder.

gruss, bjoern.

von TravelRec. (Gast)


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Wenn Du jetzt weißt, daß es am Tastkopf liegt, warum willst Du dann am
Netzteil herumdoktern? Das ist doch gut und 0,3mV Restwelligkeit sind
wirklich nicht viel für Eigenbau! Die Reichelt Modulartastköpfe mit 1:1
und 1:10 Umschaltung tun ihren Dienst. Welchen Du nehmen willst,
entscheidest Du. Die kleinere Bandbreite bei 1:10 kannst Du
verschmerzen, da Du sicher sowieso 99% der Messungen im 1:1 Modus
messen wirst. Lediglich für hochenergetische Schwingkreise bietet sich
die 1:10 Stellung an.

von Bjoern M. (salival)


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"Wenn Du jetzt weißt, daß es am Tastkopf liegt, warum willst Du dann am
Netzteil herumdoktern?"
Weil ich am Tastkopf nunmal nichts aendern kann, und die "Stoerung"
ja letztlich aus dem Netzteil kommt. Wenn da absolut glatte Spannung
rauskaeme, waere sie auch mit den "schlechten" Tastkoepfen glatt.

"Das ist doch gut und 0,3mV Restwelligkeit sind wirklich nicht viel
für Eigenbau!"
Bis jetzt kann man noch nicht von Eigenbau sprechen. Habe lediglich nen
Trafo, vier Spannungsregler und die passenden Elkos, Kerkos und
Schutzdioden aufgebaut. OK, das hab ich selbst gemacht, aber das ist
auch keine grosse Kunst.

0,3mV bei 1:10 Tastkopf sind 3mV...
...aber selbst wenn das noch kein Beinbruch ist, ist das erstens nicht
die Realitaet, und zweitens keine gute Grundlage, wenn ich am
Ende(Labornetzteil) eine Restwelligkeit <1mV anstrebe. Aber da ich die
sowieso nicht messen kann, weil ich je nach Tastkopf andere Werte hab,
beisst sich der Hund in den Schwanz und ich sollte schon an der Basis
dafuer sorgen, dass ich mich auf das Scope verlassen kann.

"Welchen Du nehmen willst, entscheidest Du. Die kleinere Bandbreite
bei 1:10 kannst Du verschmerzen, da Du sicher sowieso 99% der Messungen
im 1:1 Modus messen wirst."
Die kleinere Bandbreite gilt fuer 1:1, die groessere fuer 1:10...

"Lediglich für hochenergetische Schwingkreise bietet sich die 1:10
Stellung an."
Ich messe grundsaetzlich mit 1:10; 1:1 nur, wenn es aufgrund der
kleinen Spannungen noetig ist. Aber das bleibt jedem selbst
ueberlassen.

Die Frage, warum ich da Stoerungen reinbekomme, obwohl beide Strippen
nur nen halben mm auseinander sind, hat sich allerdings noch nicht
geklaert. Warte noch auf eure Erklaerungsvorschlaege. Aufgrund der
hohen Frequenz wohl ein HF-Problem. Aber da kenne ich mich nicht aus.

gruss, bjoern.

von Uwe (Gast)


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Hi!
Du hast bestimmt irgendwo einen Kabelbruch(Schirm)oder der
BNC-Stecker hat keine ordentliche Masseverbindung.
Verbinde mal den Masseanschluss des Tastkopfes mit dem Oszi. Gehen dann
die Einstreuungen zurück?
Übrigens je besser Tastköpfe sind, um so mehr ist aus dem Oszi
rauszuholen.

Schönen Abend noch,Uwe

von Werner A. (Gast)


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Du könntest mal probieren die Masse des BNC Steckers/Buchse vorsichtig
mit nem Glasfaserradierer zu reinigen. Vielleicht hat sich da nur ne
leichte Oxidschicht gebildet. Vom Alter her würds ja hinkommen ;-)
Ne, im Ernst, ich hab das auch schonmal mit nem Fluke Akkuscope gehabt.
Da hat polieren echte Wunder vollbracht.

von Dieter Werner (Gast)


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Die Schleife die sich durch Verbindung der Massestrippe mit der
Taskopfspitze bildet ist ein guter induktiver Empfänger.

Dieter

von Bjoern M. (salival)


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"Verbinde mal den Masseanschluss des Tastkopfes mit dem Oszi."
Meinst du einfach den Klemmhaken an die eigene Masse-Krokoklemme, ohne,
das meine Schaltung mit dran haengt?
Dann habe ich die gleiche grade Linie, die ich auch bei interner
GND-Kopplung hab.

