https://www.mikrocontroller.net/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=Technick2Mikrocontroller.net - Benutzerbeiträge [de]2026-04-09T22:36:56ZBenutzerbeiträgeMediaWiki 1.39.7https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=Oszilloskop&diff=104840Oszilloskop2021-11-29T16:41:39Z<p>Technick2: /* Digitale Tischoszilloskope */</p>
<hr />
<div>Ein '''Oszilloskop''' dient zur grafischen Darstellung des Spannungsverlaufs eines oder mehrerer elektrischer Signale in einem einstellbaren Zeitfenster. Es ist das wichtigste Werkzeug der Elektrotechniker.<br />
<br />
== Anfragen bezüglich Kaufberatung im Forum ==<br />
<br />
=== Kritik an den Anfragen ===<br />
Im Forum finden sich regelmäßig Anfragen nach individueller Beratung zum Oszilloskopkauf. Die Anzahl solcher Oszilloskop-Threads hat schon lange die 1000 überschritten. Sie sind langweilig, eine Qual und oft unnütz - besonders dann, wenn sich der Fragesteller offenbar nicht mit den Grundlagen eines Oszilloskops und den wichtigsten Kennzahlen bekanntgemacht hat oder nicht einmal weiß, was er überhaupt messen will. Auch, wenn ein Fragesteller ein paar Grundlagen besitzt, hat er anscheinend meistens keine Lust, verständlich darzustellen, was er genau will und lässt sich stattdessen umständlich befragen.<br />
<br />
Den meisten regelmäßigen Forumbenutzern ist daher gründlich die Lust an Oszilloskop-Threads vergangen. Dort "diskutieren" eigentlich nur noch Trolle und anonyme Gäste, die oft genug nur Werbung über Billigangebote über die x-te Ausgabe einer billigen, als Oszilloskop bezeichneten Plastikkiste, einem super tollen eBay-Schnäppchen oder angeblicher asiatischer Wundertüten.<br />
<br />
==== Links für Anfänger ====<br />
Wer sich ernsthafte Beratung wünscht und eine "sanfte" Einführung in das Thema sucht, kann sich die englischsprachige YouTube-Videos von AfroTechMods anschauen:<br />
<br />
[http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/oscilloscope-tutorials/ http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/oscilloscope-tutorials]<br />
<br />
Dazu passt auch sein Tutorial über Funktionsgeneratoren:<br />
[http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/function-generator-tutorial/ http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/function-generator-tutorial].<br />
<br />
Eine gute Einführung bilden auch zwei Videotutorials der Technischen Universität Graz. Im [https://youtu.be/UzpBQq2X9aA ersten Tutorial (https://youtu.be/UzpBQq2X9aA)] werden die grundlegenden Bedienelemente, als auch Themen wie Skalierung, Offset, Kopplung und Trigger behandelt. Im [https://youtu.be/jiRPqGFmNiI zweiten Tutorial (https://youtu.be/jiRPqGFmNiI)] geht es um Tastköpfe, den XY Modus, die Single Shot Funktion, Mathematik- und Messfunktionen, sowie Cursors.<br />
<br />
===Maßgeschneidert?===<br />
Besonders die immer wiederkehrende Forderung, dass es unbedingt das maßgeschneiderte Oszilloskop zum Superpreis genau für den Fragesteller geben muss, ist sinnlos. Wer mit diesem Anspruch kommt, der wird enttäuscht werden. Das gibt es nicht, und gute Oszilloskope kosten Geld, da qualitativ hochwertige Geräte keine Massenware sind. Lediglich billige Geräte werden in grosser Zahl hergestellt und sind entsprechend preiswert, diese sind jedoch für anspruchsvolle Anwender meist untauglich, da genau an den wichtigen Dingen gespart und nur auf Optik gesetzt wird.<br />
<br />
=== Gebrauchte Oszilloskope ===<br />
Wer wenig Erfahrung mit Elektronikreparaturen hat, sollte sehr vorsichtig sein und den Markt gut beobachten.<br />
<br />
Bei Gebrauchtware gibts stets das Risiko, ein defektes oder verbasteltes Gerät von Privat zu erwerben, deshalb sollte sich ein Käufer vorher die Rückgabemöglichkeit schriftlich zusichern lassen. Vom Kauf auf reinen Kleinanzeigenplattformen, wo der Verkäufer keinerlei Identitätsprüfung unterzogen wird, ist immer abzuraten.<br />
<br />
Vorsicht ist auch bei gewieften Formulierungen geboten, die einen Totalschaden nur umschreiben, so wie z.B. "Dachbodenfund", "Keine Ahnung davon", "Keine Möglichkeit zu testen" oder "Funktioniert, aber aus rechtlichen Gründen (Garantie) als defekt für Bastler". <br />
<br />
Häufig sind angebotene Geräte auch ehemalige "Fernseh"-Oszis, d.h. sie stammen aus der Zeit, als noch Bildröhren-TVs repariert wurden. Ihr Einsatzbereich endet i.d.R. bei mit 10-20 Mhz Bandbreite, mehr war zur TV-Reparatur nicht notwendig. Solche Geräte sind heutzutage kaum brauchbar wenn man einmal mehr als NF und niedere HF untersuchen will.<br />
<br />
Es gibt kaum einen Markt für Topgeräte. Gute gebrauchte Geräte gibt es z.B. auf Fachbörsen für Funk und Elektronik, auch geben professionelle Gebrauchthändler Gewährleistung oder Garantie - allerdings oft zu derart überhöhten Preisen, dass ein Neukauf attraktiver ist.<br />
<br />
Will man wirklich ein geeignetes Gebrauchtgerät finden, so muß man vorher seine Anforderungen formulieren:<br />
<br />
* Welche Signale werde ich untersuchen? Die höchste denkbare Frequenz *3 bestimmt die Bandbreite<br />
* Wieviele Kanäle brauche ich? Selbst ein I2c benötigt zwei Kanäle zur Beobachtung, ein SPI mindestens 3.<br />
* Muß ich Messungen dokumentieren? Nein, dann reicht ein vielleicht ein gebrauchtes HP 54xxx, sehr gute Geräte gehen bis 4 Kanäle, 500MHz Bandbreite und 1Gs/s. Ja, dann sollte eine USB- (Treiber aktuell verfügbar?) oder LAN-Schnittstelle existieren.<br />
<br />
Historische Exportmöglichkeiten wie RS232-Schnittstelle oder Floppy-Drive sollte man sich aber nur antun, wenn man wirklich sicher ist, auch in 5 Jahren diese noch verwenden zu können.<br />
<br />
Mit den entsprechenden Kenntnissen und Erfahrung konnten aber schon viele Geräte wiederbelebt werden.<br />
<br />
=== Erfahrungen? ===<br />
Eine Vorgehensweise, von der man auch abraten muss, ist die Frage nach Erfahrungen anderer Mitglieder! Die meisten Antworten kommen von Trollen und Posern, die eigentlich keine Ahnung haben. Die einen wollen als anonymer Gast mal wieder trollen, die anderen wollen nur mitteilen, dass Funkamateure sowieso die besseren Menschen sind. Andere wiederum haben "zufällig" gerade *das* richtige Oszilloskop zu verkaufen. Dann gibt es noch die, die sich ihr eigenes Oszilloskop schönreden wollen, ihren Vorurteilen oder ihrem Fetisch frönen. Zum Beispiel<br />
<br />
* ''Kauf ja kein Gerät aus Asien!''<br />
* ''Unter LeCroy|Agilent|Yokogawa|Tektronix geht gar nichts!''<br />
* ''Nur Gebrauchtgeräte lohnen sich!''<br />
<br />
Hinweise wie ''mein vor 30 Jahren gekauftes Markengerät funktioniert noch heute tadellos'' sind ebenfalls ziemlich sinnlos. Der Hersteller wird dieses Gerät gar nicht mehr anbieten und er wird schon gar nicht mehr mit der gleichen Qualität fertigen, wie vor 30 Jahren. Dazu ist der Kostendruck zu hoch und Technologien haben sich geändert. Selten sind die neuen Technologien heute so robust, wie die vor 30 Jahren.<br />
<br />
Als Unerfahrener kann man daher aus den Antworten nicht herauslesen, ob sie wirklich auf Erfahrung beruhen. Man braucht also gewissermassen selbst Erfahrung, um die Erfahrungsberichte anderer richtig einzuordnen.<br />
<br />
Ein anderer Aspekt aus alten Threads ist, dass viele Fragesteller die Erfahrungen gar nicht zur Kenntnis nehmen wollen, wenn sie der eigenen Wunschvorstellung widersprechen. So etwas nennt man beratungsresistent. Da stellt sich schon mal heraus, dass der Fragesteller schon längst ein Gerät bestellt hat und jetzt gebauchpinselt werden will. Eine Zeitverschwendung für alle.<br />
<br />
Erfahrungen mit eigenen Geräten lassen bedingt den Schluss zu, welche<br />
Marken grundsätzlich empfehlenswert sind, weil dort gegebenenfalls mehr auf Qualität geachtet wird.<br />
<br />
=== Zusatzkosten beim Kauf im Ausland ===<br />
<br />
Siehe Hauptartikel [[Zoll und Abgaben]].<br />
<br />
Beim Kauf eines scheinbar preisgünstigen Gerätes im Ausland ist zu beachten, dass hier neben Versandkosten noch [[Zoll und Abgaben]] fällig werden. Ein ''PC-basierten Messinstrument mit Oszilloskopfunktion'' für US$ 719,- aus Taiwan kostet dann letztendlich 875,- €, die sich so zusammensetzen:<br />
* Umrechnung in Euro (und Zollveranschlagung): 650,- €<br />
* Umsatzsteuer: 123,- €<br />
* Zollgebühren: 60,- €<br />
* Versand und Bankgebühren: 44,- €<br />
<br />
Der Preis unterscheidet sich am Ende kaum noch vom dem des lokalen Händlers. Aber der gibt auch noch Garantie, so dass ein Defekt nicht zum Totalverlust wird.<br />
<br />
===Spielzeuge aller Art===<br />
[[Datei:Karikatur oscilloscope sale.jpg|thumb|left|240px|Preisgünstiges "Spitzenoszilloskop" 5Gs]]<br />
Vor allem auf online-Börsen tauchen in jüngster Zeit immer öfter seltsam günstige Geräte auf: Offensichtlich scheint es gerade Mode zu sein, einen schwachbrüstigen Analog-Digital-Konverter hinter eine eher zufällig gewählte, krumme analoge Eingangsschaltung zu klemmen und an einen Mikrocontroller mit Grafik-LCD anzuschließen, um es als digitales Speicheroszilloskop (DSO) zum Sonderpreis zu verkaufen. <br />
<br />
Je nach Hersteller wird so ein Gerät komplett ohne Gehäuse geliefert, was mit Hinblick auf die Funktion und auch die Sicherheit sehr fragwürdig ist, oder es kommt in einem lustig aufgemachten Plastikgehäuse in MP3-Player-Format daher, das auch keine großartige Isolation bietet. Hinzu kommen Eindruck-schindende Namen und Logos, die Modernität und Qualität suggerieren sollen, oft noch unterstrichen durch die Assoziierung mit Open-Source und pseudo-Hacker / Maker Bewegungen.<br />
{{Absatz}}<br />
<br />
Im Vergleich zu richtigen Oszilloskopen sind dies leider nur Spielzeuge - Unsichere Spielzeuge! Es nervt auch, diese Dinger immer wieder im Forum des Besten "seit der Erfindung von geschnitten Brot" vorgestellt zu bekommen. Ein Blick auf die technischen Daten dieser "Oszilloskope" (sofern die Daten überhaupt angegeben werden) reicht nämlich, um festzustellen, dass man ein Spielzeug vor sich hat. Schön für den, der spielen will, schlecht für den, der sicher messen will.<br />
<br />
Ebenso verrät ein Blick auf die Schaltung des Analogeingangs, ob man Qualität vor sich hat. Fehlende Spannungsfestigkeit und fehlende Frequenzkompensation des Eingangsverstärkers sind sichere Zeichen für Schund. Wenn es eine Verbindung zum PC gibt, aber diese nicht isoliert ist, ist das ein weiteres Zeichen für Scheinqualität.<br />
<br />
In [http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/GW_Instek_GDS-1152A.pdf] kann man das Innenleben eines richtigen DSO bewundern. Man vergleiche dies mit den Innenleben der Spielzeug-"DSO"s.<br />
<br />
Ein anderes, sicheres Zeichen eines Spielzeug-"DSOs" ist es, wenn irgendein Ding aus Abgreifklemmen und Klinkenstecker als "Tastkopf" mitgeliefert wird oder die Buchse für den Tastkopf aus einer Klinkenbuchse oder ähnlicher Niederfrequenz-Anschlusstechnik besteht.<br />
<br />
Auffällig ist bei diesen Spielzeugen auch, dass sie vehement von typischen Fanboys verteidigt werden. Nicht mit technischem Argumenten, sondern mit Aussagen wie "aber ist billig", "aber ist cool", "aber enthält doch einen Arduino".<br />
<br />
Wer ein Oszilloskop haben möchte, mit dem man wirklich messen kann, sollte sich das Geld für ein Spielzeug-"DSO" sparen.<br />
<br />
== Funktion von Oszilloskopen ==<br />
=== Was wird gemessen? ===<br />
Oszilloskope zeigen oft einen Spannungsverlauf über einen kurzen, für das menschliche Auge in Realzeit nicht erfassbaren Zeitraum an. Je hochwertiger das Oszilloskop, desto kürzer ist dieser Zeitraum, beziehungsweise desto schneller darf sich das Signal ändern. Spitzengeräte können Perioden von wenigen Nanosekunden im gesamten sichtbaren Bildbereich darstellen, in welchem auch noch in Teilabschnitte hineingezoomt werden kann. Maßgeblich ist dafür ein manuell oder automatisch erzeugter Startzeitpunkt, der sogenannten Trigger. <br />
<br />
Mitunter werden aber auch sich sehr langsam ändernde Spannungsverläufe gezielt angezeigt, um Veränderungen von einem Trigger zum nächsten zusammenfassend darstellen zu können. Durch das Überschreiben der Kurven sind auch geringste Änderungen gut erkennbar. Die Darstellung ist der bei Herzmonitoren vergleichbar.<br />
<br />
Andere Größen, zum Beispiel Ströme, Drücke und Magnetfelder lassen sich anzeigen, wenn man zusätzlich entsprechende Wandler einsetzt, um aus den Größen zuvor eine Spannung zu erzeugen.<br />
<br />
=== Was wird dargestellt? ===<br />
<br />
Den Eingang für eine Spannung bezeichnet man bei einem Oszilloskop als Kanal. Die an den Kanälen anliegenden Spannungen können einzeln oder gemeinsam angezeigt werden. Bei Mehrkanal-Oszilloskopen kann man üblicherweise auch eine Spannung über eine Spannung darstellen (XY-Modus), womit Übertragungskennlinien von Bauteilen dargestellt werden können.<br />
<br />
Zusätzlich bieten moderne Oszilloskope die Möglichkeit, sich gewisse Kenngrößen der Spannungsverläufe anzeigen zu lassen. Gängige Werte sind zum Beispiel die Anzeige von Spitzenspannung und Effektivwert einer Spannung, Frequenz/Periodendauer, Anstiegs- und Abfallzeiten, Tastverhältnis und so weiter. Darüber hinaus bieten gute Oszilloskope Positionsmarken (Cursor), mit denen man, durch eine Linie dargestellt, auf dem Bildschirm Positionen im Spannungsverlauf markieren kann. Zur Position zugehörige Werte (Zeit oder Spannung), sowie die Differenz dieser Werte zwischen zwei Positionsmarken können abgelesen werden.<br />
<br />
Besonders [[#Digitale_Tischoszilloskope|digitale Oszilloskope]] können relativ viele unterschiedliche Kenngrößen anzeigen, da sich viele dieser Größen mit einfachen Algorithmen aus den vom Oszilloskop im Speicher erfassten Daten berechnen lassen. Ebenso sind einfache mathematische Operationen möglich, etwa eine diskrete Fourier-Transformation oder die Summe oder Differenz der Spannungsverläufe von zwei Kanälen. Oszilloskope der Oberklasse bieten darüber hinaus ausgeklügelte Möglichkeiten der Signalanalyse. <br />
<br />
Für spezielle Anwendungen finden sich in manchen Oszilloskopen besondere Messfunktionen. Zum Beispiel go/no-go (heißt meistens pass/fail) Messungen, mit denen eine Spannungsverlauf mit einem vorgegebenen Verlauf verglichen wird. Entspricht der Spannungsverlauf hinreichend dem vorgegebenen Verlauf wird ein "go" (oder pass = alles ist OK) Signal über einen externen Ausgang ausgegeben. Weicht der Verlauf zu stark ab ein "no go" (fail = Spannung stimmt nicht) Signal.<br />
<br />
Bereits in der Unterklasse digitaler Oszilloskope ist heutzutage eine PC-Schnittstelle üblich. Beim Kauf sollte man darauf achten, dass das Protokoll der Schnittstelle dokumentiert ist. Sonst ist man auf proprietäre PC-Software des Herstellers angewiesen. Bei Oszilloskopen der Unterklasse wird zwar häufig kostenlos PC-Software mitgeliefert, doch leider sind diese Programme durchgehend von erschreckend schlechter Qualität. Bei Oszilloskopen der Oberklasse lassen sich die Hersteller ihre PC-Software gerne zusätzlich sehr teuer bezahlen.<br />
<br />
== Analoge Oszilloskope ==<br />
=== Allgemeines ===<br />
[[Bild:Oszilloskop.png|thumb|right|300px|Hybrides Analog/Digital Oszilloskop]]<br />
Bei analogen Oszilloskopen wird das darzustellende Signal nach der Verstärkung direkt zur Ablenkung eines Elektronenstrahls verwendet.<br />
<br />
Brauchbare analoge Oszilloskope findet man oft schon für ca. 50 Euro bei Online-Auktionen und Kleinanzeigenmärkten. Für 200-400 Euro bekommt man dort recht gute Profigeräte<ref>Ein Gerät, welches mit dem Attribut ''Profigerät'' beworben wird, ist normalerweise keins.</ref> mit 60-200 MHz Bandbreite. Brauchbare Neugeräte fangen bei 600 Euro an. Der Oszilloskopmarkt wird von einigen wenigen Marken dominiert. Im höherpreisigen Segment sind es vor allem Keysight (HP /Agilent) und Tektronix, sowie Yokogawa und Lecroy. HAMEG (inzwischen in Rohde & Schwarz integriert) ist vor allem im mittleren Segment (500-1500 Euro) weit verbreitet. Man findet sie oft in Schule und Ausbildung. Preislich darunter finden sich diverse asiatische oder gelegentlich noch osteuropäische Hersteller von Analogoszilloskopen. Häufig treten diese Hersteller nicht unter eigenem Namen auf, sondern bieten ihre Geräte als OEM-Produkte an. <br />
<br />
Ganz einfache Geräte verfügen nur über einen Kanal<ref>Es gibt, beziehungsweise gab, nochmals einfachere Geräte, nämlich solche ohne Trigger. Die Zeiten solcher Gerät sind allerdings seit rund 50 Jahren vorbei. Daher sollte man den fehlenden Trigger nur bei historischen Gebrauchtgeräten finden.</ref>. Damit ist es nicht möglich, zwei Signale in zeitliche Beziehung zu setzen. Dies ist jedoch oft wichtig. Deshalb verfügen heutzutage auch einfache Geräte meist über zwei Kanäle.<br />
<br />
=== Bandbreite ===<br />
<br />
Die '''Bandbreite''' gibt darüber Auskunft, welche maximale Signalfrequenz das Oszilloskop noch verarbeiten kann. Bei der angegebenen Bandgrenze fällt die Verstärkung des Oszilloskops um 3dB ab, ein Sinussignal wird dann nur noch mit ca. 70% der wahren Amplitude angezeigt. Um Signalverläufe noch vernünftig interpretieren zu können, kann man grob sagen, dass man Signale bis 1/10 der Bandbreite gut dargestellt bekommt. Ein Rechtecksignal nahe der Bandgrenze würde z.&nbsp;B. nur noch als verschobener Sinus dargestellt werden <ref>Häufig wird von Anfängern bei der Bandbreitenbetrachtung vergessen, dass ein Rechtecksignal aus einer theoretisch unendlichen Summe von Signalen der Frequenzen f, 3 * f, 5 * f ... besteht. Für eine vernünftige Darstellung eines Rechtecksignals sollte die Oszilloskopbandbreite so groß sein, dass zumindest die ersten Oberwellen nicht gedämpft werden. Aus dieser Betrachtung ergeben sich Faustformeln, wie die, dass die Bandbreite eines Oszilloskops zehnmal (oder dreimal, oder fünfmal, je nachdem wie genau man messen möchte) größer sein sollte, wie die Grundfrequenz des Rechtecks.</ref>.<br />
<br />