Habe aber auch schon saemtliche Kombinationen meine Schaltung und damit
den Tastkopf zu erden durchprobiert:
-Messpunkt an Erde(Steckdose)
-Oszi an Erde
-Oszimasse an Messpunkt
-gesamte Messleitung in Alufolie eingewickelt an Oszimasse

Das mit dem Reinigen werde ich mal probieren. Habe leider keinen
Glasfaserpinsel da. Ich glaube aber nicht, dass es viel bringt.

Das mit der Empfaengerschleife klingt auch logisch, ist aber leider
nicht zu vermeiden. Habe die Schleife mal durch ein Hilfskabel
vergroessert --> Die Amplitude steigt ins "Unermessliche". Kleiner
bekomme ich sie aber nicht. Und sie flachzudruecken oder zu verformen
bringt auch nur unwesentlich etwas.
Besser waere es wohl den "Sender" abzuschirmen. Fragt sich nur wer
der Uebeltaeter ist. Aufgrund der hohen Frequenz schliesse ich den
Trafo eigentlich aus, lasse mich aber gerne eines besseren belehren.

gruss, bjoern.

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Hm, du hast also die Krokoklemme vom Tastkopf einfach mal an den
Erdungsanschluss vom Oszi angehängt, und die Line ist gerade und ohne
Rauschen?

Dann würde ich, wie schon gesagt, auch auf einen Kabelbruch in der
Isolierung des Tastkopfkabels tippen.

von Bjoern M. (salival)


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Nur noch mal zu Sicherheit:
Klemmhaken an Schaltung, Krokoklemme an Erdungsanschluss Oszi?
Ja, hab ich zwar, aber dann haengt logischerweise die Schaltung ohne
Bezug zu irgendwas "in der Luft" und ich fang mir alles moegliche
ein.

Die Linie ist grade, wenn ich Klemmhaken an Krokoklemme anschliesse,
meine Schaltung aber ganz aus dem Spiel lasse. In allen anderen
Faellen, also wenn der Klemmhaken an der Schaltung ist, hab ich die
Stoerungen auf dem Bild.
Da ich aber auch meine beiden 1:10 Tastkoepfe mal anstelle des 1:1
Tastkopfes dran hatte, und beide unterschiedlich hohe, aber die
gleichen Stoerungen gefangen haben, schliesse ich Kabelbruch mal
flapsig aus.

gruss, bjoern.

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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So wie du zweiteres Gemacht hast.

Als du Klemmhaken (Also Tastkopfspitze) mit der Krokoklemme (Also
Tastkopfmasse) miteinander verbunden hast, war Rauschen zu sehen.

Wenn du jetzt aber Klemmhaken und Krokoklemme an einen Massekontakt am
Oszilloskop selber hängst, dann ist das Rauschen weg?

->DANN Stimmt was mit der Masse des Tastkopfes nicht. Kannst du die
Masseleitung des Tastkopfs mal durchmessen mit einem Multimeter?

von Bjoern M. (salival)


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Ah, jetzt verstehe ich:

Also Tastkopfspitze an Tastkopfmasse und sonst an nichts --> grade
Linie.

Tastkopfspitze an Tastkopfmasse und das ganze wiederum an Erdungsbuchse
Oszilloskop --> Stoerung(was mich wundert).

Widerstand Masseleitung(BNC-Stecker zu Tastkopfmasse) --> 0.2Ohm.
Laesst sich auch durch Biegen des Kabels nicht beeindrucken.

gruss, bjoern.

von Bjoern M. (salival)


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So, ich bin mittlerweile ein Stueck weiter. Es liegt einzig und allein
an der Schleife aus Tastkopfspitze und Massekabel, wie Dieter Werner es
geschrieben hat. Wenn ich den Klemmhaken abziehe und den Tastkopf so
halte, dass sowohl Spitze, als auch Massering das Kabel beruehren, ist
die Stoerung vollkommen verschwunden.

Ich habe jetzt mal eine groessere Schleife gelegt und die Frequenz
ausgezaehlt. Wenn ich mich nicht verrechnet hab(10 Schwingungen pro
300ns), sind es ungefaehr 33MHz. Aus meiner Schaltung kommt es nicht,
da diese waehrenddessen vom Stromnetz getrennt war. Ich bin auch mal
mit der Schleife durch den Raum gewandert und konnte keine signifikante
Aenderung der Amplitude feststellen. Einzig in der Naehe eines
Schaltnetzteils kamen weitere Stoerungen hinzu, die aber sehr viel
niederfrequenter waren.