Beim Messen von Digitalsignalen ist man meist an der '''Anstiegszeit''' interessiert. Die Anstiegszeit gibt an, wie lange ein Signal von 10-90% benötigt. Die Anstiegszeit des Oszilloskops gibt an, welche Anstiegszeit dargestellt wird, wenn man ein nahezu ideales Rechtecksignal mit annähernd Null Anstiegszeit anlegen würde. Man kann die Anstiegszeit direkt aus der Bandbreite berechnen.<br />
<br />
<math>t_{Osc} = \frac{0.35}{B}</math><br />
<br />
* <math>\!\, t_{Osc}</math> : Anstiegszeit des Oszilloskops in Sekunden (s)<br />
* <math>\!\, B</math> : Bandbreite in Hertz (Hz)<br />
<br />
Legt man ein reales Rechtecksignal an das Oszilloskop an, dann wird die Anzeige umso mehr verfälscht, je näher die Anstiegszeit des Eingangssignals der Anstiegszeit des Oszilloskops kommt. Dabei gilt folgender Zusammenhang.<br />
<br />
<math>t_S = \sqrt{t_{ges}^2-t_{Osc}^2}</math><br />
<br />
* <math>\!\, t_S</math>: Anstiegszeit des Eingangssignals<br />
* <math>\!\, t_{ges}</math>: Angezeigte Anstiegszeit auf dem Oszilloskop<br />
* <math>\!\, t_{Osc}</math>: Anstiegszeit des Oszilloskops<br />
<br />
Bei analogen Oszilloskopen ist die Bandbreite gegeben durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkers sowie die Signaldarstellung, also die Qualität des Ablenkverstärkers.<br />
<br />
=== Tastköpfe richtig benutzen ===<br />
<br />
Wenn man wirklich schnelle Signale messen will, spielt auch die Bandbreite des verwendeten Tastkopfes eine wichtige Rolle. Näheres dazu findet man [http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm hier]. Aber der beste Tastkopf nützt nichts, wenn man ihn falsch anschließt. Für schnelle Messung jenseits von ein paar MHz nutzt man praktisch immer 10:1 Tastköpfe mit 10 MOhm Eingangswiderstand und ca. 8-15pF Eingangskapazität. Je nach Typ erreicht man damit Bandbreiten von 100-500MHz. Danach muss man aber auch den Tastkopf richtig anschließen. Der mitgelieferte Masseanschluß mit Krokodilklemme ist zwar praktisch, für viele hochfrequente Messungen aber unbrauchbar. Ein Rechtecksignal damit zu messen ergibt dann oft starke Überschwinger, welche real aber gar nicht vorhanden sind, sondern durch die zu lange, induktive Masseleitung im Zusammenspiel mit der Eingangskapazität verursacht werden. Das sieht man z.B. [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975754 hier], den Messaufbau sieht man [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975896 hier].<br />
<br />
Für saubere, hochfrequente Messungen muss man die Masseanbindung so kurz wie möglich machen. Dafür haben die Tastköpfe oft ein kleines Zusatzteil, eine Massefeder, beigelegt (engl. [http://www.mikrocontroller.net/attachment/27280/groundspring.png ground spring]). Damit kann man die Masse auf kürzestem Wege anschließen und erhält ein sauberes Messergebnis wie man in diesem [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975931 Forumsbeitrag] sieht. Eine sehr gute Einführung zum Thema Tastköpfe und deren richtige Nutzung gibt es [[media:Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf | hier]] von [http://www.tek.com Tektronix] (engl.). Das gilt auch für stark gestörte Umgebungen, wie z.B. in einem Schaltnetzteil. Die Grundfrequenzen sind relativ niedrig, so im Bereich 50-1000 kHz, die Schaltflanken sind aber meist recht schnell, im Bereich von 10-500ns. Die dabei geschalteten hohen Ströme und Spannungen erzeugen starke magnetische und elektrische Wechselfelder, welche sehr gern und einfach in Tastköpfe einkoppeln. Um zu prüfen, ob ein Signal echt oder nur eine eingekoppelte Störung ist, macht man eine 0V Messung. D.h. man legt die Tastkopfspitze auf Masse (GND), ohne den mechanischen Aufbau nennenswert zu verändern. Wenn keine Störung einkoppelt, mißt man erwartungsgemäß 0V, alles andere sind eingekoppelte Störungen. Diese muss man durch eine verbesserte Tastkopfanbindung minimieren (Massefeder, anderer Massepunkt, Abschirmung, Klappferrite auf Tastkopfleitung am Oszi gegen Gleichtaktstörungen etc.) Eine Massefeder bzw. das passende Gegenstück für die Spitze des Tastkopfes kann man sich leicht aus 0,5mm Blankdraht selber wicklen, wie man auf diesem [https://www.mikrocontroller.net/attachment/410800/Tastkopf.jpg Bild] sieht. Die vollprofessionelle Version davon sind einlötbare [https://www.mikrocontroller.net/attachment/412457/socket.jpeg Sockel], in welche der Tastkopf gesteckt werden kann. Diese haben durch ihren koaxialen Aufbau noch bessere Schirmwirkung und HF-Eigenschaften.<br />
<br />
Wenn es dann in den Bereich 100MHz++ geht, wird man schnell auf einen aktiven Tastkopf oder einen passiven Z0-Tastkopf wechseln wollen. Warum das so ist, ist in diesem [http://www.signalintegrity.com/Pubs/straight/probes.htm Artikel] (engl.) erklärt.<br />
<br />
===Terminierung bei DC-Messung===<br />
Schliesst man an den hochomigen Messeingang eines Oszilloskopes eine Koaxialleitung mit 50 Ohm Impedanz direkt an, um irgendwo direkt zu messen, so muss diese möglichst dicht am Oszilloskop mit 50 Ohm terminiert werden, um Reflexionen und Phantomsignale zu vermeiden. Wird aber direkt mit 50 Ohm terminiert, so führt das zu einer starken Belastung der Quelle und des Terminierungswiderstandes. Insbesondere dann, wenn man z.B. auf einem DC-Pegel eine Welligkeit messen möchte. Die Gleichspannung liegt in diesem Falle direkt am Terminierungswiderstand an. Das ist oft nicht tolerierbar, da dann ein u.U. hoher Gleichstrom durch den Widerstand abfließt, die Quelle belastet und selber heiß wird.. Aus diesem Grunde muss der Terminierungswiderstand mit einem schnellen, keramischen Kondensator entkoppelt werden. Siehe Bild.<br />
[[Bild:DC-Messadapter.svg|thumb|300px|DC-Messadapter mit 50 Ohm Terminierung]]<br />
Achtung, die Anordnung hat einen Frequenzgang. Es ist gegebenenfalls zu überlegen, ob der Frequenzgang noch toleriert werden kann. Gegebenenfalls ist der Kondensator entsprechend zu ändern. Auf ausreichende Spannungsfestigkeit achten!<br />
An den 4mm Klemmen kann über einen 2k2 ohm Widerstand ein Digitalmultimeter angeschlossen werden. Der 2k2 Widerstand beeinflusst die Messung mit einem hochomigen Digitalmultimeter fast nicht, verhindert aber das verstärkte Einkoppeln von Störungen über die Messleitungen in das Oszilloskop.<br />
<br />
Eine Platine für eine solche kapazitiv entkoppelte 50 Ohm Terminierung als [http://www.mikrocontroller.net/articles/KiCAD KiCad] Projekt findet sich hier: [[Media:DC-50Ohm_Terminierung_RevE_25Mar2015.zip]] Gerber Files und ein Schaltplan in PDF sind im Projekt vorhanden, es kann also auch ohne KiCad verwendet werden.<br />
<br />
=== Triggerung ===<br />
<br />
Oszilloskope unterscheiden sich oft stark in den Triggerungsmöglichkeiten. Bei guten Geräten kann man z.&nbsp;B. die Triggerung variabel verzögern. Erst dadurch wird es möglich, dass man sich Signale genauer anschauen kann, die zeitlich weit hinter einem Triggerereignis kommen. Eine weitere Funktion bei höherklassigen Oszilloskopen ist eine zweite Zeitbasis. Mit dieser kann man in einen Ausschnitt des Messsignals hereinzoomen<ref>Die zweite Zeitbasis steuert einen zweiten Strahl (ähnlich wie einen separaten Kanal), der das gleiche Eingangssignal erhält. Die zweite Zeitbasis wird auf eine höhere Horizontalfrequenz eingestellt als die erste. Zusammen mit einer horizontalen Verschiebung der Darstellung kann man nun Ausschnitte des Signals durchfahren und vergrößert betrachten.</ref>.<br />
<br />
Mit Analog-Oszilloskopen kann man sich hauptsächlich periodische Signalverläufe anschauen, also solche, die zeitlich immer wiederkehrend sind. Denn nur so kann ein Signal immer wieder auf den Schirm "geschrieben" werden und erscheint als stehendes Bild. Aperiodische Signale, wie z.&nbsp;B. auf Datenübertragungsleitungen, sind damit nicht darstellbar. Sie laufen mit einem Strahldurchgang über den Schirm. In dieser kurzen Zeit ist es jedoch nur selten möglich, sie visuell aufzunehmen. Mit einer Digitalkamera kann man solche Signalverläufe mitunter trotzdem einfangen. Früher sehr hochpreisige, heute nicht mehr übliche Analog-Oszilloskope hatten eine eingebaute Speichermöglichkeit (Speicherröhre) für einmalige Signale. Diese Klasse von Analog-Oszilloskopen wurde durch digitale Speicheroszilloskope (DSOs) abgelöst.<br />
<br />
Manche Analog-Oszilloskope bieten eine Möglichkeit, die Triggerung nur zu einem definiertem Zeitpunkt anzustoßen, somit kann auch der Anlaufstrom eines Motors mit einem Analog-Oszilloskop dargestellt werden.<br />
<br />
=== Analoge Speicheroszilloskope ===<br />
Inzwischen eher selten sind analoge Speicheroszilloskope anzutreffen. Diese speichern im Gegensatz zu digitalen Speicheroszilloskopen nicht das Signal selbst, sondern das Bild auf der Röhre. Dies wird mit speziellen speichernden Bildröhren erreicht. Je nach Typ kann es mehrere getrennt betreibbare Bereiche geben, um beispielsweise 2 Bilder eines Signales zu unterschiedlichen Zeitpunkten darstellen zu können (z.B. Tektronix 549).<br />
<br />
Einige wenige dieser Oszilloskope waren sogar in der Lage, das aufgezeichnete Bild auf Papier auszugeben (z.B. "HP Model 175A" mit Modul 1784A).<br />
<br />
=== Vergleichstabelle Analogoszilloskope ===<br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Neugeräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.<br />
<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="analogoszis" style="width:50em"<br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:6em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:3em" | Preis, ab [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:3em" | Bandbreite / [MHz]<br />
! style="width:5em" | Röhre BxH / [cm]<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| C1-94, S1-94, OS10, AO-610, [http://www.ett-online.de/html/de/werkstatt/oszilloskope/digitale-oszilloskope/oszilloskop-mccheck-st16b-1-kanal-10-mhz/article-4-55152-459045509045501590.html ST16B], CS10, GOS-310, 72-6602, HUC70, CS1010 [http://www.conrad.de/ce/de/product/122413/VOLTCRAFT-6102-Analoges-1-Kanal-Oszilloskop-Bandbreite-0-DC-10-MHz VC 610/2]<br />
| Original-<br>hersteller unklar<br />
| 180<br />
| 1<br />
| 10<br />
| 4,8 × 6<br />
| Seit Jahrzehnten von vielen No-Name Herstellern in unterschiedlichen Ausführungen und Bauformen im Angebot. Wenig empfehlenswert für µC-Arbeiten. <br />
|-<br />
| [http://www.attenelectronics.com/Products/Oscilloscopes/Analog_oscilloscope/2012/0728/129.html AT7328]<br />
| Atten<br />
| 280<br />
| 2<br />
| 20<br />
| 8 × 10<br />
|<br />
|-<br />
| CS-4128<br />
| <br />
| 280<br />
| 2<br />
| 20<br />
| 8 × 10<br />
|<br />
|-<br />
| [http://www.attenelectronics.com/Products/Oscilloscopes/Analog_oscilloscope/2012/0728/128.html AT7340]<br />
| Atten<br />
| 480<br />
| 2<br />
| 40<br />
| 8 × 10<br />
| <br />
|-<br />
| [http://www.conrad.de/ce/de/product/122421/VOLTCRAFT-VC-630-2-Analoges-2-Kanal-Oszilloskop-Bandbreite-0-DC-bis-30-MHz/?ref=category&rt=category&rb=1 VC 630-2]<br />
| Voltcraft<br />
| 480<br />
| 2<br />
| 30<br />
| 8 × 10<br />
| <br />
|-<br />
|}<br />
<br />
== Digitale Speicheroszilloskope ==<br />
=== Allgemein ===<br />
<br />
[[Bild:tektronix.jpg|thumb|right|300px|Digitales Speicheroszilloskop vom Anfang des Jahrtausends]]<br />
Ein digitales Speicheroszilloskop (englisch DSO, '''D'''igital '''S'''torage '''O'''scilloscope) digitalisiert das Eingangssignal mit einem Analog-Digital-Wandler und legt die Werte in einem Speicher ab. Damit ist die Bandbreite nur durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkers gegeben. Der Vorteil der Speicherung ist, dass man auf diese Weise Momentaufnahmen eines Signals machen und damit einmalige (transiente) Ereignisse (Spikes, Datenübertragungen) erkennen und darstellen kann, was besonders bei digitalen Schaltungen, z.&nbsp;B. mit Mikrocontrollern, sehr nützlich ist. Weiterhin lässt sich das Signal "vermessen" (z.&nbsp;B. um die Baudrate einer Datenübertragung zu bestimmen), man kann die Frequenz und den Effektivwert anzeigen lassen, das Frequenzspektrum, und je nach Modell noch vieles mehr. Das Signal wird in S/W oder Farbe auf einem LCD dargestellt, lässt sich aber oft auch über einen angeschlossenen Drucker ausdrucken oder an den PC übermitteln.<br />
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Der wichtigste Parameter bei digitalen Oszilloskopen ist die '''Abtastrate''', die angibt, mit welcher Rate das Eingangssignal digitalisiert wird. Um ein Signal mit einer gegebenen Frequenz ausreichend genau in Phase und Amplitudenverlauf darstellen zu können, sollte es mindestens mit der 10-fachen Frequenz abgetastet werden. Nur dann lassen sich in der Regel die interessanten Details in einem Signal erkennen. Für eine genaue Analyse analoger Signale, um z.B. die Güte einer Flanke oder Überschwinger beurteilen zu kjönnen, ist sogar ein Faktor von 25 bis 40 anzuraten<ref>Dieser Anhaltswert liegt nochmals weit über der Nyquist-Frequenz (zweifache Grenzfrequenz), ist aber nötig, um Abweichungen von der idealen Signalform zu sehen - z.B. bei Rechecksignalen. Die zehnfache Abtastfrequenz bedeutete, dass man nur 10 Messpunkte pro Signalperiode hat, was in einer 1:1 Darstellung auf dem Bildschirm gerade eben 10 nebeneinander liegenden Pixeln entspräche, was in der Regel sehr wenig ist, um ein Signal zu beurteilen.</ref> Wichtig ist in dem Zusammenhang auch die analoge Bandbreite des Oszilloskops. Ein gutes Verhältnis ist wäre eine mindestens 4-6 fache Überabstastung im Bezug auf die Bandbreite je Kanal, also z.B. 1Gsps für einen Zweikanaler mit 100MHz Bandbreite - besser 2Gsps. Damit wären dann Signale bis etwa 10 MHz ausreichend genau darstellbar. <br />
<br />
Außerdem sind die '''Speichertiefe''' und die '''Wandler-Auflösung''' interessant. Ein Oszilloskop, das mit acht Bit Auflösung abtastet und 2000*8 Bit Speicher hat, kann 2000 Samples abspeichern, was einer Darstellung von 2000*256 Pixeln entspricht. Acht Bit Auflösung ist heutzutage ein gängiger Wert, auch wenn er niedrig erscheint. Ein normales Oszilloskop ist kein Präzisionsmessgerät und acht Bit sind für die Darstellung auf den Displays normaler Oszilloskope ausreichend. <br />
<br />
Bei der Wandlung und Speicherung gibt es unterschiedliche Verfahren: Ehemals günstige Oszilloskope wie die TDS1000-Serie von Tektronix verwenden '''CCD-Speicher''' (Eimerkettenspeicher, ein analoges Schieberegister); die Messwerte werden erst gespeichert, und dann digitalisiert. Nachteile dieser Vorgehensweise sind ein stärkeres Rauschen, die begrenzte Speichertiefe und Totzeiten, während der keine Eingangswerte aufgenommen werden. Diese entstehen, da das Wandeln aller Werte aus dem analogen Zwischenspeicher länger dauert als die Zeit zum Füllen dieses Speichers. Deshalb muss das Gerät bis zum Abschluss der Wandlung warten, bevor es den Speicher erneut füllt.<br />
<br />
Früher wandelten nur teurere Modelle in Echtzeit mit schnellen Flash-[[AD-Wandler]]n und speicherten die Messwerte direkt in einem schnellen RAM. Die Speichertiefe ist dabei praktisch unbegrenzt, allerdings sind Wandler sehr teuer, die mehrere GS/s schaffen. Durch einen Trick (mehrere verschachtelte langsame AD-Wandler) setzen sich AD-Wandler bei günstigen Modellen durch. Oszilloskope, die diesen Trick verwenden, erkennt man daran, dass die Abtastfrequenz mit der Anzahl der aktivierten Kanäle sinkt. Zum Beispiel, findet man Vierkanaloszilloskop mit vier Wandlern à 250 MS/s, die bei Benutzung nur eines Kanals 1 GS/s für diesen Kanal erreichen, bei Benutzung von zwei Kanäle 500 MS/s pro Kanal und bei Benutzung von drei oder vier Kanälen 250 MS/s pro Kanal.<br />
<br />
In den richtig schnellen Geräten (mehrere GHz Samplerate) ist ein ähnlicher Trick üblich. Dort sind in den verwendeten Wandlerschaltkreisen eine größere Anzahl Sample-and-Hold-Stufen und AD-Wandler integriert. Die Eingangsspannung wird dann zeitversetzt in den Sample-and-Hold-Stufen gespeichert und von den im Vergleich zur Samplerate langsameren AD-Wandlern umgesetzt. Die Ausgangslogik sorgt dann dafür, dass die Daten in der richtigen Reihenfolge ausgegeben werden. Ein Problem bei dieser Vorgehensweise sind unterschiedliche elektrische Eigenschaften der parallelen Wandlerstufen. <br />
<br />
Natürlich spielt der Verwendungszweck eine entscheidende Rolle bei der Auswahl. Auf dem Labortisch, wo meist nur kleine Spannungen mit einem gemeinsamen Massebezug vorkommen, werden andere Anforderungen an ein Oszilloskop gestellt, als z.&nbsp;B. im Servicebereich für Industriesteuerungsanlagen, Automatisierungstechnik, usw. Dort sind weniger hohe Abtastraten wichtig, sondern eher eine größere Anzahl Eingangskanäle, die galvanisch voneinander getrennt sind, Spannungsfestigkeit bis min. 500 Volt, sowie speziell bei Störungsanalysen, die Möglichkeit, komplexe Triggermuster einzustellen, und eine integrierte große Festplatte, um einzelne Ereignisse automatisiert über lange Zeiträume hinweg festhalten zu können. Ein Beispiel für so ein hochwertiges Gerät ist ein Yokogawa Scopecorder (DL708). Allerdings sind bei solchen Geräten die Preise nach oben hin offen.<br />
<br />
<br />
Eine Besonderheit digitaler Oszilloskope ist das breite Spektrum von Geräten mit scheinbar gleicher Hardware. Besonders in jüngster Zeit gehen Firmen aus produktionstechnischen Gründen dazu über, die gleiche Hardware in unterschiedliche Geräte einzubauen und per Software einzuschränken. Auf diese Weise bekommen Firmen den Fuss in die Türe, liefern ein preisgünstiges Gerät, um später an den updates zu verdienen.<br />
<br />
=== Digitale Tischoszilloskope ===<br />
==== Allgemeines ====<br />
<br />
DSO Tischoszilloskope sind die klassischen, in sich abgeschlossenen Geräte, die in der Gestaltung analogen Oszilloskopen ähneln. Daneben gibt es zum Beispiel auch PC-DSOs. Viele Tischgeräte sind bereits so klein (geringe Tiefe) und leicht, dass sie zu Recht als tragbare Geräte bezeichnet werden können. Beim Neukauf eines Oszilloskops sind diese Geräte die Gefragtesten.<br />
<br />
Mittlerweile ist es üblich, dass man bereits bei Einsteigermodellen eingebaute USB oder RS-232 Schnittstellen findet und eine (häufig sehr simple) Windows-Software zur Bedienung vom PC aus oder zumindest zum Auslesen von Daten auf den PC. Ebenfalls häufig sind USB oder ähnliche Schnittstellen für USB-Memorysticks oder Speicherkarten zum Speichern von Messwerten, Screenshots und Konfigurationen. Ironischerweise sind Schnittstellen und Windows-Software bei Markengeräten häufig gesondert zu erwerben, während sie bei eher unbekannten Marken kostenlos mitgeliefert werden, wenn auch die Qualität der kostenlosen Software häufig zu wünschen übrig lässt.<br />
<br />
Beispiele für günstige Einstiegsmodelle unter 600 Euro sind die niederpreisigen Geräte von Rigol, Hantek, Owon, Siglent und Atten. Für relativ wenig Geld erhält man für einfache Anwendungen ein brauchbares Oszilloskop mit ein paar Highlights aber auch auffälligen Einschränkungen und Fehlern in der Hard- und Software. Viel oder überhaupt Service kann man von diesen Firmen für sein Geld meist nicht erwarten.<br />
<br />
Geräte bspw. von [http://www.instek.com/ Instek] sind etwas teurer. Geräte aus der GDS-1000A oder GDS-1000U Serie dürften zum Einstieg interessant sein, oder mittlerweile die modernere Serie DS2000 von Rigol, bzw SDS2000 Serie von Siglent.<br />
<br />
Ein weiteres Beispiel für ein Einstiegsmodell war das [http://www.tek.com/site/ps/0,,40-15314-INTRO_EN,00.html TDS1002] von Tektronix (ca. 1200 Euro). Dazu muss man allerdings sagen, dass Tektronix die aktuelle Entwicklung etwas verschlafen hat. Der nur 2 kByte große Speicher ist nicht mehr zeitgemäß. Geräte der [http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=-33575.0&cc=DE&lc=ger&pageMode=OV Agilent InfiniiVision 2000X Serie] beginnen in einem ähnlichen Preisbereich aber mit wesentlich mehr Features.<br />
<br />
Sind 4 Kanäle gewünscht, aber das Budget begrenzt, lohnt sich ein Blick auf die DS1000'''Z''' Serie von Rigol.<br />
<br />
Einige Hersteller wie R&S und Keysight bieten inzwischen preisgünstige EDU-Versionen ihrer Oszilloskope für die Ausbildung an, die mit abgespeckten Funktionen aufwarten und besonders günstig abgegeben werden. Diese haben die gleiche wertige Analogtechnik und Signalverarbeitung verbaut, kosten dafür auch mehr, als klassischer Einsteigermarken mit gleichem Funktionsumfang. In einigen Fällen muss zum Erwerb aber eine Berechtigung in Form eines Ausbildungsnachweises erbracht werden.<br />
<br />
==== Vergleichstabelle digitale Tischoszilloskope ====<br />
<br />
;Wichtiger Hinweis: Diese und andere Tabellen werden gelegentlich von Freiwilligen auf den aktuellen Stand gebracht und können veraltet sein. <br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn. <BR/><br />
Anmerkung: Für Viele Modelle aus dieser Tabelle gibt es bereits Nachfolgemodelle. <BR/><br />
<BR/><br />
Legende: <BR/><br />
opt.: optional, kostenpflichige Erweiterung (Hardware und/oder Software)<BR/><br />
<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="digitaloszis" style="width:60em" <br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! style="width:6em" | Display<br />
! style="width:8em" | Inface<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.conrad.de/ce/de/product/122485/VOLTCRAFT-Vorteilsset-DSO-1062D-2-Kanal-Oszilloskop-Digitales-Speicheroszilloskop-Bandbreite-60-MHz-inkl-2-Tastkoepf DSO5062D]<br />
| [http://www.conrad.de/ Conrad]<br />
| 329.-<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host<br />
| Gleiche Hardware wie das Hantek DSO5062B und leicht modifizierte Software.<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/en/ProductDetail_3_3.html DSO5000B Series]<br />
| [http://www.hantek.com.cn/en/index.html Hantek]<br />
| ab 290$<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 60<BR/>100<BR>200<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host<br />
| Mit 60MHz beliebt, da es einen Hack auf 200 MHz gibt. Ebenso diverse Hacks an der Hardware. Auch als Tekway oder Protek im Handel.<br />
|-<br />
| MSO5000D serie<br />
| Hantek<br />
| <br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60 <br> 100 <br> 200<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <br />
| 2CH +16 Logik <br/> weitgehend baugleich mit DSO5000B Serie<br />
|-<br />
|-<br />
| DSO3062A<br />
| Agilent<br />
| 800<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 4k<br />
| 320x&shy;240, 5.7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host (modul)<br />
| weitgehend baugleich mit Rigol DS5000<br />
|-<br />
| InfiniiVision 2000 X Serie<br />
| Agilent<br />
| 950 - 2600 <br />
| 2/4<br />
| 1000<br>2000<br />
| 70<BR>100<BR>200 <br />
| 8 <br />
| 100k<br />
| 800x&shy;480, 8.5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x<br />
| Markengeräte mit exzellentem Preis-Leistungs-Verhältnis. Software-Aufrüstbar (Funktionsgenerator, Protokoll-Dekoder, usw.)<br />
|-<br />
| [http://%5Bhttp://www.owon.com.hk/products.asp?ParentID=57&SortID=87 OWON <br/> XDS--A(+)<br /> <br /> '''•12-bit:''' <br /> 3062 A(+) <br /> 3102 A(+) <br /> <br /> '''•14-bit:''' <br /> 3202 A(+)]<br />
| [http://www.owon.com.hk/main.asp OWON]<br />
| <br/> <br/> <br/> 430.. <br/> bis <br/> 720€ <br/><br />
<br /><br />
~1350€<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| <BR/><BR/>60<BR/><BR/>100<BR/><BR/>200 <br />
| <BR/><BR/>12<BR/><BR/>12<BR/><BR/>14<br />
| <BR/><BR/> 40M<br /><br />
| 800x600 <br /> <br />
<br /><br />
8" Touch-screen <BR/><br /><br />
(3062A(+): ohne <BR/> Touchscreen) <br />
| •USBx2 <BR/> •LAN <BR/> •WiFi <BR/> •VGA/AV <br /><br />
•• A+ : incl. <BR/> •2ch-FG <BR/> •Multimeter <BR/> •DataLogger<br />
| •LabView komp. <br /><br />
•LiIon-Akku opt. •Bus-Decoder opt. <br /><br />
<br /><br />
'''•Echtes Glimpse-Of-Nirvana Teil''' <br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds1000e/ Rigol DS1000E Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| ab 296<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 50<BR>100<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 320x&shy;240, 5.7”<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232<br />
| optional 16-Kanal Logikanalysator = DS1052D (DS1102D). Im Netz kursieren diverse, mehr oder weniger ernst zu nehmende Anleitungen, wie man ein DS1052E per Software auf ein DS1102E umrüsten kann.<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds1000z/ Rigol DS1000Z Series]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| ab 375<br />
| 4<br />
| 250<br>500<br>1000<br />
| 50<BR>70<BR>100<br />
| 8<br />
| 12M<BR>24M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| optionaler dualer Funktionsgenerator 25Mhz (DS1000Z'''-S'''). Im Netz kursieren diverse, mehr oder weniger ernst zu nehmende Anleitungen, wie man ein DS1054Z/DS1074Z per Software auf ein DS1104Z umrüsten und den gesamten Funktionsumfang freischalten kann.<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds2000/ DS2000 Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| 589 - 1505<br />
| 2<br />
| 2000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 14M<BR>56M<br />
| 800x&shy;480, 8"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind 56M, serielle Dekoder, weitere Trigger. Lassen sich alle über generierte Serial freischalten und sogar auf Topmodel DS2202 (200MHz) upgraden, da identische (gute) Hardware u. Lieferumfang - keine Hardwaremodifikation nötig. Dank LXI (offene Spezifikation) gute Softwareanbindung. Vertikalauflösung ab 0,5mV/Div!<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds2000/ MSO5000 Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| 963 - 3569<br />
| 2/4<br />
| 2000<br>4000<br>8000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>350<br />
| 8<br />
| 100M<BR>200M<br />
| 1024x&shy;600, 9"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind serielle Dekoder, weitere Trigger. Lassen sich alle über generierte Serial freischalten und auf Topmodel MSO5354 (350MHz) upgraden, da identische (gute) Hardware u. Lieferumfang - keine Hardwaremodifikation nötig.<br />
|-<br />
| [http://www.siglent.com/ens/pdxx.aspx?id=25&T=2&tid=1/ SDS2000 Serie]<br />
| [http://www.siglent.com/ENs/index.aspx/ Siglent]<br />
| 850 - 2700<br />
| 2<br>4 <br />
| 2000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 28M<br />
| 800x&shy;480, 8"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI) <br/> •PASS/FAIL<br />
| 110.000wrfms/s, seqmentierter Speicher! (dann bis 300.000wrfms/s, HRES Erfassung mit höherer vertikaler Auflösung, Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind serielle Bus-Dekoder, MSO Option, Funktionsgeneratorausgang Dank LXI gute Softwareanbindung. <br />
|-<br />
| [http://www.owon.com.hk/products.asp?ParentID=57&SortID=66 Owon SDS Serie]<br />
| [http://www.owon.com.hk/main.asp Owon]<br />
| 260€ (5032E) - 1100€ (9302)<br />
| 2<br />
| 125<br>250<br>1600<br>3200<br />
| 30<BR>60<BR>70<BR>100<BR>125<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 10k<br>10M<br />
| 800x&shy;600, 8"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <BR/> •VGA (opt.) <BR/> ''oder'' <BR/> •RS-232 (opt.)&shy;(nicht -E)<br />
| Akkubetrieb optional (nicht -E)<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=46 GDS-1000 Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek] <br />
| 350 - 550<br><br />
| 2<br />
| 250<br />
| 25<BR>40<BR>60<BR>100<br />
| 8<br />
| 4k<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •SD-Slot<br />
| Von Conrad teurer als DSO-4000 Serie erhältlich (475 - 950&euro;).<br>[http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br> GW Instek alias Good Will Instrument Co., Ltd<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=42 GDS-1000'''A''' Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek]<br />
| 500<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60<BR>100<BR>150<br />
| 8<br />
| 2M<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •SD-Slot<br />
| [http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br> GW Instek alias Good Will Instrument Co., Ltd<br />
|-<br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! style="width:6em" | Display<br />
! style="width:8em" | Inface<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=34 GW Instek GDS-2000 Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek]<br />
| 850 - 1800<br />
| 2/4<br />
| 1000<br />
| 60<BR>100<BR>200<br />
| 8<br />
| 5k<br>25k<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x <BR/> •RS-232<br />
| Weitgehend baugleich mit Conrad Voltcraft DSO-8000 Serie. Vier-Kanal Versionen haben keinen externen Trigger und weniger Trigger-Funktionen.<br>[http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br />
|-<br />
| TDS-1002B<br />
| Tektronix<br />
| 1100<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 2.5k<br />
| 320x&shy;240<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host<br />
| verhältnismäßig starkes Rauschen, siehe Text oben<br />
|-<br />
| [http://teledynelecroy.com/oscilloscope/oscilloscopeseries.aspx?mseries=50 WaveJet 3xx]<br />
| [http://teledynelecroy.com/ LeCroy]<br />
| 2800 - 8000<br />
| 2/4<br />
| 1000<br>2000<br />
| 100<BR>200<BR>350<BR>500<br />
| 8<br />
| 500k<br />
| 640x&shy;480, 7.5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN<br />
| verfügbar z.&nbsp;B. bei Farnell<br />
|-<br />
| WaveAce Serie<br />
| [http://teledynelecroy.com/ LeCroy]<br />
| 1000 - 3500<br />
| 2<br />
| 250 - 2000<br />
| 60 - 300<br />
| 8<br />
| 4k - 8k<br />
| 320x&shy;240<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232(?)<br />
| Daten beziehen sich etvl. auf nicht mehr erhälltliche Serie (bitte überprüfen)<br />
|-<br />
| [http://www.dlm2000.de DLM20XX]<br />
| YOKOGAWA <br />
| 3300 - 8000<br />
| 2<br>4<br>3+1<br />
| 1250<br>2500<br />
| 200<BR>350<BR>500<br />
| 8<br />
| 12,5M<br />
| 1024x&shy;768, 8.4"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x <BR/> •LAN (opt.) <BR/> •RGB Video<br />
| Vertrieb direkt vom Hersteller!<br />
|-<br />
| [http://www.uni-trend.com/UT2025B.html UNI-T UT2025B]<br>Voltcraft DSO-1022 M<br><br />
| [http://www.uni-trend.com/ Uni-Trend Group Limited]<br />
| 290 - 356<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 512k<ref name="unit">Uni-Ts Angaben zur Speichertiefe sind mit Vorsicht zu genießen. Seit Jahren wirbelt die Firma mit Begriffen wie ''memory length'', '' memory depth'', ''recording length'' und ''saving depth'' herum - jeweils mit unterschiedlichen Werten für das gleiche Oszilloskop. Dabei vermeidet Uni-T Begriffsdefinitionen zu geben. Im Zweifelsfall sollte man mit dem kleinsten Wert aller Angaben rechnen.</ref><br />
| 320x&shy;240 (Monochrom)<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232 <BR/> •LAN (opt.)<br />
| Als UT2025'''C''' mit Farbdisplay. UT2000 Serie 25-200MHz, 2CH 250MSa/s bis 1GSa/s<br>wenig Rauschen<br />
|-<br />
| [http://www.uni-trend.com/UTD2052CEL.html UTD2052CEL]<br />
| [http://www.uni-trend.com/ Uni-Trend Group Limited]<br />
| 369,-<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 50<br />
| 8<br />
| 12,5k<br>25k<br>1,2M<br />
| 400x&shy;240<br />
| •USB Host<br />
| Displayauflösung beträgt 800x480, der Displaycontroller faßt jedoch immer 2x2 Pixel zusammen (Menü nimmt relativ viel Platz auf dem Bildschirm ein)<br />
|-<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/de/Produkte/messtechnik-testsysteme/oszilloskope/HMO1002-%7C-Kerndaten-%7C-4-%7C-11696.html HMO1002]<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/ Rohde & Schwarz]<br />
| 950 - 1190<br />
| 2<br />
| 1000 <br />
| 50<br>100<br />
| 8<br />
| 500k<br />
| 640x&shy;480, 6,5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <br />
| Umfangreiche Zusatzfunktionen wie Mustergenerator, Frequenzgenerator, 2-Kanal DVM, Frequenzzähler, Komponententester und 8 Kanal MSO Opt. <br />
|-<br />
| [http://value.rohde-schwarz.com/vi/value/oscilloscopes/r-srhmo1202-digital-oscilloscope.html/ HMO1202]<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/ Rohde & Schwarz]<br />
| - <br />
| 2<br />
| 1000<br>2000<br />
| 100<br>200<br>300<br />
| 8<br />
| 1M<br>2M<br />
| 640x&shy;480, 6,5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <br />
| Optionen für I2C, RS232, UART, CAN, LIN serielle Busanalyse, Umfangreiche Zusatzfunktionen wie Mustergenerator, Frequenzgenerator, 2-Kanal DVM, Frequenzzähler, Komponententester und 8 Kanal MSO Opt. <br />
|-<br />
| [http://www.peaktech.de/produktdetails/kategorie/digital-oszilloskope/produkt/p-1265.html PT 1265]<br />
| [http://www.PEAKTECH.de Peaktech]<br />
| ca. 290<br />
| 2<br />
| 125<br />
| 30<br />
| 8<br />
| 10k<br />
| 800x&shy;600, 8"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <BR/> •VGA<br />
| Optional: Akkupack 4000 mA<br />
|}<br />
<br />
Weitere Marken, die gelegentlich auf dem deutschen Markt auftauchen, häufig über eBay, sind <br />
<br />
* GAOtek<br />
* Hangzhou Jingce (JC)<br />
* Tonghui<br />
* Ypioneer<br />
* Jiangsu Lvyang<br />
<br />
Über deren Qualität hört man wenig oder gar nichts.<br />
<br />
=== PC-Oszilloskope ===<br />
==== PC-Zusätze ====<br />
===== Allgemeines & Beachtenswertes =====<br />
<br />
PC-Oszilloskope / PC-Zusätze sind im Prinzip digitale Speicheroszilloskope, mit der Besonderheit, dass sie die Daten nicht selbst anzeigen, sondern an einen PC übermitteln. Beim Kauf eines PC-Oszilloskops sollte man besonders vorsichtig sein, da viele Angebote irreführende Informationen enthalten. Sehr beliebt ist z.&nbsp;B. die Werbung mit der Analogbandbreite, also die Bandbreite die der Analogteil der Schaltung (Eingangsverstärker) verarbeiten kann. Wenn hier 100 MHz angegeben sind bedeutet das aber nicht, dass sich auch wirklich Signale bis 100 MHz darstellen lassen; wenn der Wandler nur mit 40 MS/s abtastet ist das Oszilloskop gerade noch bis 4 MHz verwendbar. Ebenso sollte man nur die Echtzeit- oder Realtime-Abtastrate beachten, eine manchmal ebenfalls angegebene "Äquivalent-Abtastrate" ist nur bei periodischen Signalen zu gebrauchen und damit im Umfeld von Mikrocontrollern meist wertlos.<br />
<br />
Die Wahl zwischen einem Tischoszilloskop und einem PC-Zusatz ist nicht nur eine Geld-, Leistungs- oder Qualitätsfrage. Ein Tischgerät lässt sich anders bedienen (echte Knöpfe, sicherer Stand) und belegt nicht den PC oder Laptop. Erfahrene Entwickler ziehen ein separates Gerät einem PC-Zusatz vor. Zum Teil ist dies eine Generationsfrage.<br />
<br />
Hinzu kommt, dass billige PC-Oszilloskope meist keine galvanische Trennung an ihrer USB-Schnittstelle besitzen. Ein Fehler bei einer Messung kann daher nicht nur das Oszilloskop, sondern gleich den PC mit beschädigen. Das gleiche Problem kann man übrigens auch bei einfachen Tischoszilloskopen mit PC-Schnittstelle haben. Allerdings kann man Tischgeräte auch ohne die PC-Verbindung betreiben, PC-Oszilloskope nicht.<br />
<br />
Gelegentlich wird geraten, das Oszilloskop, egal ob Tischgerät oder PC-Zusatz, immer über einen "self powered" USB-Hub (einer mit eigenem Netzteil) mit dem PC zu verbinden. Ob ein solcher Hub als Schutzmaßnahme geeignet ist, besonders zum Personenschutz, sei dahingestellt. Schaden sollte er nicht.<br />
<br />
Besonders zu beachten ist die PC-Software. Nicht nur, ob sie zum Zeitpunkt des Kaufs wenigstens grundsätzlichen Ansprüchen genügt, sondern auch, ob der Hersteller vermutlich willens und in der Lage ist, die Software über viele Jahre zu warten. Stichwort Investitionssicherheit. Ohne Wartung kann eine Inkompatibilität in der Software zum nächste Windows Service-Pack oder zur nächste Windows-Version das Gerät völlig entwerten.<br />
<br />
Leider ist es so, dass es fast keine freie [[Oszilloskop#Software|Oszilloskopsoftware]] gibt. Die Protokolle zwischen Oszilloskop-Vorsätzen und Computer sind meist proprietär, und selten hat sich ein Entwickler freier Software die Mühe gemacht, ein Protokoll zu entschlüsseln. Noch seltener ist es, dass auf dieser Basis eine brauchbare oder gar gute Software geschrieben wurde. So ist ein Ausweichen auf freie Software kaum möglich, sollte der Hersteller die Wartung aufgeben. Man ist im Normalfall auf Gedeih und Verderb dem Hersteller ausgeliefert.<br />
<br />