Woher koennten diese 33Mhz kommen? Und was mache ich dagegen? Es kann
doch nicht sein, dass ich nicht in der Lage bin, Messungen im mV
Bereich zu machen.

gruss, bjoern.

von Dominik Friedrichs (Gast)


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Dein Oszi hat auch ein Kalibriersignal (ganz oben links). Häng da mal
den Tastkopf dran und sieh wie gut das Signal abgebildet wird.

Gruß
Dominik

von Bjoern M. (salival)


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Da das Kalibriersignal 1,2Vpp hat, bringt mich das nicht weiter. Das
wird natuerlich 1a dargestellt. Mir gehts um Spannungen Faktor 1000
kleiner.

gruss, bjoern.

von Flo (Gast)


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Ich hatte mal einen ähnlichen Effekt, lauter unerklärliche
Messergebnisse, teilweise starkes Rauchen usw...

Es hat sich dann (nach wahnsinnig langer Suche) die Telefonanlage im
Nachbarbüro als Übeltäter herausgestellt, die an der anderen Wandseite
montiert wer und übelst rausgesaut hatte...

Naja, man lernt nie aus ;-)

von Bjoern M. (salival)


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So, vorerst letztes Update und Kapitulation.

Nachdem ich das Oszi durch die gesamte Wohnung geschleppt hab und
selbst mit Tastkopf in der (fast, Kabel musste ja durch den Tuerspalt,)
geschlossenen Mikrowelle immer die gleichen Stoerungen hatte, muessen
diese wohl oder uebel aus dem Oszi kommen. Woher und warum es bei
Verbindung Klemmhaken->Krokoklemme ohne etwas anderes zu beruehren eine
schoene grade Linie gibt, entzieht sich meinem Vorstellungsvermoegen,
ist mir aber mittlerweile egal.

Fuer normale Messungen, wenn es mal nicht auf 1mV ankommt, ist das Oszi
super. Im Digitalmodus(2MSps Singleshot) kann ich mit bis zu 4 Kanaelen
arbeiten, im Comparemodus sogar 8 Signale gleichzeitig darstellen; ich
kann eine externe TTL-Clock einspeisen und auf der Rueckseite die
ADC-Daten per parallelem 8-bit Datenbus abnehmen. Wenn digital zu
langsam ist, hab ich im Analogmodus 35Mhz Bandbreite. Und das alles
fuer ca. 150Euro incl. Versand bei e*ay. Da nehm ich die 1-2mV Brumm
halt in Kauf und freue mich lieber ueber die vielen positiven
Eigenschaften und Features. Ich spar auf einen moeglichst hochwertigen
Tastkopf und hoffe, damit noch ein Quentchen mehr rauszuholen. Und wenn
nicht, ists auch kein Beinbruch.

so long, bjoern.

von Bjoern M. (salival)


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Ach ja, ganz vergessen:
DANKE an alle, die versucht haben, mich bei der Fehlersuche zu
unterstuetzen.

von *.* (Gast)


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Ich habe auch so eine etwa 30MHz Störung, nur das sie eine halbe Sekunde
an und dann drei Sekunden aus ist. Auch wenn alles funkende im Haus
ausgeschaltet ist. Könnte aus dem Stromnetz kommen, werde mal mit
Netzfiltern experimentieren.

von Pieter (Gast)


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Hi Bjoern,

- wenn das Netzteil "etwas" belastet wird, ändert sich dann das
Bild?
- ist Masse von BNC identisch mit Oszimassebuchse?
- Hat der Oszi Schutzleiteranschluss?
- Netzteile haben oft sogenannte x oder/und Y Kondensatoren, könnte
darüber eine Netzeinkopplung vorliegen?

Mit Gruß
Pieter

PS: Hast Du mal meine Schaltung simuliert?

von Bjoern M. (salival)


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"Könnte aus dem Stromnetz kommen, werde mal mit Netzfiltern
experimentieren."
Netzfilter waere noch ne Idee. Allerdings glaube ich, dass ein Oszi
sowas von Haus aus eingebaut hat. Werde mir trotzdem mal einen
besorgen, kann man immer mal gebrauchen.

"- wenn das Netzteil "etwas" belastet wird, ändert sich dann das
Bild?"
Da ich die Stoerung auch habe, wenn ich den Stecker von meinem Netzteil
ziehe, wirds daran grundsaetlich nicht liegen. Es aendert sich zwar
etwas, wenn ich den Verbraucher, der auf dem Bild zu sehen ist, trenne,
aber das wird wohl daran liegen, dass dadurch weniger "Antenne" im
Spiel ist.