===== Vergleichstabelle PC-Zusätze =====<br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.<br />
<br />
Alle hier gelisteten Geräte haben einen USB-Anschluss.<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="pczusatzoszis" <br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:8em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.elandigitalsystems.com/support/usbtmfaq/software.php USBscope50]<br />
| Elan Digital Systems<br />
| 249<br />
| 1 (-4)<br />
| 50<br>1000<br />
| 10<br>75<br />
| 8<br />
| 3k<br />
| CAT II, 300V galv. Trennung zu USB, OpenSource SDK, Java, Linux, LabView<br />
|-<br />
| PicoScope 2104<br />
| Pico Technology<br />
| 180<br />
| 1<br />
| 50<br />
| 10<br />
| 8<br />
| 8K<br />
| Spektralanalyse und Voltmeter in Software.<br />
|-<br />
| PicoScope 2105<br />
| Pico Technology<br />
| 235<br />
| 1<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 24K<br />
| Spektralanalyse und Voltmeter in Software.<br />
|-<br />
| PicoScope 2204A<br />
| Pico Technology<br />
| 165<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 10<br />
| 8 - 12<br />
| 8K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2205A<br />
| Pico Technology<br />
| 255<br />
| 2<br />
| 200<br />
| 25<br />
| 8 - 12<br />
| 16K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2206A<br />
| Pico Technology<br />
| 429<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 50<br />
| 8 - 12<br />
| 32K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2207A<br />
| Pico Technology<br />
| 548<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 100<br />
| 8 - 12<br />
| 40K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| P 1280<br />
| Peaktech<br />
| 329<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 10M<br />
| USB und LAN Anschluss, 40V<sub>SS</sub> bei USB, 400V<sub>SS</sub> bei LAN<br />
|-<br />
| P 1285<br />
| Peaktech<br />
| 389<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 100<br />
| 8<br />
| 10M<br />
| USB und LAN Anschluss, 40V<sub>SS</sub> bei USB, 400V<sub>SS</sub> bei LAN<br />
|-<br />
| P 1290<br />
| Peaktech<br />
| 197<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 5k<br />
| 400V<sub>SS</sub> galv. Trennung zu USB<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=62 DSO-2090 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd.<br />
| 200<br />
| 2<br />
| 50<br>100<br />
| 40<br />
| 8<br />
| 32k<br>64k<br />
| Wenige Vorteile gegenüber einem Tischgerät. Analogbandbreite bei der Samplingrate nicht ausnutzbar. Kleiner Eingangsspannungsbereich. Unter diversen anderen Namen erhältlich.<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=63 DSO-2150 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd.<br />
| 200<br />
| 2<br />
| 150<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 10K<br>32K<br />
| .<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=64 DSO-2250 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd. <br />
| 220<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 100<br />
| 8<br />
| 10K-<br>512K<br />
| .<br />
|-<br />
| Mephisto Scope 1 (UM202)<br />
| Meilhaus<br />
| 333<br />
| 2<br />
| 1<br />
| 2<br />
| 16<br />
| 256K<br />
| 5 in 1,<br />
Oszilloskop,<br />
Logik-Analysator,<br />
Voltmeter,<br />
Datenlogger analog und digital,<br />
Digital-I/O<br />
|-<br />
| MSO-19<br />
| Link Instruments Inc.<br />
| 172<br />
| 1<br />
| 200<br />
| 60<br />
| ??<br />
| 1K<br />
|<br />
Oszilloskop,<br />
Logik-Analysator,<br />
Pattern Generator,<br />
TDR<br />
|-<br />
|VDS1022I<br />
|Owon<br />
| ca 80<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 5k<br />
| USB galv. getrennt, auch verkauft als Peaktech 1290?<br />
|}<br />
<br />
==== Soundkarten-Oszilloskope ====<br />
[[Bild:Soundoszi.JPG|thumb|right|300px|Soundkarten Oszilloskop]]<br />
Wem ein wirklich einfaches Oszilloskop für kleine Frequenzen (bis etwa 20 kHz) ausreicht, bspw. um die Kommunikation am I2C-Bus zu analysieren, kann dazu die Soundkarte des PC benutzen.<br />
Allerdings eignet sich eine Soundkarte nicht dazu, Gleichspannungen zu messen, zu niederfrequente Signale können daher nicht damit erfasst werden: Im Screenshot nebenan erkennt man das z.&nbsp;B. an der fallenden Gerade am Schluss (obwohl der tatsächliche Signalpegel konstant oben bleibt). Auch ist hier besondere Vorsicht geboten, da Soundkarten nur für geringe Spannungen ausgelegt sind und bei einer zu hohen Eingangsspannung möglicherweise der ganze PC beschädigt wird. Daher ist eine Vorschaltung mit Spannungsbegrenzung (ca 0,7V) nötig. <br />
<br />
Der Vorteil der Soundkartennutzung ist, dass es sich dank des PCs um eine Art Speicheroszilloskop handelt und die Daten zum Beispiel in Excel analysiert werden können.<br />
<br />
* [http://www.scheidig.de/Deutsch/Download/SpekOszi/info.htm Hardy u. Karola Scheidig] verschiedene Programme zum Messen mit der Soundkarte.<br />
* [http://www.sillanumsoft.org/ Visual Analyser] von Alfredo Accattatis und der University of Rome Tor Vergata, "Donateware" <br />
* [http://www.zeitnitz.de/Christian/scope_en Soundcard Oscilloscope für Windows] von Christian Zeitnitz, kostenlos für Privatanwendung<br />
* [http://www.qsl.net/dl4yhf/spectra1.html Spectrum Lab von DL4YHF]<br />
* [http://w5big.com/spectrogram.htm Spectrogram] von R.S. Horne, ältere Version kostenlos<br />
* [http://www.audiotester.de/ Audiotester 30-Tage-Version kostenlos]<br />
* [http://www.dasylab.com/ DasyLab] Eingeschränkte Version (Soundkarte und serielle Schnittstelle) als Beilage zum Buch "Signale-Prozesse-Systeme" ISBN 9783642018633<br />
* [http://www.zelscope.com/ Zelscope] von Constantin Zeldovich 14-Tage Evaluationsversion<br />
* [http://web222.webclient5.de/prj/VarEl/SndCrdAmp/ Sound Card Pre-Amp] Selbstbau-Vorverstärker für Sound-Karte von Dr. Thomas Redelberger<br />
* [http://www.dxzone.com/catalog/Software/Spectrum_analyzers/ Linksammlung]<br />
<br />
==== Grafikkarten-Oszilloskope ====<br />
Videokarten, die über einen analogen Input verfügen, stellen ebenfalls eine Alternative zu käuflichen Oszilloskopen dar, da sie 3kanalig Frequenzen bis rund 180 MHz verarbeiten können. Die digitale Auflösung liegt meist bei 8 Bit maximal, was für einfache Anzeigen jedoch reicht, wenn die Aussteuerung entsprechend ist. Durch Übersampeln lässt sich die Auflösung wie gehabt steigern, indem man z.B. 4 Werte softwareseitig zusammenfasst und damit 1 Bit an Auflösung gewinnt. Bei 16 Werten kann man 2 Bit erwarten und erhält eine Güte von ca. 10 Bit bei 10MHz.<br />
<br />
=== Selbstbau ===<br />
Der Selbstbau eines solchen Gerätes erspart (wie fast immer in solchen Fällen) kein Geld, sofern man nicht eine Spezialfunktion benötigt, die im Markt nicht beschaffbar ist. Der Spaß liegt also wieder im Bauen selbst.<br />
<br />
Es gibt diverse preiswerte Bausätze für Spielzeug-Oszilloskope. Die Ergebnisse nach dem Zusammenbau sind aber als Oszilloskop wenig brauchbar.<br />
<br />
Daneben findet man nur sehr wenige Selbstbau-Projekte deren Ergebnisse überzeugen. Einige interessante Projekte sind [http://www.mikrocontroller.net/topic/228997?goto=new#2308320]n und [http://www.ssalewski.de/DAD.html.de]. Dazu sei allerdings gesagt, dass der Aufwand an Material und Messmitteln schnell die Kosten für ein fertiges Oszilloskop überschreitet.<br />
<br />
=== Umbau ===<br />
Sofern man tatsächlich etwas benötigt, was nicht käuflich zu erwerben ist, kann der Kauf und Umbau eines vorhandenen Gerätes sinnvoll sein. <br />
<br />
Auf eBay werden immer noch die Oszilloskope der früheren Firma Wittig (heute Welec), wie zum Beispiel das W2012A, angeboten. Als Alternative zu der fehlerträchtigen Orginalfirmware ist mittlerweile eine Open-Source Variante verfügbar die kontinuierlich weiterentwickelt wird. Ebenfalls wird an Hardware Erweiterungen gearbeitet die die Qualität des Oszilloskops deutlich steigern. Wer sich nicht sicher ist ob das Gerät seinen Ansprüchen genügt sollte bei den Entwicklern nachfragen. [http://sourceforge.net/apps/trac/welecw2000a/wiki] Auch hier ist der Weg das Ziel.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
<br />
* [[AVR_Softwarepool#Oszilloskop|AVR Softwarepool: Oszilloskop]]<br />
* [[Einfaches Oszilloskop mit Bascom-AVR]]<br />
* [[USB_Oszilloskop]]<br />
* [[Logic_Analyzer]]<br />
* [[LCS-1M - Ein einfaches, preiswertes, mikrokontrollergesteuertes Zweikanal-Oszilloskop zum Selberbauen | LCS-1M]] ([[Picaxe]])<br />
* [[media:Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf | Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf]] (engl.)<br />
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/389844#4467981 Forumsbeitrag]: Bitte Tipp für ein einfaches Speicheroszilloskop<br />
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/205596?goto=5724370#5724370 Forumsbeitrag]: Selbstbauprojekt für optisch getrennten Tastkopf<br />
<br />
== Links & Literatur ==<br />
* [http://www.elektronikpraxis.vogel.de/index.cfm?pid=9681 Online-Dossier Grundlagen digitaler Oszilloskope. ] Veröffentlicht auf Elektronikpraxis online<br />
* [http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/XYZs/03W_8605_3.pdf XYZs of Oscilloscopes Primer]. Die Grundlagen digitaler Oszilloskope <br />
* [http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/ABCsProbes/60W_6053_9.pdf ABCs of Probes Primer]. Die Grundlagen von Tastköpfen<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/1?filter=oszi*+-oszillator Forum-Beiträge zum Thema Oszilloskop] (Kaufberatung, Anwendung)<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/3?filter=oszi*+-oszillator Beiträge im Markt-Forum]<br />
* [http://www.virtuelles-oszilloskop.de/ Ein virtuelles interaktives Oszilloskop] ala HAMEG HM203-6 20 MHz zum Üben (Seite auf [http://www.virtuelles-oszilloskop.com Englisch])<br />
* [http://www.eosystems.ro/eoscope/eoscope_en.htm Selbstbau-DSO 40MSPS]<br />
* [http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm Probing High-Speed Digital Designs], Originally published in [http://www.elecdesign.com/ Electronic Design Magazine], March, 1997<br />
* [http://hackedgadgets.com/2007/12/10/oscilloscope-tutorials/ Oscilloscope Tutorials] Linkliste bei hackedgadgets.com<br />
* [http://www.eevblog.com/2011/03/30/eevblog-159-oscilloscope-trigger-holdoff-tutorial/ EEVBlog #159] Videotutorial von Dave Jones zu '''Trigger Holdoff''', (engl.)<br />
* [http://www.all-about-test.info/spezial-oszilloskope.html/ Marktübersicht Spezial-Oszilloskope mit Hintergrundinfos]<br />
* [http://oscopes.info/market/2256-usb-oscilloscopes-product-overview-low-end/ Produktübersicht kostengünstige USB-Oszilloskope (englisch)]<br />
* [https://www.youtube.com/watch?v=kUU2afffAdE&list=PLMKxBlyAyypxuaI7pbfRkSryvTDef_Y1S&index=16 Video] von Bob Peace zum Thema Tastköpfe und High Speed Measurements (engl.)<br />
* [http://www.eevblog.com/forum/testgear/digital-oscilloscope-comparison-chart EEVBlog: "Digital Oscilloscope Chart" - Große Vergleichsliste gängiger Digitaloszilloskope (engl.)]<br />
* [http://www.cbtricks.com/miscellaneous/tech_publications/scope/sampling.pdf Sampling Oscilloscope Techniques], von Tektronix, engl.<br />
* Isolierte Tastköpfe mit LWL-Kopplung<br />
** [https://www.tek.com/isolated-measurement-systems# IsoVu Isolated Probes] von Tektronix, 200-1000MHz, 14.000-27.000 Euro<br />
** [https://teledynelecroy.com/probes/high-voltage-fiber-optically-isolated-probes High Voltage Fiber Optically-isolated Probes] von Teledyne LeCroy, 60MHz, ca. 3900 Euro bei RS [https://de.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/1368330/ 136-8330]<br />
** [https://www.langer-emv.de/en/category/analog/60 Optical fibre cable probes] vom Langer EMV mit 25, 500 und 5000kHz Bandbreite, ca. 1000 Euro<br />
** [https://hackaday.io/project/12231-fiber-optic-isolated-voltage-probe Fiber Optic Isolated Voltage Probe] bei Hackaday, Selbstbauprojekt, 30MHz, ca. 50$<br />
<br />
== Software ==<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/167705#1602827 WinXP Software für OsziFox/ProbeScope] von Micha B. (chameo)<br />
<br />
* [http://users.physik.fu-berlin.de/~jtt/fsc2.phtml fsc2] is a program running under GNU/Linux for controlling spectrometers. Supported devices include digitizing oscilloscopes too:<br />
** Tektronix Digitizing Oscilloscope TDS520, TDS520A, TDS520C, TDS540, TDS744A and TDS754A<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope 9400, 9410, 9420, 9424, 9424e and 9450(A)<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope Waverunner and Waverunner-2 (LT224, LT 262, LT264, LT342, LT344, LT354, LT362, LT364, LT372, LT374, LT584, 44(M)Xi, 62X1, 64(M)Xi, 104(M)Xi, 204(M)Xi)<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope WaveSurfer (422, 424, 432, 434, 452 and 454)<br />
<br />
* [http://xoscope.sourceforge.net/ xoscope, oscope] is a digital oscilloscope using input from a sound card or EsounD and/or a ProbeScope/osziFOX and Bitscope hardware. Includes 8 signal displays, variable time scale, math,memory, measurements, and file save/load. (Linux, GPL)<br />
<br />
* [http://www.mtoussaint.de/qtdso.html QtDSO] is a frontend for the Velleman PCS64i digital oscilloscope (Anm.: Velleman nicht mehr unterstützt) It provides a fully featured oscillocope mode (including XY plot and math) and a highly configurable spectrum analyzer mode. Für '''Digitalmultimeter''' gibt es vom gleichen Autor [http://www.mtoussaint.de/qtdmm.html QtDMM] und [http://www.mtoussaint.de/qtdmm2.html QtDMM2].<br />
<br />
* [http://www.eig.ch/fr/laboratoires/systemes-numeriques/projets/osqoop-l-oscilloscope-libre/index.html Osqoop] est un oscilloscope logiciel sous licence libre. Il permet de travailler sur un nombre arbitraire de canaux et des acquisitions de longue durée. Wiki description: [http://gitorious.org/osqoop Osqoop] is a multi-platform open source software oscilloscope based on Qt 4. It connects to various hardware data sources such as the sound input or a dedicated USB board.<br />
<br />
*[http://code.google.com/p/gds2000tools/ gds2000tools] ist eine Linux-Software für GW-Instek GDS-2000 und andere GW-Instek Oszilloskope.<br />
<br />
* [https://code.google.com/p/xoscillo/ Xoscillo] - A software oscilloscope that acquires data using an Arduino or a Parallax (more platforms to come). (Lizenz: CC-BY-NC-SA 3.0; Windows and Linux (needs mono))<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/oscope2100/ Oscope 2100] Linux software für Hantek DSO-2100.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/openhantek/ OpenHantek] Linux Software für Hantek (Voltcraft/Darkwire/Protek/Acetech) DSO-2090.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/dsoda/ Digital Soda] DSO-2250 Software.<br />
<br />
* [http://owondriver.sourceforge.net/ Owon Driver, Ownon Dump] Linux-Treiber für Owon-Oszilloskope.<br />
<br />
* [http://sdaaubckp.sourceforge.net/attenload/ Attenload] Linux - fetch data from Atten oscilloscopes via USB<br />
<br />
* [http://www.ant.uni-bremen.de/whomes/rinas/agiload/ Agiload] Linux - fetch data and screenshots from Agilent 5462x oscilloscopes - RS232<br />
<br />
* [http://foss.doredevelopment.dk/wiki/Lxi-control Lxi-Control] Kommandozeilen-Applikation zur Fernsteuerung von Geräten mit LXI-Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://gpib-utils.sourceforge.net/ gpib-util] Linux Kommandozeilen-Applikation, unterstützt diverse Oszilloskope (und andere Geräte) mit GPIB-Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://optics.eee.nottingham.ac.uk/vxi11/ VXI11] Bibliothek und Programme für Geräte mit VXI-11 Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/wfmreader/ Linux WFM Datenformat-Leser].<br />
<br />
* [http://sigrok.org/ ''sigrok'' Open Source Signal Analysis Software Suite]<br />
<br />
=== Datenauswertung ===<br />
<br />
Bei Oszilloskopen (DSOs), die es erlauben, die gemessenen Daten zu einem PC zu übertragen, kann man die Messwerte auf dem PC weiter auswerten. Zum Beispiel ein Signal demodulieren, filtern oder dekodieren. Grundsätzlich ist die Auswertung in jeder Programmiersprache möglich. Programmiersprachen für numerische Berechnungen eignen sich jedoch besonders.<br />
<br />
* [http://www.sigrok.org Sigrok] eine open source tool zur Ansteuerung und Auswertung von u.a. digitalen USB-Oszilloskopen<br />
<br />
* [http://www.mathworks.com Matlab] und Freie Alternativen wie [http://www.scilab.org/ SciLab] oder [http://www.gnu.org/software/octave/ GNU Octave]<br />
<br />
* [http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/?term=Oscilloscope Matlabcentral Fileexchange, Suche nach ''Oscilloscope''] Auf Matlabcentral Fileexchange finden sich auch MatLab Lese- und Auswertungsfunktionen für diverse Oszilloskope. Hinweis: Die von MatLab für die Kommunikation mit einem Oszilloskop verwendeten Toolboxen und Funktionen dürfen aufgrund der Matlabcentral Lizenz nicht mit freien Alternativen verwendet werden. [http://wiki.octave.org/FAQ#Why_can.27t_I_use_code_from_File_Exchange_in_Octave.3F_It.27s_released_under_a_BSD_license.21 siehe GNU OCtave FAQ]<br />
<br />
* [http://octave.sourceforge.net/instrument-control/ Octave-Forge instrument-control] für die Kommunikation mit diversen Geräten wie z.B. LXI-compatible Agilent, LeCroy or Tektronix Oszilloskope über VXI11. Außerdem UART, I2C, GPIB usw.<br />
<br />
* Eines Ingenieurs angeblich unwürdig<ref>Es ist sehr einfach Fehler in Tabellenkalkulationen zu machen, die typischerweise lange unentdeckt bleiben. [http://www.eusprig.org/ Untersuchungen] haben gezeigt, dass bereits dann bis zu 90% aller Tabellenkalkulationsblätter fehlerhaft sind, wenn es nur um einfache mathematische Grundoperationen (Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren, Dividieren) geht.</ref> sind Microsoft Excel oder andere Tabellenkalkulationen. Trotzdem sind sie zur Datenauswertung populär und auch geeignet, wenn sie richtig gehandhabt werden.<br />
<br />
== Fußnoten ==<br />
<references /><br />
<br />
[[Category:Grundlagen]]<br />
[[Category:Oszilloskope und Analyzer| ]]</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=Oszilloskop&diff=104839Oszilloskop2021-11-29T16:38:32Z<p>Technick2: /* Vergleichstabelle digitale Tischoszilloskope */ siglent oben beworben</p>
<hr />
<div>Ein '''Oszilloskop''' dient zur grafischen Darstellung des Spannungsverlaufs eines oder mehrerer elektrischer Signale in einem einstellbaren Zeitfenster. Es ist das wichtigste Werkzeug der Elektrotechniker.<br />
<br />
== Anfragen bezüglich Kaufberatung im Forum ==<br />
<br />
=== Kritik an den Anfragen ===<br />
Im Forum finden sich regelmäßig Anfragen nach individueller Beratung zum Oszilloskopkauf. Die Anzahl solcher Oszilloskop-Threads hat schon lange die 1000 überschritten. Sie sind langweilig, eine Qual und oft unnütz - besonders dann, wenn sich der Fragesteller offenbar nicht mit den Grundlagen eines Oszilloskops und den wichtigsten Kennzahlen bekanntgemacht hat oder nicht einmal weiß, was er überhaupt messen will. Auch, wenn ein Fragesteller ein paar Grundlagen besitzt, hat er anscheinend meistens keine Lust, verständlich darzustellen, was er genau will und lässt sich stattdessen umständlich befragen.<br />
<br />
Den meisten regelmäßigen Forumbenutzern ist daher gründlich die Lust an Oszilloskop-Threads vergangen. Dort "diskutieren" eigentlich nur noch Trolle und anonyme Gäste, die oft genug nur Werbung über Billigangebote über die x-te Ausgabe einer billigen, als Oszilloskop bezeichneten Plastikkiste, einem super tollen eBay-Schnäppchen oder angeblicher asiatischer Wundertüten.<br />
<br />
==== Links für Anfänger ====<br />
Wer sich ernsthafte Beratung wünscht und eine "sanfte" Einführung in das Thema sucht, kann sich die englischsprachige YouTube-Videos von AfroTechMods anschauen:<br />
<br />
[http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/oscilloscope-tutorials/ http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/oscilloscope-tutorials]<br />
<br />
Dazu passt auch sein Tutorial über Funktionsgeneratoren:<br />
[http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/function-generator-tutorial/ http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/function-generator-tutorial].<br />
<br />
Eine gute Einführung bilden auch zwei Videotutorials der Technischen Universität Graz. Im [https://youtu.be/UzpBQq2X9aA ersten Tutorial (https://youtu.be/UzpBQq2X9aA)] werden die grundlegenden Bedienelemente, als auch Themen wie Skalierung, Offset, Kopplung und Trigger behandelt. Im [https://youtu.be/jiRPqGFmNiI zweiten Tutorial (https://youtu.be/jiRPqGFmNiI)] geht es um Tastköpfe, den XY Modus, die Single Shot Funktion, Mathematik- und Messfunktionen, sowie Cursors.<br />
<br />
===Maßgeschneidert?===<br />
Besonders die immer wiederkehrende Forderung, dass es unbedingt das maßgeschneiderte Oszilloskop zum Superpreis genau für den Fragesteller geben muss, ist sinnlos. Wer mit diesem Anspruch kommt, der wird enttäuscht werden. Das gibt es nicht, und gute Oszilloskope kosten Geld, da qualitativ hochwertige Geräte keine Massenware sind. Lediglich billige Geräte werden in grosser Zahl hergestellt und sind entsprechend preiswert, diese sind jedoch für anspruchsvolle Anwender meist untauglich, da genau an den wichtigen Dingen gespart und nur auf Optik gesetzt wird.<br />
<br />
=== Gebrauchte Oszilloskope ===<br />
Wer wenig Erfahrung mit Elektronikreparaturen hat, sollte sehr vorsichtig sein und den Markt gut beobachten.<br />
<br />
Bei Gebrauchtware gibts stets das Risiko, ein defektes oder verbasteltes Gerät von Privat zu erwerben, deshalb sollte sich ein Käufer vorher die Rückgabemöglichkeit schriftlich zusichern lassen. Vom Kauf auf reinen Kleinanzeigenplattformen, wo der Verkäufer keinerlei Identitätsprüfung unterzogen wird, ist immer abzuraten.<br />
<br />
Vorsicht ist auch bei gewieften Formulierungen geboten, die einen Totalschaden nur umschreiben, so wie z.B. "Dachbodenfund", "Keine Ahnung davon", "Keine Möglichkeit zu testen" oder "Funktioniert, aber aus rechtlichen Gründen (Garantie) als defekt für Bastler". <br />
<br />
Häufig sind angebotene Geräte auch ehemalige "Fernseh"-Oszis, d.h. sie stammen aus der Zeit, als noch Bildröhren-TVs repariert wurden. Ihr Einsatzbereich endet i.d.R. bei mit 10-20 Mhz Bandbreite, mehr war zur TV-Reparatur nicht notwendig. Solche Geräte sind heutzutage kaum brauchbar wenn man einmal mehr als NF und niedere HF untersuchen will.<br />
<br />
Es gibt kaum einen Markt für Topgeräte. Gute gebrauchte Geräte gibt es z.B. auf Fachbörsen für Funk und Elektronik, auch geben professionelle Gebrauchthändler Gewährleistung oder Garantie - allerdings oft zu derart überhöhten Preisen, dass ein Neukauf attraktiver ist.<br />
<br />
Will man wirklich ein geeignetes Gebrauchtgerät finden, so muß man vorher seine Anforderungen formulieren:<br />
<br />
* Welche Signale werde ich untersuchen? Die höchste denkbare Frequenz *3 bestimmt die Bandbreite<br />
* Wieviele Kanäle brauche ich? Selbst ein I2c benötigt zwei Kanäle zur Beobachtung, ein SPI mindestens 3.<br />
* Muß ich Messungen dokumentieren? Nein, dann reicht ein vielleicht ein gebrauchtes HP 54xxx, sehr gute Geräte gehen bis 4 Kanäle, 500MHz Bandbreite und 1Gs/s. Ja, dann sollte eine USB- (Treiber aktuell verfügbar?) oder LAN-Schnittstelle existieren.<br />
<br />
Historische Exportmöglichkeiten wie RS232-Schnittstelle oder Floppy-Drive sollte man sich aber nur antun, wenn man wirklich sicher ist, auch in 5 Jahren diese noch verwenden zu können.<br />
<br />
Mit den entsprechenden Kenntnissen und Erfahrung konnten aber schon viele Geräte wiederbelebt werden.<br />
<br />
=== Erfahrungen? ===<br />
Eine Vorgehensweise, von der man auch abraten muss, ist die Frage nach Erfahrungen anderer Mitglieder! Die meisten Antworten kommen von Trollen und Posern, die eigentlich keine Ahnung haben. Die einen wollen als anonymer Gast mal wieder trollen, die anderen wollen nur mitteilen, dass Funkamateure sowieso die besseren Menschen sind. Andere wiederum haben "zufällig" gerade *das* richtige Oszilloskop zu verkaufen. Dann gibt es noch die, die sich ihr eigenes Oszilloskop schönreden wollen, ihren Vorurteilen oder ihrem Fetisch frönen. Zum Beispiel<br />
<br />
* ''Kauf ja kein Gerät aus Asien!''<br />
* ''Unter LeCroy|Agilent|Yokogawa|Tektronix geht gar nichts!''<br />
* ''Nur Gebrauchtgeräte lohnen sich!''<br />
<br />
Hinweise wie ''mein vor 30 Jahren gekauftes Markengerät funktioniert noch heute tadellos'' sind ebenfalls ziemlich sinnlos. Der Hersteller wird dieses Gerät gar nicht mehr anbieten und er wird schon gar nicht mehr mit der gleichen Qualität fertigen, wie vor 30 Jahren. Dazu ist der Kostendruck zu hoch und Technologien haben sich geändert. Selten sind die neuen Technologien heute so robust, wie die vor 30 Jahren.<br />
<br />
Als Unerfahrener kann man daher aus den Antworten nicht herauslesen, ob sie wirklich auf Erfahrung beruhen. Man braucht also gewissermassen selbst Erfahrung, um die Erfahrungsberichte anderer richtig einzuordnen.<br />
<br />
Ein anderer Aspekt aus alten Threads ist, dass viele Fragesteller die Erfahrungen gar nicht zur Kenntnis nehmen wollen, wenn sie der eigenen Wunschvorstellung widersprechen. So etwas nennt man beratungsresistent. Da stellt sich schon mal heraus, dass der Fragesteller schon längst ein Gerät bestellt hat und jetzt gebauchpinselt werden will. Eine Zeitverschwendung für alle.<br />
<br />
Erfahrungen mit eigenen Geräten lassen bedingt den Schluss zu, welche<br />
Marken grundsätzlich empfehlenswert sind, weil dort gegebenenfalls mehr auf Qualität geachtet wird.<br />
<br />
=== Zusatzkosten beim Kauf im Ausland ===<br />
<br />
Siehe Hauptartikel [[Zoll und Abgaben]].<br />
<br />
Beim Kauf eines scheinbar preisgünstigen Gerätes im Ausland ist zu beachten, dass hier neben Versandkosten noch [[Zoll und Abgaben]] fällig werden. Ein ''PC-basierten Messinstrument mit Oszilloskopfunktion'' für US$ 719,- aus Taiwan kostet dann letztendlich 875,- €, die sich so zusammensetzen:<br />
* Umrechnung in Euro (und Zollveranschlagung): 650,- €<br />
* Umsatzsteuer: 123,- €<br />
* Zollgebühren: 60,- €<br />
* Versand und Bankgebühren: 44,- €<br />
<br />
Der Preis unterscheidet sich am Ende kaum noch vom dem des lokalen Händlers. Aber der gibt auch noch Garantie, so dass ein Defekt nicht zum Totalverlust wird.<br />
<br />
===Spielzeuge aller Art===<br />
[[Datei:Karikatur oscilloscope sale.jpg|thumb|left|240px|Preisgünstiges "Spitzenoszilloskop" 5Gs]]<br />
Vor allem auf online-Börsen tauchen in jüngster Zeit immer öfter seltsam günstige Geräte auf: Offensichtlich scheint es gerade Mode zu sein, einen schwachbrüstigen Analog-Digital-Konverter hinter eine eher zufällig gewählte, krumme analoge Eingangsschaltung zu klemmen und an einen Mikrocontroller mit Grafik-LCD anzuschließen, um es als digitales Speicheroszilloskop (DSO) zum Sonderpreis zu verkaufen. <br />
<br />
Je nach Hersteller wird so ein Gerät komplett ohne Gehäuse geliefert, was mit Hinblick auf die Funktion und auch die Sicherheit sehr fragwürdig ist, oder es kommt in einem lustig aufgemachten Plastikgehäuse in MP3-Player-Format daher, das auch keine großartige Isolation bietet. Hinzu kommen Eindruck-schindende Namen und Logos, die Modernität und Qualität suggerieren sollen, oft noch unterstrichen durch die Assoziierung mit Open-Source und pseudo-Hacker / Maker Bewegungen.<br />
{{Absatz}}<br />
<br />
Im Vergleich zu richtigen Oszilloskopen sind dies leider nur Spielzeuge - Unsichere Spielzeuge! Es nervt auch, diese Dinger immer wieder im Forum des Besten "seit der Erfindung von geschnitten Brot" vorgestellt zu bekommen. Ein Blick auf die technischen Daten dieser "Oszilloskope" (sofern die Daten überhaupt angegeben werden) reicht nämlich, um festzustellen, dass man ein Spielzeug vor sich hat. Schön für den, der spielen will, schlecht für den, der sicher messen will.<br />
<br />
Ebenso verrät ein Blick auf die Schaltung des Analogeingangs, ob man Qualität vor sich hat. Fehlende Spannungsfestigkeit und fehlende Frequenzkompensation des Eingangsverstärkers sind sichere Zeichen für Schund. Wenn es eine Verbindung zum PC gibt, aber diese nicht isoliert ist, ist das ein weiteres Zeichen für Scheinqualität.<br />
<br />
In [http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/GW_Instek_GDS-1152A.pdf] kann man das Innenleben eines richtigen DSO bewundern. Man vergleiche dies mit den Innenleben der Spielzeug-"DSO"s.<br />
<br />
Ein anderes, sicheres Zeichen eines Spielzeug-"DSOs" ist es, wenn irgendein Ding aus Abgreifklemmen und Klinkenstecker als "Tastkopf" mitgeliefert wird oder die Buchse für den Tastkopf aus einer Klinkenbuchse oder ähnlicher Niederfrequenz-Anschlusstechnik besteht.<br />
<br />
Auffällig ist bei diesen Spielzeugen auch, dass sie vehement von typischen Fanboys verteidigt werden. Nicht mit technischem Argumenten, sondern mit Aussagen wie "aber ist billig", "aber ist cool", "aber enthält doch einen Arduino".<br />
<br />
Wer ein Oszilloskop haben möchte, mit dem man wirklich messen kann, sollte sich das Geld für ein Spielzeug-"DSO" sparen.<br />
<br />
== Funktion von Oszilloskopen ==<br />
=== Was wird gemessen? ===<br />
Oszilloskope zeigen oft einen Spannungsverlauf über einen kurzen, für das menschliche Auge in Realzeit nicht erfassbaren Zeitraum an. Je hochwertiger das Oszilloskop, desto kürzer ist dieser Zeitraum, beziehungsweise desto schneller darf sich das Signal ändern. Spitzengeräte können Perioden von wenigen Nanosekunden im gesamten sichtbaren Bildbereich darstellen, in welchem auch noch in Teilabschnitte hineingezoomt werden kann. Maßgeblich ist dafür ein manuell oder automatisch erzeugter Startzeitpunkt, der sogenannten Trigger. <br />
<br />
Mitunter werden aber auch sich sehr langsam ändernde Spannungsverläufe gezielt angezeigt, um Veränderungen von einem Trigger zum nächsten zusammenfassend darstellen zu können. Durch das Überschreiben der Kurven sind auch geringste Änderungen gut erkennbar. Die Darstellung ist der bei Herzmonitoren vergleichbar.<br />
<br />
Andere Größen, zum Beispiel Ströme, Drücke und Magnetfelder lassen sich anzeigen, wenn man zusätzlich entsprechende Wandler einsetzt, um aus den Größen zuvor eine Spannung zu erzeugen.<br />
<br />
=== Was wird dargestellt? ===<br />
<br />
Den Eingang für eine Spannung bezeichnet man bei einem Oszilloskop als Kanal. Die an den Kanälen anliegenden Spannungen können einzeln oder gemeinsam angezeigt werden. Bei Mehrkanal-Oszilloskopen kann man üblicherweise auch eine Spannung über eine Spannung darstellen (XY-Modus), womit Übertragungskennlinien von Bauteilen dargestellt werden können.<br />
<br />
Zusätzlich bieten moderne Oszilloskope die Möglichkeit, sich gewisse Kenngrößen der Spannungsverläufe anzeigen zu lassen. Gängige Werte sind zum Beispiel die Anzeige von Spitzenspannung und Effektivwert einer Spannung, Frequenz/Periodendauer, Anstiegs- und Abfallzeiten, Tastverhältnis und so weiter. Darüber hinaus bieten gute Oszilloskope Positionsmarken (Cursor), mit denen man, durch eine Linie dargestellt, auf dem Bildschirm Positionen im Spannungsverlauf markieren kann. Zur Position zugehörige Werte (Zeit oder Spannung), sowie die Differenz dieser Werte zwischen zwei Positionsmarken können abgelesen werden.<br />
<br />
Besonders [[#Digitale_Tischoszilloskope|digitale Oszilloskope]] können relativ viele unterschiedliche Kenngrößen anzeigen, da sich viele dieser Größen mit einfachen Algorithmen aus den vom Oszilloskop im Speicher erfassten Daten berechnen lassen. Ebenso sind einfache mathematische Operationen möglich, etwa eine diskrete Fourier-Transformation oder die Summe oder Differenz der Spannungsverläufe von zwei Kanälen. Oszilloskope der Oberklasse bieten darüber hinaus ausgeklügelte Möglichkeiten der Signalanalyse. <br />
<br />
Für spezielle Anwendungen finden sich in manchen Oszilloskopen besondere Messfunktionen. Zum Beispiel go/no-go (heißt meistens pass/fail) Messungen, mit denen eine Spannungsverlauf mit einem vorgegebenen Verlauf verglichen wird. Entspricht der Spannungsverlauf hinreichend dem vorgegebenen Verlauf wird ein "go" (oder pass = alles ist OK) Signal über einen externen Ausgang ausgegeben. Weicht der Verlauf zu stark ab ein "no go" (fail = Spannung stimmt nicht) Signal.<br />
<br />
Bereits in der Unterklasse digitaler Oszilloskope ist heutzutage eine PC-Schnittstelle üblich. Beim Kauf sollte man darauf achten, dass das Protokoll der Schnittstelle dokumentiert ist. Sonst ist man auf proprietäre PC-Software des Herstellers angewiesen. Bei Oszilloskopen der Unterklasse wird zwar häufig kostenlos PC-Software mitgeliefert, doch leider sind diese Programme durchgehend von erschreckend schlechter Qualität. Bei Oszilloskopen der Oberklasse lassen sich die Hersteller ihre PC-Software gerne zusätzlich sehr teuer bezahlen.<br />
<br />
== Analoge Oszilloskope ==<br />
=== Allgemeines ===<br />
[[Bild:Oszilloskop.png|thumb|right|300px|Hybrides Analog/Digital Oszilloskop]]<br />
Bei analogen Oszilloskopen wird das darzustellende Signal nach der Verstärkung direkt zur Ablenkung eines Elektronenstrahls verwendet.<br />
<br />
Brauchbare analoge Oszilloskope findet man oft schon für ca. 50 Euro bei Online-Auktionen und Kleinanzeigenmärkten. Für 200-400 Euro bekommt man dort recht gute Profigeräte<ref>Ein Gerät, welches mit dem Attribut ''Profigerät'' beworben wird, ist normalerweise keins.</ref> mit 60-200 MHz Bandbreite. Brauchbare Neugeräte fangen bei 600 Euro an. Der Oszilloskopmarkt wird von einigen wenigen Marken dominiert. Im höherpreisigen Segment sind es vor allem Keysight (HP /Agilent) und Tektronix, sowie Yokogawa und Lecroy. HAMEG (inzwischen in Rohde & Schwarz integriert) ist vor allem im mittleren Segment (500-1500 Euro) weit verbreitet. Man findet sie oft in Schule und Ausbildung. Preislich darunter finden sich diverse asiatische oder gelegentlich noch osteuropäische Hersteller von Analogoszilloskopen. Häufig treten diese Hersteller nicht unter eigenem Namen auf, sondern bieten ihre Geräte als OEM-Produkte an. <br />
<br />
Ganz einfache Geräte verfügen nur über einen Kanal<ref>Es gibt, beziehungsweise gab, nochmals einfachere Geräte, nämlich solche ohne Trigger. Die Zeiten solcher Gerät sind allerdings seit rund 50 Jahren vorbei. Daher sollte man den fehlenden Trigger nur bei historischen Gebrauchtgeräten finden.</ref>. Damit ist es nicht möglich, zwei Signale in zeitliche Beziehung zu setzen. Dies ist jedoch oft wichtig. Deshalb verfügen heutzutage auch einfache Geräte meist über zwei Kanäle.<br />
<br />
=== Bandbreite ===<br />
<br />
Die '''Bandbreite''' gibt darüber Auskunft, welche maximale Signalfrequenz das Oszilloskop noch verarbeiten kann. Bei der angegebenen Bandgrenze fällt die Verstärkung des Oszilloskops um 3dB ab, ein Sinussignal wird dann nur noch mit ca. 70% der wahren Amplitude angezeigt. Um Signalverläufe noch vernünftig interpretieren zu können, kann man grob sagen, dass man Signale bis 1/10 der Bandbreite gut dargestellt bekommt. Ein Rechtecksignal nahe der Bandgrenze würde z.&nbsp;B. nur noch als verschobener Sinus dargestellt werden <ref>Häufig wird von Anfängern bei der Bandbreitenbetrachtung vergessen, dass ein Rechtecksignal aus einer theoretisch unendlichen Summe von Signalen der Frequenzen f, 3 * f, 5 * f ... besteht. Für eine vernünftige Darstellung eines Rechtecksignals sollte die Oszilloskopbandbreite so groß sein, dass zumindest die ersten Oberwellen nicht gedämpft werden. Aus dieser Betrachtung ergeben sich Faustformeln, wie die, dass die Bandbreite eines Oszilloskops zehnmal (oder dreimal, oder fünfmal, je nachdem wie genau man messen möchte) größer sein sollte, wie die Grundfrequenz des Rechtecks.</ref>.<br />
<br />
Beim Messen von Digitalsignalen ist man meist an der '''Anstiegszeit''' interessiert. Die Anstiegszeit gibt an, wie lange ein Signal von 10-90% benötigt. Die Anstiegszeit des Oszilloskops gibt an, welche Anstiegszeit dargestellt wird, wenn man ein nahezu ideales Rechtecksignal mit annähernd Null Anstiegszeit anlegen würde. Man kann die Anstiegszeit direkt aus der Bandbreite berechnen.<br />