"- ist Masse von BNC identisch mit Oszimassebuchse?"
Ja.

"- Hat der Oszi Schutzleiteranschluss?"
Ja.

"- Netzteile haben oft sogenannte x oder/und Y Kondensatoren, könnte
darüber eine Netzeinkopplung vorliegen?"
Da die Frequenz der Stoerung bei ca 33Mhz liegt, gehe ich nicht davon
aus, dass es aus dem Netz, zumindest im konventionellen Sinn, kommt.

Offtopic:
"PS: Hast Du mal meine Schaltung simuliert?"
Simuliert ja, auch wenns ewig dauert ;)
(LTSpice mit wine auf amd64 3000+ 1,8@2,4Ghz)

Nachdem ich mich jetzt Tagelang mit den Osziproblemen rumgeschlagen
hab, habe ich endlich mal wieder angefangen, etwas an meinem
Labornetzteil zu feilen. Leider fehlen mir "kleine" Kondensatoren in
verschiedenen Ausfuehrungen und ne elektronische Last um wirklich
weiter zu kommen. Aber ein Lastwechsel von 0,5A per Widerstand
dranhalten und wieder wegziehen sieht schon ganz gut aus. Darauf laesst
sich aufbauen. Hab aber aus Frust erstmal wieder ein paar alte
halbfertige Projekte entstaubt und wenig Zeit ins Labornetzteil
investiert.

gruss, bjoern.

von *.* (Gast)


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Netzfilter hilft nicht...

von Bjoern M. (salival)


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:P

von Pieter (Gast)


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moin moin,

als Beispiel, habe in einem LCD-Monitor die Versorgung von 15V extern
auf 12V vom PC umgestellt. Mit einem fertigen Transverterbaustein.
Letzte Woche in einem EMV Labor gemessen und nun die Frage wo den 60MHz
moduliert mit 250KHz herkommen. Wie war der Spruch: wer hf mist, mist
mist...

Wenn sich das Problem so nicht lösen läst, leg es beiseite.

Labornetzteil, was hälst Du von der Schaltung?
Vorteil: Der mögliche Ausgangsspannungsbereich hängt nur von Regler ab,
also Ausgangspannung 0..100V kein Problem.
Im Beispiel werden U/I mit 0..4V gesteuert, Ausgang ist 0..40V/0..4A,
für ADUs steht dann wieder 0..4V bereit.

Nachteil: "Masse" ist Plus.

Diese Schaltung, rein analog habe ich als Doppelnetzteil vor 20 Jahren
aufgebaut, läuft immer noch.

Mit Gruß
Pieter

von Bjoern M. (salival)


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"Wenn sich das Problem so nicht lösen läst, leg es beiseite."
Hab ich quasi gemacht. Ich weiss halt fuer mich, dass ein Brumm da ist,
den es eigentlich nicht gibt, und zeig keine Oszibilder davon rum :)

offtopic:
"Labornetzteil, was hälst Du von der Schaltung?
Vorteil: Der mögliche Ausgangsspannungsbereich hängt nur von Regler ab,
also Ausgangspannung 0..100V kein Problem.
Im Beispiel werden U/I mit 0..4V gesteuert, Ausgang ist 0..40V/0..4A,
für ADUs steht dann wieder 0..4V bereit."
Viele Wege fuehren nach Rom. Meine Schaltung hat die gleichen
Eigenschaften. Auch hier ist Strom/Spannung nur durch den
Leistungstreiber begrenzt. OK, der Spannungsteiler und die OPs fuer den
ADC sind in meiner Simu nicht mit drin. Aber die Gruende dafuer stehen
im anderen Thread.

"Nachteil: "Masse" ist Plus."
Dito. Aber ist das ein Nachteil? Wichtig ist doch, was hinten
rauskommt. Ausserdem ist so gut wie jedes Labornetzteil so aufgebaut.

"Diese Schaltung, rein analog habe ich als Doppelnetzteil vor 20
Jahren aufgebaut, läuft immer noch."
Falls ich unerwartet Probleme mit meiner Version bekomme, werde ich mir
deine erprobte Version mal aufbauen. Aber ich wollte eigentlich das
sture Nachbauen vermeiden.

PS: Lass lieber den Originalthread wieder rauskramen, dann koennen auch
andere mitreden, die hier nur Bahnhof verstehen ;)

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