<br />
<math>t_{Osc} = \frac{0.35}{B}</math><br />
<br />
* <math>\!\, t_{Osc}</math> : Anstiegszeit des Oszilloskops in Sekunden (s)<br />
* <math>\!\, B</math> : Bandbreite in Hertz (Hz)<br />
<br />
Legt man ein reales Rechtecksignal an das Oszilloskop an, dann wird die Anzeige umso mehr verfälscht, je näher die Anstiegszeit des Eingangssignals der Anstiegszeit des Oszilloskops kommt. Dabei gilt folgender Zusammenhang.<br />
<br />
<math>t_S = \sqrt{t_{ges}^2-t_{Osc}^2}</math><br />
<br />
* <math>\!\, t_S</math>: Anstiegszeit des Eingangssignals<br />
* <math>\!\, t_{ges}</math>: Angezeigte Anstiegszeit auf dem Oszilloskop<br />
* <math>\!\, t_{Osc}</math>: Anstiegszeit des Oszilloskops<br />
<br />
Bei analogen Oszilloskopen ist die Bandbreite gegeben durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkers sowie die Signaldarstellung, also die Qualität des Ablenkverstärkers.<br />
<br />
=== Tastköpfe richtig benutzen ===<br />
<br />
Wenn man wirklich schnelle Signale messen will, spielt auch die Bandbreite des verwendeten Tastkopfes eine wichtige Rolle. Näheres dazu findet man [http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm hier]. Aber der beste Tastkopf nützt nichts, wenn man ihn falsch anschließt. Für schnelle Messung jenseits von ein paar MHz nutzt man praktisch immer 10:1 Tastköpfe mit 10 MOhm Eingangswiderstand und ca. 8-15pF Eingangskapazität. Je nach Typ erreicht man damit Bandbreiten von 100-500MHz. Danach muss man aber auch den Tastkopf richtig anschließen. Der mitgelieferte Masseanschluß mit Krokodilklemme ist zwar praktisch, für viele hochfrequente Messungen aber unbrauchbar. Ein Rechtecksignal damit zu messen ergibt dann oft starke Überschwinger, welche real aber gar nicht vorhanden sind, sondern durch die zu lange, induktive Masseleitung im Zusammenspiel mit der Eingangskapazität verursacht werden. Das sieht man z.B. [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975754 hier], den Messaufbau sieht man [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975896 hier].<br />
<br />
Für saubere, hochfrequente Messungen muss man die Masseanbindung so kurz wie möglich machen. Dafür haben die Tastköpfe oft ein kleines Zusatzteil, eine Massefeder, beigelegt (engl. [http://www.mikrocontroller.net/attachment/27280/groundspring.png ground spring]). Damit kann man die Masse auf kürzestem Wege anschließen und erhält ein sauberes Messergebnis wie man in diesem [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975931 Forumsbeitrag] sieht. Eine sehr gute Einführung zum Thema Tastköpfe und deren richtige Nutzung gibt es [[media:Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf | hier]] von [http://www.tek.com Tektronix] (engl.). Das gilt auch für stark gestörte Umgebungen, wie z.B. in einem Schaltnetzteil. Die Grundfrequenzen sind relativ niedrig, so im Bereich 50-1000 kHz, die Schaltflanken sind aber meist recht schnell, im Bereich von 10-500ns. Die dabei geschalteten hohen Ströme und Spannungen erzeugen starke magnetische und elektrische Wechselfelder, welche sehr gern und einfach in Tastköpfe einkoppeln. Um zu prüfen, ob ein Signal echt oder nur eine eingekoppelte Störung ist, macht man eine 0V Messung. D.h. man legt die Tastkopfspitze auf Masse (GND), ohne den mechanischen Aufbau nennenswert zu verändern. Wenn keine Störung einkoppelt, mißt man erwartungsgemäß 0V, alles andere sind eingekoppelte Störungen. Diese muss man durch eine verbesserte Tastkopfanbindung minimieren (Massefeder, anderer Massepunkt, Abschirmung, Klappferrite auf Tastkopfleitung am Oszi gegen Gleichtaktstörungen etc.) Eine Massefeder bzw. das passende Gegenstück für die Spitze des Tastkopfes kann man sich leicht aus 0,5mm Blankdraht selber wicklen, wie man auf diesem [https://www.mikrocontroller.net/attachment/410800/Tastkopf.jpg Bild] sieht. Die vollprofessionelle Version davon sind einlötbare [https://www.mikrocontroller.net/attachment/412457/socket.jpeg Sockel], in welche der Tastkopf gesteckt werden kann. Diese haben durch ihren koaxialen Aufbau noch bessere Schirmwirkung und HF-Eigenschaften.<br />
<br />
Wenn es dann in den Bereich 100MHz++ geht, wird man schnell auf einen aktiven Tastkopf oder einen passiven Z0-Tastkopf wechseln wollen. Warum das so ist, ist in diesem [http://www.signalintegrity.com/Pubs/straight/probes.htm Artikel] (engl.) erklärt.<br />
<br />
===Terminierung bei DC-Messung===<br />
Schliesst man an den hochomigen Messeingang eines Oszilloskopes eine Koaxialleitung mit 50 Ohm Impedanz direkt an, um irgendwo direkt zu messen, so muss diese möglichst dicht am Oszilloskop mit 50 Ohm terminiert werden, um Reflexionen und Phantomsignale zu vermeiden. Wird aber direkt mit 50 Ohm terminiert, so führt das zu einer starken Belastung der Quelle und des Terminierungswiderstandes. Insbesondere dann, wenn man z.B. auf einem DC-Pegel eine Welligkeit messen möchte. Die Gleichspannung liegt in diesem Falle direkt am Terminierungswiderstand an. Das ist oft nicht tolerierbar, da dann ein u.U. hoher Gleichstrom durch den Widerstand abfließt, die Quelle belastet und selber heiß wird.. Aus diesem Grunde muss der Terminierungswiderstand mit einem schnellen, keramischen Kondensator entkoppelt werden. Siehe Bild.<br />
[[Bild:DC-Messadapter.svg|thumb|300px|DC-Messadapter mit 50 Ohm Terminierung]]<br />
Achtung, die Anordnung hat einen Frequenzgang. Es ist gegebenenfalls zu überlegen, ob der Frequenzgang noch toleriert werden kann. Gegebenenfalls ist der Kondensator entsprechend zu ändern. Auf ausreichende Spannungsfestigkeit achten!<br />
An den 4mm Klemmen kann über einen 2k2 ohm Widerstand ein Digitalmultimeter angeschlossen werden. Der 2k2 Widerstand beeinflusst die Messung mit einem hochomigen Digitalmultimeter fast nicht, verhindert aber das verstärkte Einkoppeln von Störungen über die Messleitungen in das Oszilloskop.<br />
<br />
Eine Platine für eine solche kapazitiv entkoppelte 50 Ohm Terminierung als [http://www.mikrocontroller.net/articles/KiCAD KiCad] Projekt findet sich hier: [[Media:DC-50Ohm_Terminierung_RevE_25Mar2015.zip]] Gerber Files und ein Schaltplan in PDF sind im Projekt vorhanden, es kann also auch ohne KiCad verwendet werden.<br />
<br />
=== Triggerung ===<br />
<br />
Oszilloskope unterscheiden sich oft stark in den Triggerungsmöglichkeiten. Bei guten Geräten kann man z.&nbsp;B. die Triggerung variabel verzögern. Erst dadurch wird es möglich, dass man sich Signale genauer anschauen kann, die zeitlich weit hinter einem Triggerereignis kommen. Eine weitere Funktion bei höherklassigen Oszilloskopen ist eine zweite Zeitbasis. Mit dieser kann man in einen Ausschnitt des Messsignals hereinzoomen<ref>Die zweite Zeitbasis steuert einen zweiten Strahl (ähnlich wie einen separaten Kanal), der das gleiche Eingangssignal erhält. Die zweite Zeitbasis wird auf eine höhere Horizontalfrequenz eingestellt als die erste. Zusammen mit einer horizontalen Verschiebung der Darstellung kann man nun Ausschnitte des Signals durchfahren und vergrößert betrachten.</ref>.<br />
<br />
Mit Analog-Oszilloskopen kann man sich hauptsächlich periodische Signalverläufe anschauen, also solche, die zeitlich immer wiederkehrend sind. Denn nur so kann ein Signal immer wieder auf den Schirm "geschrieben" werden und erscheint als stehendes Bild. Aperiodische Signale, wie z.&nbsp;B. auf Datenübertragungsleitungen, sind damit nicht darstellbar. Sie laufen mit einem Strahldurchgang über den Schirm. In dieser kurzen Zeit ist es jedoch nur selten möglich, sie visuell aufzunehmen. Mit einer Digitalkamera kann man solche Signalverläufe mitunter trotzdem einfangen. Früher sehr hochpreisige, heute nicht mehr übliche Analog-Oszilloskope hatten eine eingebaute Speichermöglichkeit (Speicherröhre) für einmalige Signale. Diese Klasse von Analog-Oszilloskopen wurde durch digitale Speicheroszilloskope (DSOs) abgelöst.<br />
<br />
Manche Analog-Oszilloskope bieten eine Möglichkeit, die Triggerung nur zu einem definiertem Zeitpunkt anzustoßen, somit kann auch der Anlaufstrom eines Motors mit einem Analog-Oszilloskop dargestellt werden.<br />
<br />
=== Analoge Speicheroszilloskope ===<br />
Inzwischen eher selten sind analoge Speicheroszilloskope anzutreffen. Diese speichern im Gegensatz zu digitalen Speicheroszilloskopen nicht das Signal selbst, sondern das Bild auf der Röhre. Dies wird mit speziellen speichernden Bildröhren erreicht. Je nach Typ kann es mehrere getrennt betreibbare Bereiche geben, um beispielsweise 2 Bilder eines Signales zu unterschiedlichen Zeitpunkten darstellen zu können (z.B. Tektronix 549).<br />
<br />
Einige wenige dieser Oszilloskope waren sogar in der Lage, das aufgezeichnete Bild auf Papier auszugeben (z.B. "HP Model 175A" mit Modul 1784A).<br />
<br />
=== Vergleichstabelle Analogoszilloskope ===<br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Neugeräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.<br />
<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="analogoszis" style="width:50em"<br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:6em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:3em" | Preis, ab [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:3em" | Bandbreite / [MHz]<br />
! style="width:5em" | Röhre BxH / [cm]<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| C1-94, S1-94, OS10, AO-610, [http://www.ett-online.de/html/de/werkstatt/oszilloskope/digitale-oszilloskope/oszilloskop-mccheck-st16b-1-kanal-10-mhz/article-4-55152-459045509045501590.html ST16B], CS10, GOS-310, 72-6602, HUC70, CS1010 [http://www.conrad.de/ce/de/product/122413/VOLTCRAFT-6102-Analoges-1-Kanal-Oszilloskop-Bandbreite-0-DC-10-MHz VC 610/2]<br />
| Original-<br>hersteller unklar<br />
| 180<br />
| 1<br />
| 10<br />
| 4,8 × 6<br />
| Seit Jahrzehnten von vielen No-Name Herstellern in unterschiedlichen Ausführungen und Bauformen im Angebot. Wenig empfehlenswert für µC-Arbeiten. <br />
|-<br />
| [http://www.attenelectronics.com/Products/Oscilloscopes/Analog_oscilloscope/2012/0728/129.html AT7328]<br />
| Atten<br />
| 280<br />
| 2<br />
| 20<br />
| 8 × 10<br />
|<br />
|-<br />
| CS-4128<br />
| <br />
| 280<br />
| 2<br />
| 20<br />
| 8 × 10<br />
|<br />
|-<br />
| [http://www.attenelectronics.com/Products/Oscilloscopes/Analog_oscilloscope/2012/0728/128.html AT7340]<br />
| Atten<br />
| 480<br />
| 2<br />
| 40<br />
| 8 × 10<br />
| <br />
|-<br />
| [http://www.conrad.de/ce/de/product/122421/VOLTCRAFT-VC-630-2-Analoges-2-Kanal-Oszilloskop-Bandbreite-0-DC-bis-30-MHz/?ref=category&rt=category&rb=1 VC 630-2]<br />
| Voltcraft<br />
| 480<br />
| 2<br />
| 30<br />
| 8 × 10<br />
| <br />
|-<br />
|}<br />
<br />
== Digitale Speicheroszilloskope ==<br />
=== Allgemein ===<br />
<br />
[[Bild:tektronix.jpg|thumb|right|300px|Digitales Speicheroszilloskop vom Anfang des Jahrtausends]]<br />
Ein digitales Speicheroszilloskop (englisch DSO, '''D'''igital '''S'''torage '''O'''scilloscope) digitalisiert das Eingangssignal mit einem Analog-Digital-Wandler und legt die Werte in einem Speicher ab. Damit ist die Bandbreite nur durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkers gegeben. Der Vorteil der Speicherung ist, dass man auf diese Weise Momentaufnahmen eines Signals machen und damit einmalige (transiente) Ereignisse (Spikes, Datenübertragungen) erkennen und darstellen kann, was besonders bei digitalen Schaltungen, z.&nbsp;B. mit Mikrocontrollern, sehr nützlich ist. Weiterhin lässt sich das Signal "vermessen" (z.&nbsp;B. um die Baudrate einer Datenübertragung zu bestimmen), man kann die Frequenz und den Effektivwert anzeigen lassen, das Frequenzspektrum, und je nach Modell noch vieles mehr. Das Signal wird in S/W oder Farbe auf einem LCD dargestellt, lässt sich aber oft auch über einen angeschlossenen Drucker ausdrucken oder an den PC übermitteln.<br />
<br />
Der wichtigste Parameter bei digitalen Oszilloskopen ist die '''Abtastrate''', die angibt, mit welcher Rate das Eingangssignal digitalisiert wird. Um ein Signal mit einer gegebenen Frequenz ausreichend genau in Phase und Amplitudenverlauf darstellen zu können, sollte es mindestens mit der 10-fachen Frequenz abgetastet werden. Nur dann lassen sich in der Regel die interessanten Details in einem Signal erkennen. Für eine genaue Analyse analoger Signale, um z.B. die Güte einer Flanke oder Überschwinger beurteilen zu kjönnen, ist sogar ein Faktor von 25 bis 40 anzuraten<ref>Dieser Anhaltswert liegt nochmals weit über der Nyquist-Frequenz (zweifache Grenzfrequenz), ist aber nötig, um Abweichungen von der idealen Signalform zu sehen - z.B. bei Rechecksignalen. Die zehnfache Abtastfrequenz bedeutete, dass man nur 10 Messpunkte pro Signalperiode hat, was in einer 1:1 Darstellung auf dem Bildschirm gerade eben 10 nebeneinander liegenden Pixeln entspräche, was in der Regel sehr wenig ist, um ein Signal zu beurteilen.</ref> Wichtig ist in dem Zusammenhang auch die analoge Bandbreite des Oszilloskops. Ein gutes Verhältnis ist wäre eine mindestens 4-6 fache Überabstastung im Bezug auf die Bandbreite je Kanal, also z.B. 1Gsps für einen Zweikanaler mit 100MHz Bandbreite - besser 2Gsps. Damit wären dann Signale bis etwa 10 MHz ausreichend genau darstellbar. <br />
<br />
Außerdem sind die '''Speichertiefe''' und die '''Wandler-Auflösung''' interessant. Ein Oszilloskop, das mit acht Bit Auflösung abtastet und 2000*8 Bit Speicher hat, kann 2000 Samples abspeichern, was einer Darstellung von 2000*256 Pixeln entspricht. Acht Bit Auflösung ist heutzutage ein gängiger Wert, auch wenn er niedrig erscheint. Ein normales Oszilloskop ist kein Präzisionsmessgerät und acht Bit sind für die Darstellung auf den Displays normaler Oszilloskope ausreichend. <br />
<br />
Bei der Wandlung und Speicherung gibt es unterschiedliche Verfahren: Ehemals günstige Oszilloskope wie die TDS1000-Serie von Tektronix verwenden '''CCD-Speicher''' (Eimerkettenspeicher, ein analoges Schieberegister); die Messwerte werden erst gespeichert, und dann digitalisiert. Nachteile dieser Vorgehensweise sind ein stärkeres Rauschen, die begrenzte Speichertiefe und Totzeiten, während der keine Eingangswerte aufgenommen werden. Diese entstehen, da das Wandeln aller Werte aus dem analogen Zwischenspeicher länger dauert als die Zeit zum Füllen dieses Speichers. Deshalb muss das Gerät bis zum Abschluss der Wandlung warten, bevor es den Speicher erneut füllt.<br />
<br />
Früher wandelten nur teurere Modelle in Echtzeit mit schnellen Flash-[[AD-Wandler]]n und speicherten die Messwerte direkt in einem schnellen RAM. Die Speichertiefe ist dabei praktisch unbegrenzt, allerdings sind Wandler sehr teuer, die mehrere GS/s schaffen. Durch einen Trick (mehrere verschachtelte langsame AD-Wandler) setzen sich AD-Wandler bei günstigen Modellen durch. Oszilloskope, die diesen Trick verwenden, erkennt man daran, dass die Abtastfrequenz mit der Anzahl der aktivierten Kanäle sinkt. Zum Beispiel, findet man Vierkanaloszilloskop mit vier Wandlern à 250 MS/s, die bei Benutzung nur eines Kanals 1 GS/s für diesen Kanal erreichen, bei Benutzung von zwei Kanäle 500 MS/s pro Kanal und bei Benutzung von drei oder vier Kanälen 250 MS/s pro Kanal.<br />
<br />
In den richtig schnellen Geräten (mehrere GHz Samplerate) ist ein ähnlicher Trick üblich. Dort sind in den verwendeten Wandlerschaltkreisen eine größere Anzahl Sample-and-Hold-Stufen und AD-Wandler integriert. Die Eingangsspannung wird dann zeitversetzt in den Sample-and-Hold-Stufen gespeichert und von den im Vergleich zur Samplerate langsameren AD-Wandlern umgesetzt. Die Ausgangslogik sorgt dann dafür, dass die Daten in der richtigen Reihenfolge ausgegeben werden. Ein Problem bei dieser Vorgehensweise sind unterschiedliche elektrische Eigenschaften der parallelen Wandlerstufen. <br />
<br />
Natürlich spielt der Verwendungszweck eine entscheidende Rolle bei der Auswahl. Auf dem Labortisch, wo meist nur kleine Spannungen mit einem gemeinsamen Massebezug vorkommen, werden andere Anforderungen an ein Oszilloskop gestellt, als z.&nbsp;B. im Servicebereich für Industriesteuerungsanlagen, Automatisierungstechnik, usw. Dort sind weniger hohe Abtastraten wichtig, sondern eher eine größere Anzahl Eingangskanäle, die galvanisch voneinander getrennt sind, Spannungsfestigkeit bis min. 500 Volt, sowie speziell bei Störungsanalysen, die Möglichkeit, komplexe Triggermuster einzustellen, und eine integrierte große Festplatte, um einzelne Ereignisse automatisiert über lange Zeiträume hinweg festhalten zu können. Ein Beispiel für so ein hochwertiges Gerät ist ein Yokogawa Scopecorder (DL708). Allerdings sind bei solchen Geräten die Preise nach oben hin offen.<br />
<br />
=== Digitale Tischoszilloskope ===<br />
==== Allgemeines ====<br />
<br />
DSO Tischoszilloskope sind die klassischen, in sich abgeschlossenen Geräte, die in der Gestaltung analogen Oszilloskopen ähneln. Daneben gibt es zum Beispiel auch PC-DSOs. Viele Tischgeräte sind bereits so klein (geringe Tiefe) und leicht, dass sie zu Recht als tragbare Geräte bezeichnet werden können. Beim Neukauf eines Oszilloskops sind diese Geräte die Gefragtesten.<br />
<br />
Mittlerweile ist es üblich, dass man bereits bei Einsteigermodellen eingebaute USB oder RS-232 Schnittstellen findet und eine (häufig sehr simple) Windows-Software zur Bedienung vom PC aus oder zumindest zum Auslesen von Daten auf den PC. Ebenfalls häufig sind USB oder ähnliche Schnittstellen für USB-Memorysticks oder Speicherkarten zum Speichern von Messwerten, Screenshots und Konfigurationen. Ironischerweise sind Schnittstellen und Windows-Software bei Markengeräten häufig gesondert zu erwerben, während sie bei eher unbekannten Marken kostenlos mitgeliefert werden, wenn auch die Qualität der kostenlosen Software häufig zu wünschen übrig lässt.<br />
<br />
Beispiele für günstige Einstiegsmodelle unter 600 Euro sind die niederpreisigen Geräte von Rigol, Hantek, Owon, Siglent und Atten. Für relativ wenig Geld erhält man für einfache Anwendungen ein brauchbares Oszilloskop mit ein paar Highlights aber auch auffälligen Einschränkungen und Fehlern in der Hard- und Software. Viel oder überhaupt Service kann man von diesen Firmen für sein Geld meist nicht erwarten.<br />
<br />
Geräte bspw. von [http://www.instek.com/ Instek] sind etwas teurer. Geräte aus der GDS-1000A oder GDS-1000U Serie dürften zum Einstieg interessant sein, oder mittlerweile die modernere Serie DS2000 von Rigol, bzw SDS2000 Serie von Siglent.<br />
<br />
Ein weiteres Beispiel für ein Einstiegsmodell war das [http://www.tek.com/site/ps/0,,40-15314-INTRO_EN,00.html TDS1002] von Tektronix (ca. 1200 Euro). Dazu muss man allerdings sagen, dass Tektronix die aktuelle Entwicklung etwas verschlafen hat. Der nur 2 kByte große Speicher ist nicht mehr zeitgemäß. Geräte der [http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=-33575.0&cc=DE&lc=ger&pageMode=OV Agilent InfiniiVision 2000X Serie] beginnen in einem ähnlichen Preisbereich aber mit wesentlich mehr Features.<br />
<br />
Sind 4 Kanäle gewünscht, aber das Budget begrenzt, lohnt sich ein Blick auf die DS1000'''Z''' Serie von Rigol.<br />
<br />
Einige Hersteller wie R&S und Keysight bieten inzwischen preisgünstige EDU-Versionen ihrer Oszilloskope für die Ausbildung an, die mit abgespeckten Funktionen aufwarten und besonders günstig abgegeben werden. Diese haben die gleiche wertige Analogtechnik und Signalverarbeitung verbaut, kosten dafür auch mehr, als klassischer Einsteigermarken mit gleichem Funktionsumfang. In einigen Fällen muss zum Erwerb aber eine Berechtigung in Form eines Ausbildungsnachweises erbracht werden.<br />
<br />
==== Vergleichstabelle digitale Tischoszilloskope ====<br />
<br />
;Wichtiger Hinweis: Diese und andere Tabellen werden gelegentlich von Freiwilligen auf den aktuellen Stand gebracht und können veraltet sein. <br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn. <BR/><br />
Anmerkung: Für Viele Modelle aus dieser Tabelle gibt es bereits Nachfolgemodelle. <BR/><br />
<BR/><br />
Legende: <BR/><br />
opt.: optional, kostenpflichige Erweiterung (Hardware und/oder Software)<BR/><br />
<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="digitaloszis" style="width:60em" <br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! style="width:6em" | Display<br />
! style="width:8em" | Inface<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.conrad.de/ce/de/product/122485/VOLTCRAFT-Vorteilsset-DSO-1062D-2-Kanal-Oszilloskop-Digitales-Speicheroszilloskop-Bandbreite-60-MHz-inkl-2-Tastkoepf DSO5062D]<br />
| [http://www.conrad.de/ Conrad]<br />
| 329.-<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host<br />
| Gleiche Hardware wie das Hantek DSO5062B und leicht modifizierte Software.<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/en/ProductDetail_3_3.html DSO5000B Series]<br />
| [http://www.hantek.com.cn/en/index.html Hantek]<br />
| ab 290$<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 60<BR/>100<BR>200<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host<br />
| Mit 60MHz beliebt, da es einen Hack auf 200 MHz gibt. Ebenso diverse Hacks an der Hardware. Auch als Tekway oder Protek im Handel.<br />
|-<br />
| MSO5000D serie<br />
| Hantek<br />
| <br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60 <br> 100 <br> 200<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <br />
| 2CH +16 Logik <br/> weitgehend baugleich mit DSO5000B Serie<br />
|-<br />
|-<br />
| DSO3062A<br />
| Agilent<br />
| 800<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 4k<br />
| 320x&shy;240, 5.7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host (modul)<br />
| weitgehend baugleich mit Rigol DS5000<br />
|-<br />
| InfiniiVision 2000 X Serie<br />
| Agilent<br />
| 950 - 2600 <br />
| 2/4<br />
| 1000<br>2000<br />
| 70<BR>100<BR>200 <br />
| 8 <br />
| 100k<br />
| 800x&shy;480, 8.5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x<br />
| Markengeräte mit exzellentem Preis-Leistungs-Verhältnis. Software-Aufrüstbar (Funktionsgenerator, Protokoll-Dekoder, usw.)<br />
|-<br />
| [http://%5Bhttp://www.owon.com.hk/products.asp?ParentID=57&SortID=87 OWON <br/> XDS--A(+)<br /> <br /> '''•12-bit:''' <br /> 3062 A(+) <br /> 3102 A(+) <br /> <br /> '''•14-bit:''' <br /> 3202 A(+)]<br />
| [http://www.owon.com.hk/main.asp OWON]<br />
| <br/> <br/> <br/> 430.. <br/> bis <br/> 720€ <br/><br />
<br /><br />
~1350€<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| <BR/><BR/>60<BR/><BR/>100<BR/><BR/>200 <br />
| <BR/><BR/>12<BR/><BR/>12<BR/><BR/>14<br />
| <BR/><BR/> 40M<br /><br />
| 800x600 <br /> <br />
<br /><br />
8" Touch-screen <BR/><br /><br />
(3062A(+): ohne <BR/> Touchscreen) <br />
| •USBx2 <BR/> •LAN <BR/> •WiFi <BR/> •VGA/AV <br /><br />
•• A+ : incl. <BR/> •2ch-FG <BR/> •Multimeter <BR/> •DataLogger<br />
| •LabView komp. <br /><br />
•LiIon-Akku opt. •Bus-Decoder opt. <br /><br />
<br /><br />
'''•Echtes Glimpse-Of-Nirvana Teil''' <br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds1000e/ Rigol DS1000E Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| ab 296<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 50<BR>100<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 320x&shy;240, 5.7”<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232<br />
| optional 16-Kanal Logikanalysator = DS1052D (DS1102D). Im Netz kursieren diverse, mehr oder weniger ernst zu nehmende Anleitungen, wie man ein DS1052E per Software auf ein DS1102E umrüsten kann.<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds1000z/ Rigol DS1000Z Series]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| ab 375<br />
| 4<br />
| 250<br>500<br>1000<br />
| 50<BR>70<BR>100<br />
| 8<br />
| 12M<BR>24M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| optionaler dualer Funktionsgenerator 25Mhz (DS1000Z'''-S'''). Im Netz kursieren diverse, mehr oder weniger ernst zu nehmende Anleitungen, wie man ein DS1054Z/DS1074Z per Software auf ein DS1104Z umrüsten und den gesamten Funktionsumfang freischalten kann.<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds2000/ DS2000 Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| 589 - 1505<br />
| 2<br />
| 2000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 14M<BR>56M<br />
| 800x&shy;480, 8"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind 56M, serielle Dekoder, weitere Trigger. Lassen sich alle über generierte Serial freischalten und sogar auf Topmodel DS2202 (200MHz) upgraden, da identische (gute) Hardware u. Lieferumfang - keine Hardwaremodifikation nötig. Dank LXI (offene Spezifikation) gute Softwareanbindung. Vertikalauflösung ab 0,5mV/Div!<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds2000/ MSO5000 Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| 963 - 3569<br />
| 2/4<br />
| 2000<br>4000<br>8000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>350<br />
| 8<br />
| 100M<BR>200M<br />
| 1024x&shy;600, 9"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind serielle Dekoder, weitere Trigger. Lassen sich alle über generierte Serial freischalten und auf Topmodel MSO5354 (350MHz) upgraden, da identische (gute) Hardware u. Lieferumfang - keine Hardwaremodifikation nötig.<br />
|-<br />
| [http://www.siglent.com/ens/pdxx.aspx?id=25&T=2&tid=1/ SDS2000 Serie]<br />
| [http://www.siglent.com/ENs/index.aspx/ Siglent]<br />
| 850 - 2700<br />
| 2<br>4 <br />
| 2000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 28M<br />
| 800x&shy;480, 8"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI) <br/> •PASS/FAIL<br />
| 110.000wrfms/s, seqmentierter Speicher! (dann bis 300.000wrfms/s, HRES Erfassung mit höherer vertikaler Auflösung, Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind serielle Bus-Dekoder, MSO Option, Funktionsgeneratorausgang Dank LXI gute Softwareanbindung. <br />
|-<br />
| [http://www.owon.com.hk/products.asp?ParentID=57&SortID=66 Owon SDS Serie]<br />
| [http://www.owon.com.hk/main.asp Owon]<br />
| 260€ (5032E) - 1100€ (9302)<br />
| 2<br />
| 125<br>250<br>1600<br>3200<br />
| 30<BR>60<BR>70<BR>100<BR>125<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 10k<br>10M<br />
| 800x&shy;600, 8"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <BR/> •VGA (opt.) <BR/> ''oder'' <BR/> •RS-232 (opt.)&shy;(nicht -E)<br />
| Akkubetrieb optional (nicht -E)<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=46 GDS-1000 Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek] <br />
| 350 - 550<br><br />
| 2<br />
| 250<br />
| 25<BR>40<BR>60<BR>100<br />
| 8<br />
| 4k<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •SD-Slot<br />
| Von Conrad teurer als DSO-4000 Serie erhältlich (475 - 950&euro;).<br>[http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br> GW Instek alias Good Will Instrument Co., Ltd<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=42 GDS-1000'''A''' Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek]<br />
| 500<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60<BR>100<BR>150<br />
| 8<br />
| 2M<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •SD-Slot<br />
| [http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br> GW Instek alias Good Will Instrument Co., Ltd<br />
|-<br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! style="width:6em" | Display<br />
! style="width:8em" | Inface<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=34 GW Instek GDS-2000 Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek]<br />
| 850 - 1800<br />
| 2/4<br />
| 1000<br />
| 60<BR>100<BR>200<br />
| 8<br />
| 5k<br>25k<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x <BR/> •RS-232<br />
| Weitgehend baugleich mit Conrad Voltcraft DSO-8000 Serie. Vier-Kanal Versionen haben keinen externen Trigger und weniger Trigger-Funktionen.<br>[http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br />
|-<br />
| TDS-1002B<br />
| Tektronix<br />
| 1100<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 2.5k<br />
| 320x&shy;240<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host<br />
| verhältnismäßig starkes Rauschen, siehe Text oben<br />
|-<br />
| [http://teledynelecroy.com/oscilloscope/oscilloscopeseries.aspx?mseries=50 WaveJet 3xx]<br />
| [http://teledynelecroy.com/ LeCroy]<br />
| 2800 - 8000<br />
| 2/4<br />
| 1000<br>2000<br />
| 100<BR>200<BR>350<BR>500<br />
| 8<br />
| 500k<br />
| 640x&shy;480, 7.5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN<br />
| verfügbar z.&nbsp;B. bei Farnell<br />
|-<br />
| WaveAce Serie<br />
| [http://teledynelecroy.com/ LeCroy]<br />
| 1000 - 3500<br />
| 2<br />
| 250 - 2000<br />
| 60 - 300<br />
| 8<br />
| 4k - 8k<br />
| 320x&shy;240<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232(?)<br />
| Daten beziehen sich etvl. auf nicht mehr erhälltliche Serie (bitte überprüfen)<br />
|-<br />
| [http://www.dlm2000.de DLM20XX]<br />
| YOKOGAWA <br />
| 3300 - 8000<br />
| 2<br>4<br>3+1<br />
| 1250<br>2500<br />
| 200<BR>350<BR>500<br />
| 8<br />
| 12,5M<br />
| 1024x&shy;768, 8.4"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x <BR/> •LAN (opt.) <BR/> •RGB Video<br />
| Vertrieb direkt vom Hersteller!<br />
|-<br />
| [http://www.uni-trend.com/UT2025B.html UNI-T UT2025B]<br>Voltcraft DSO-1022 M<br><br />
| [http://www.uni-trend.com/ Uni-Trend Group Limited]<br />
| 290 - 356<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 512k<ref name="unit">Uni-Ts Angaben zur Speichertiefe sind mit Vorsicht zu genießen. Seit Jahren wirbelt die Firma mit Begriffen wie ''memory length'', '' memory depth'', ''recording length'' und ''saving depth'' herum - jeweils mit unterschiedlichen Werten für das gleiche Oszilloskop. Dabei vermeidet Uni-T Begriffsdefinitionen zu geben. Im Zweifelsfall sollte man mit dem kleinsten Wert aller Angaben rechnen.</ref><br />
| 320x&shy;240 (Monochrom)<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232 <BR/> •LAN (opt.)<br />
| Als UT2025'''C''' mit Farbdisplay. UT2000 Serie 25-200MHz, 2CH 250MSa/s bis 1GSa/s<br>wenig Rauschen<br />
|-<br />
| [http://www.uni-trend.com/UTD2052CEL.html UTD2052CEL]<br />
| [http://www.uni-trend.com/ Uni-Trend Group Limited]<br />
| 369,-<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 50<br />
| 8<br />
| 12,5k<br>25k<br>1,2M<br />
| 400x&shy;240<br />
| •USB Host<br />
| Displayauflösung beträgt 800x480, der Displaycontroller faßt jedoch immer 2x2 Pixel zusammen (Menü nimmt relativ viel Platz auf dem Bildschirm ein)<br />
|-<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/de/Produkte/messtechnik-testsysteme/oszilloskope/HMO1002-%7C-Kerndaten-%7C-4-%7C-11696.html HMO1002]<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/ Rohde & Schwarz]<br />
| 950 - 1190<br />
| 2<br />
| 1000 <br />
| 50<br>100<br />
| 8<br />
| 500k<br />
| 640x&shy;480, 6,5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <br />
| Umfangreiche Zusatzfunktionen wie Mustergenerator, Frequenzgenerator, 2-Kanal DVM, Frequenzzähler, Komponententester und 8 Kanal MSO Opt. <br />
|-<br />
| [http://value.rohde-schwarz.com/vi/value/oscilloscopes/r-srhmo1202-digital-oscilloscope.html/ HMO1202]<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/ Rohde & Schwarz]<br />
| - <br />
| 2<br />
| 1000<br>2000<br />
| 100<br>200<br>300<br />
| 8<br />
| 1M<br>2M<br />
| 640x&shy;480, 6,5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <br />
| Optionen für I2C, RS232, UART, CAN, LIN serielle Busanalyse, Umfangreiche Zusatzfunktionen wie Mustergenerator, Frequenzgenerator, 2-Kanal DVM, Frequenzzähler, Komponententester und 8 Kanal MSO Opt. <br />
|-<br />
| [http://www.peaktech.de/produktdetails/kategorie/digital-oszilloskope/produkt/p-1265.html PT 1265]<br />
| [http://www.PEAKTECH.de Peaktech]<br />
| ca. 290<br />
| 2<br />
| 125<br />
| 30<br />
| 8<br />
| 10k<br />
| 800x&shy;600, 8"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <BR/> •VGA<br />
| Optional: Akkupack 4000 mA<br />
|}<br />
<br />
Weitere Marken, die gelegentlich auf dem deutschen Markt auftauchen, häufig über eBay, sind <br />
<br />
* GAOtek<br />
* Hangzhou Jingce (JC)<br />
* Tonghui<br />
* Ypioneer<br />
* Jiangsu Lvyang<br />
<br />
Über deren Qualität hört man wenig oder gar nichts.<br />
<br />
=== PC-Oszilloskope ===<br />
==== PC-Zusätze ====<br />
===== Allgemeines & Beachtenswertes =====<br />
<br />
PC-Oszilloskope / PC-Zusätze sind im Prinzip digitale Speicheroszilloskope, mit der Besonderheit, dass sie die Daten nicht selbst anzeigen, sondern an einen PC übermitteln. Beim Kauf eines PC-Oszilloskops sollte man besonders vorsichtig sein, da viele Angebote irreführende Informationen enthalten. Sehr beliebt ist z.&nbsp;B. die Werbung mit der Analogbandbreite, also die Bandbreite die der Analogteil der Schaltung (Eingangsverstärker) verarbeiten kann. Wenn hier 100 MHz angegeben sind bedeutet das aber nicht, dass sich auch wirklich Signale bis 100 MHz darstellen lassen; wenn der Wandler nur mit 40 MS/s abtastet ist das Oszilloskop gerade noch bis 4 MHz verwendbar. Ebenso sollte man nur die Echtzeit- oder Realtime-Abtastrate beachten, eine manchmal ebenfalls angegebene "Äquivalent-Abtastrate" ist nur bei periodischen Signalen zu gebrauchen und damit im Umfeld von Mikrocontrollern meist wertlos.<br />
<br />
Die Wahl zwischen einem Tischoszilloskop und einem PC-Zusatz ist nicht nur eine Geld-, Leistungs- oder Qualitätsfrage. Ein Tischgerät lässt sich anders bedienen (echte Knöpfe, sicherer Stand) und belegt nicht den PC oder Laptop. Erfahrene Entwickler ziehen ein separates Gerät einem PC-Zusatz vor. Zum Teil ist dies eine Generationsfrage.<br />
<br />
Hinzu kommt, dass billige PC-Oszilloskope meist keine galvanische Trennung an ihrer USB-Schnittstelle besitzen. Ein Fehler bei einer Messung kann daher nicht nur das Oszilloskop, sondern gleich den PC mit beschädigen. Das gleiche Problem kann man übrigens auch bei einfachen Tischoszilloskopen mit PC-Schnittstelle haben. Allerdings kann man Tischgeräte auch ohne die PC-Verbindung betreiben, PC-Oszilloskope nicht.<br />
<br />
Gelegentlich wird geraten, das Oszilloskop, egal ob Tischgerät oder PC-Zusatz, immer über einen "self powered" USB-Hub (einer mit eigenem Netzteil) mit dem PC zu verbinden. Ob ein solcher Hub als Schutzmaßnahme geeignet ist, besonders zum Personenschutz, sei dahingestellt. Schaden sollte er nicht.<br />
<br />
Besonders zu beachten ist die PC-Software. Nicht nur, ob sie zum Zeitpunkt des Kaufs wenigstens grundsätzlichen Ansprüchen genügt, sondern auch, ob der Hersteller vermutlich willens und in der Lage ist, die Software über viele Jahre zu warten. Stichwort Investitionssicherheit. Ohne Wartung kann eine Inkompatibilität in der Software zum nächste Windows Service-Pack oder zur nächste Windows-Version das Gerät völlig entwerten.<br />
<br />
Leider ist es so, dass es fast keine freie [[Oszilloskop#Software|Oszilloskopsoftware]] gibt. Die Protokolle zwischen Oszilloskop-Vorsätzen und Computer sind meist proprietär, und selten hat sich ein Entwickler freier Software die Mühe gemacht, ein Protokoll zu entschlüsseln. Noch seltener ist es, dass auf dieser Basis eine brauchbare oder gar gute Software geschrieben wurde. So ist ein Ausweichen auf freie Software kaum möglich, sollte der Hersteller die Wartung aufgeben. Man ist im Normalfall auf Gedeih und Verderb dem Hersteller ausgeliefert.<br />
<br />
===== Vergleichstabelle PC-Zusätze =====<br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.<br />
<br />
Alle hier gelisteten Geräte haben einen USB-Anschluss.<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="pczusatzoszis" <br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:8em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.elandigitalsystems.com/support/usbtmfaq/software.php USBscope50]<br />
| Elan Digital Systems<br />
| 249<br />
| 1 (-4)<br />
| 50<br>1000<br />
| 10<br>75<br />
| 8<br />
| 3k<br />
| CAT II, 300V galv. Trennung zu USB, OpenSource SDK, Java, Linux, LabView<br />
|-<br />
| PicoScope 2104<br />
| Pico Technology<br />
| 180<br />
| 1<br />
| 50<br />
| 10<br />
| 8<br />
| 8K<br />
| Spektralanalyse und Voltmeter in Software.<br />
|-<br />
| PicoScope 2105<br />
| Pico Technology<br />
| 235<br />
| 1<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 24K<br />
| Spektralanalyse und Voltmeter in Software.<br />
|-<br />
| PicoScope 2204A<br />
| Pico Technology<br />
| 165<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 10<br />
| 8 - 12<br />
| 8K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2205A<br />
| Pico Technology<br />
| 255<br />
| 2<br />
| 200<br />
| 25<br />
| 8 - 12<br />
| 16K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2206A<br />
| Pico Technology<br />
| 429<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 50<br />
| 8 - 12<br />
| 32K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2207A<br />
| Pico Technology<br />
| 548<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 100<br />
| 8 - 12<br />
| 40K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| P 1280<br />
| Peaktech<br />
| 329<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 10M<br />
| USB und LAN Anschluss, 40V<sub>SS</sub> bei USB, 400V<sub>SS</sub> bei LAN<br />
|-<br />
| P 1285<br />
| Peaktech<br />
| 389<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 100<br />
| 8<br />
| 10M<br />
| USB und LAN Anschluss, 40V<sub>SS</sub> bei USB, 400V<sub>SS</sub> bei LAN<br />
|-<br />
| P 1290<br />
| Peaktech<br />
| 197<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 5k<br />
| 400V<sub>SS</sub> galv. Trennung zu USB<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=62 DSO-2090 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd.<br />
| 200<br />
| 2<br />
| 50<br>100<br />
| 40<br />
| 8<br />
| 32k<br>64k<br />
| Wenige Vorteile gegenüber einem Tischgerät. Analogbandbreite bei der Samplingrate nicht ausnutzbar. Kleiner Eingangsspannungsbereich. Unter diversen anderen Namen erhältlich.<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=63 DSO-2150 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd.<br />
| 200<br />
| 2<br />
| 150<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 10K<br>32K<br />
| .<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=64 DSO-2250 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd. <br />
| 220<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 100<br />
| 8<br />
| 10K-<br>512K<br />
| .<br />
|-<br />
| Mephisto Scope 1 (UM202)<br />
| Meilhaus<br />
| 333<br />
| 2<br />
| 1<br />
| 2<br />
| 16<br />
| 256K<br />
| 5 in 1,<br />
Oszilloskop,<br />
Logik-Analysator,<br />
Voltmeter,<br />
Datenlogger analog und digital,<br />
Digital-I/O<br />
|-<br />
| MSO-19<br />
| Link Instruments Inc.<br />
| 172<br />
| 1<br />
| 200<br />
| 60<br />
| ??<br />
| 1K<br />
|<br />
Oszilloskop,<br />
Logik-Analysator,<br />
Pattern Generator,<br />
TDR<br />
|-<br />
|VDS1022I<br />
|Owon<br />
| ca 80<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 5k<br />
| USB galv. getrennt, auch verkauft als Peaktech 1290?<br />
|}<br />
<br />
==== Soundkarten-Oszilloskope ====<br />
[[Bild:Soundoszi.JPG|thumb|right|300px|Soundkarten Oszilloskop]]<br />
Wem ein wirklich einfaches Oszilloskop für kleine Frequenzen (bis etwa 20 kHz) ausreicht, bspw. um die Kommunikation am I2C-Bus zu analysieren, kann dazu die Soundkarte des PC benutzen.<br />
Allerdings eignet sich eine Soundkarte nicht dazu, Gleichspannungen zu messen, zu niederfrequente Signale können daher nicht damit erfasst werden: Im Screenshot nebenan erkennt man das z.&nbsp;B. an der fallenden Gerade am Schluss (obwohl der tatsächliche Signalpegel konstant oben bleibt). Auch ist hier besondere Vorsicht geboten, da Soundkarten nur für geringe Spannungen ausgelegt sind und bei einer zu hohen Eingangsspannung möglicherweise der ganze PC beschädigt wird. Daher ist eine Vorschaltung mit Spannungsbegrenzung (ca 0,7V) nötig. <br />
<br />
Der Vorteil der Soundkartennutzung ist, dass es sich dank des PCs um eine Art Speicheroszilloskop handelt und die Daten zum Beispiel in Excel analysiert werden können.<br />
<br />
* [http://www.scheidig.de/Deutsch/Download/SpekOszi/info.htm Hardy u. Karola Scheidig] verschiedene Programme zum Messen mit der Soundkarte.<br />
* [http://www.sillanumsoft.org/ Visual Analyser] von Alfredo Accattatis und der University of Rome Tor Vergata, "Donateware" <br />
* [http://www.zeitnitz.de/Christian/scope_en Soundcard Oscilloscope für Windows] von Christian Zeitnitz, kostenlos für Privatanwendung<br />
* [http://www.qsl.net/dl4yhf/spectra1.html Spectrum Lab von DL4YHF]<br />
* [http://w5big.com/spectrogram.htm Spectrogram] von R.S. Horne, ältere Version kostenlos<br />
* [http://www.audiotester.de/ Audiotester 30-Tage-Version kostenlos]<br />
* [http://www.dasylab.com/ DasyLab] Eingeschränkte Version (Soundkarte und serielle Schnittstelle) als Beilage zum Buch "Signale-Prozesse-Systeme" ISBN 9783642018633<br />
* [http://www.zelscope.com/ Zelscope] von Constantin Zeldovich 14-Tage Evaluationsversion<br />
* [http://web222.webclient5.de/prj/VarEl/SndCrdAmp/ Sound Card Pre-Amp] Selbstbau-Vorverstärker für Sound-Karte von Dr. Thomas Redelberger<br />
* [http://www.dxzone.com/catalog/Software/Spectrum_analyzers/ Linksammlung]<br />
<br />
==== Grafikkarten-Oszilloskope ====<br />
Videokarten, die über einen analogen Input verfügen, stellen ebenfalls eine Alternative zu käuflichen Oszilloskopen dar, da sie 3kanalig Frequenzen bis rund 180 MHz verarbeiten können. Die digitale Auflösung liegt meist bei 8 Bit maximal, was für einfache Anzeigen jedoch reicht, wenn die Aussteuerung entsprechend ist. Durch Übersampeln lässt sich die Auflösung wie gehabt steigern, indem man z.B. 4 Werte softwareseitig zusammenfasst und damit 1 Bit an Auflösung gewinnt. Bei 16 Werten kann man 2 Bit erwarten und erhält eine Güte von ca. 10 Bit bei 10MHz.<br />
<br />
=== Selbstbau ===<br />
Der Selbstbau eines solchen Gerätes erspart (wie fast immer in solchen Fällen) kein Geld, sofern man nicht eine Spezialfunktion benötigt, die im Markt nicht beschaffbar ist. Der Spaß liegt also wieder im Bauen selbst.<br />
<br />
Es gibt diverse preiswerte Bausätze für Spielzeug-Oszilloskope. Die Ergebnisse nach dem Zusammenbau sind aber als Oszilloskop wenig brauchbar.<br />
<br />
Daneben findet man nur sehr wenige Selbstbau-Projekte deren Ergebnisse überzeugen. Einige interessante Projekte sind [http://www.mikrocontroller.net/topic/228997?goto=new#2308320]n und [http://www.ssalewski.de/DAD.html.de]. Dazu sei allerdings gesagt, dass der Aufwand an Material und Messmitteln schnell die Kosten für ein fertiges Oszilloskop überschreitet.<br />
<br />
=== Umbau ===<br />
Sofern man tatsächlich etwas benötigt, was nicht käuflich zu erwerben ist, kann der Kauf und Umbau eines vorhandenen Gerätes sinnvoll sein. <br />
<br />
Auf eBay werden immer noch die Oszilloskope der früheren Firma Wittig (heute Welec), wie zum Beispiel das W2012A, angeboten. Als Alternative zu der fehlerträchtigen Orginalfirmware ist mittlerweile eine Open-Source Variante verfügbar die kontinuierlich weiterentwickelt wird. Ebenfalls wird an Hardware Erweiterungen gearbeitet die die Qualität des Oszilloskops deutlich steigern. Wer sich nicht sicher ist ob das Gerät seinen Ansprüchen genügt sollte bei den Entwicklern nachfragen. [http://sourceforge.net/apps/trac/welecw2000a/wiki] Auch hier ist der Weg das Ziel.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
<br />
* [[AVR_Softwarepool#Oszilloskop|AVR Softwarepool: Oszilloskop]]<br />
* [[Einfaches Oszilloskop mit Bascom-AVR]]<br />
* [[USB_Oszilloskop]]<br />
* [[Logic_Analyzer]]<br />
* [[LCS-1M - Ein einfaches, preiswertes, mikrokontrollergesteuertes Zweikanal-Oszilloskop zum Selberbauen | LCS-1M]] ([[Picaxe]])<br />
* [[media:Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf | Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf]] (engl.)<br />
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/389844#4467981 Forumsbeitrag]: Bitte Tipp für ein einfaches Speicheroszilloskop<br />
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/205596?goto=5724370#5724370 Forumsbeitrag]: Selbstbauprojekt für optisch getrennten Tastkopf<br />
<br />
== Links & Literatur ==<br />
* [http://www.elektronikpraxis.vogel.de/index.cfm?pid=9681 Online-Dossier Grundlagen digitaler Oszilloskope. ] Veröffentlicht auf Elektronikpraxis online<br />
* [http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/XYZs/03W_8605_3.pdf XYZs of Oscilloscopes Primer]. Die Grundlagen digitaler Oszilloskope <br />
* [http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/ABCsProbes/60W_6053_9.pdf ABCs of Probes Primer]. Die Grundlagen von Tastköpfen<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/1?filter=oszi*+-oszillator Forum-Beiträge zum Thema Oszilloskop] (Kaufberatung, Anwendung)<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/3?filter=oszi*+-oszillator Beiträge im Markt-Forum]<br />
* [http://www.virtuelles-oszilloskop.de/ Ein virtuelles interaktives Oszilloskop] ala HAMEG HM203-6 20 MHz zum Üben (Seite auf [http://www.virtuelles-oszilloskop.com Englisch])<br />
* [http://www.eosystems.ro/eoscope/eoscope_en.htm Selbstbau-DSO 40MSPS]<br />
* [http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm Probing High-Speed Digital Designs], Originally published in [http://www.elecdesign.com/ Electronic Design Magazine], March, 1997<br />
* [http://hackedgadgets.com/2007/12/10/oscilloscope-tutorials/ Oscilloscope Tutorials] Linkliste bei hackedgadgets.com<br />
* [http://www.eevblog.com/2011/03/30/eevblog-159-oscilloscope-trigger-holdoff-tutorial/ EEVBlog #159] Videotutorial von Dave Jones zu '''Trigger Holdoff''', (engl.)<br />
* [http://www.all-about-test.info/spezial-oszilloskope.html/ Marktübersicht Spezial-Oszilloskope mit Hintergrundinfos]<br />
* [http://oscopes.info/market/2256-usb-oscilloscopes-product-overview-low-end/ Produktübersicht kostengünstige USB-Oszilloskope (englisch)]<br />
* [https://www.youtube.com/watch?v=kUU2afffAdE&list=PLMKxBlyAyypxuaI7pbfRkSryvTDef_Y1S&index=16 Video] von Bob Peace zum Thema Tastköpfe und High Speed Measurements (engl.)<br />
* [http://www.eevblog.com/forum/testgear/digital-oscilloscope-comparison-chart EEVBlog: "Digital Oscilloscope Chart" - Große Vergleichsliste gängiger Digitaloszilloskope (engl.)]<br />
* [http://www.cbtricks.com/miscellaneous/tech_publications/scope/sampling.pdf Sampling Oscilloscope Techniques], von Tektronix, engl.<br />
* Isolierte Tastköpfe mit LWL-Kopplung<br />
** [https://www.tek.com/isolated-measurement-systems# IsoVu Isolated Probes] von Tektronix, 200-1000MHz, 14.000-27.000 Euro<br />
** [https://teledynelecroy.com/probes/high-voltage-fiber-optically-isolated-probes High Voltage Fiber Optically-isolated Probes] von Teledyne LeCroy, 60MHz, ca. 3900 Euro bei RS [https://de.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/1368330/ 136-8330]<br />
** [https://www.langer-emv.de/en/category/analog/60 Optical fibre cable probes] vom Langer EMV mit 25, 500 und 5000kHz Bandbreite, ca. 1000 Euro<br />
** [https://hackaday.io/project/12231-fiber-optic-isolated-voltage-probe Fiber Optic Isolated Voltage Probe] bei Hackaday, Selbstbauprojekt, 30MHz, ca. 50$<br />
<br />
== Software ==<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/167705#1602827 WinXP Software für OsziFox/ProbeScope] von Micha B. (chameo)<br />
<br />
* [http://users.physik.fu-berlin.de/~jtt/fsc2.phtml fsc2] is a program running under GNU/Linux for controlling spectrometers. Supported devices include digitizing oscilloscopes too:<br />
** Tektronix Digitizing Oscilloscope TDS520, TDS520A, TDS520C, TDS540, TDS744A and TDS754A<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope 9400, 9410, 9420, 9424, 9424e and 9450(A)<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope Waverunner and Waverunner-2 (LT224, LT 262, LT264, LT342, LT344, LT354, LT362, LT364, LT372, LT374, LT584, 44(M)Xi, 62X1, 64(M)Xi, 104(M)Xi, 204(M)Xi)<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope WaveSurfer (422, 424, 432, 434, 452 and 454)<br />
<br />
* [http://xoscope.sourceforge.net/ xoscope, oscope] is a digital oscilloscope using input from a sound card or EsounD and/or a ProbeScope/osziFOX and Bitscope hardware. Includes 8 signal displays, variable time scale, math,memory, measurements, and file save/load. (Linux, GPL)<br />
<br />
* [http://www.mtoussaint.de/qtdso.html QtDSO] is a frontend for the Velleman PCS64i digital oscilloscope (Anm.: Velleman nicht mehr unterstützt) It provides a fully featured oscillocope mode (including XY plot and math) and a highly configurable spectrum analyzer mode. Für '''Digitalmultimeter''' gibt es vom gleichen Autor [http://www.mtoussaint.de/qtdmm.html QtDMM] und [http://www.mtoussaint.de/qtdmm2.html QtDMM2].<br />
<br />
* [http://www.eig.ch/fr/laboratoires/systemes-numeriques/projets/osqoop-l-oscilloscope-libre/index.html Osqoop] est un oscilloscope logiciel sous licence libre. Il permet de travailler sur un nombre arbitraire de canaux et des acquisitions de longue durée. Wiki description: [http://gitorious.org/osqoop Osqoop] is a multi-platform open source software oscilloscope based on Qt 4. It connects to various hardware data sources such as the sound input or a dedicated USB board.<br />
<br />
*[http://code.google.com/p/gds2000tools/ gds2000tools] ist eine Linux-Software für GW-Instek GDS-2000 und andere GW-Instek Oszilloskope.<br />
<br />
* [https://code.google.com/p/xoscillo/ Xoscillo] - A software oscilloscope that acquires data using an Arduino or a Parallax (more platforms to come). (Lizenz: CC-BY-NC-SA 3.0; Windows and Linux (needs mono))<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/oscope2100/ Oscope 2100] Linux software für Hantek DSO-2100.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/openhantek/ OpenHantek] Linux Software für Hantek (Voltcraft/Darkwire/Protek/Acetech) DSO-2090.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/dsoda/ Digital Soda] DSO-2250 Software.<br />
<br />
* [http://owondriver.sourceforge.net/ Owon Driver, Ownon Dump] Linux-Treiber für Owon-Oszilloskope.<br />
<br />
* [http://sdaaubckp.sourceforge.net/attenload/ Attenload] Linux - fetch data from Atten oscilloscopes via USB<br />
<br />
* [http://www.ant.uni-bremen.de/whomes/rinas/agiload/ Agiload] Linux - fetch data and screenshots from Agilent 5462x oscilloscopes - RS232<br />
<br />
* [http://foss.doredevelopment.dk/wiki/Lxi-control Lxi-Control] Kommandozeilen-Applikation zur Fernsteuerung von Geräten mit LXI-Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://gpib-utils.sourceforge.net/ gpib-util] Linux Kommandozeilen-Applikation, unterstützt diverse Oszilloskope (und andere Geräte) mit GPIB-Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://optics.eee.nottingham.ac.uk/vxi11/ VXI11] Bibliothek und Programme für Geräte mit VXI-11 Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/wfmreader/ Linux WFM Datenformat-Leser].<br />
<br />
* [http://sigrok.org/ ''sigrok'' Open Source Signal Analysis Software Suite]<br />
<br />
=== Datenauswertung ===<br />
<br />
Bei Oszilloskopen (DSOs), die es erlauben, die gemessenen Daten zu einem PC zu übertragen, kann man die Messwerte auf dem PC weiter auswerten. Zum Beispiel ein Signal demodulieren, filtern oder dekodieren. Grundsätzlich ist die Auswertung in jeder Programmiersprache möglich. Programmiersprachen für numerische Berechnungen eignen sich jedoch besonders.<br />
<br />
* [http://www.sigrok.org Sigrok] eine open source tool zur Ansteuerung und Auswertung von u.a. digitalen USB-Oszilloskopen<br />
<br />
* [http://www.mathworks.com Matlab] und Freie Alternativen wie [http://www.scilab.org/ SciLab] oder [http://www.gnu.org/software/octave/ GNU Octave]<br />
<br />
* [http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/?term=Oscilloscope Matlabcentral Fileexchange, Suche nach ''Oscilloscope''] Auf Matlabcentral Fileexchange finden sich auch MatLab Lese- und Auswertungsfunktionen für diverse Oszilloskope. Hinweis: Die von MatLab für die Kommunikation mit einem Oszilloskop verwendeten Toolboxen und Funktionen dürfen aufgrund der Matlabcentral Lizenz nicht mit freien Alternativen verwendet werden. [http://wiki.octave.org/FAQ#Why_can.27t_I_use_code_from_File_Exchange_in_Octave.3F_It.27s_released_under_a_BSD_license.21 siehe GNU OCtave FAQ]<br />
<br />
* [http://octave.sourceforge.net/instrument-control/ Octave-Forge instrument-control] für die Kommunikation mit diversen Geräten wie z.B. LXI-compatible Agilent, LeCroy or Tektronix Oszilloskope über VXI11. Außerdem UART, I2C, GPIB usw.<br />
<br />
* Eines Ingenieurs angeblich unwürdig<ref>Es ist sehr einfach Fehler in Tabellenkalkulationen zu machen, die typischerweise lange unentdeckt bleiben. [http://www.eusprig.org/ Untersuchungen] haben gezeigt, dass bereits dann bis zu 90% aller Tabellenkalkulationsblätter fehlerhaft sind, wenn es nur um einfache mathematische Grundoperationen (Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren, Dividieren) geht.</ref> sind Microsoft Excel oder andere Tabellenkalkulationen. Trotzdem sind sie zur Datenauswertung populär und auch geeignet, wenn sie richtig gehandhabt werden.<br />
<br />
== Fußnoten ==<br />
<references /><br />
<br />
[[Category:Grundlagen]]<br />
[[Category:Oszilloskope und Analyzer| ]]</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=Oszilloskop&diff=104838Oszilloskop2021-11-29T16:37:26Z<p>Technick2: /* Allgemeines */</p>
<hr />
<div>Ein '''Oszilloskop''' dient zur grafischen Darstellung des Spannungsverlaufs eines oder mehrerer elektrischer Signale in einem einstellbaren Zeitfenster. Es ist das wichtigste Werkzeug der Elektrotechniker.<br />
<br />
== Anfragen bezüglich Kaufberatung im Forum ==<br />
<br />
=== Kritik an den Anfragen ===<br />
Im Forum finden sich regelmäßig Anfragen nach individueller Beratung zum Oszilloskopkauf. Die Anzahl solcher Oszilloskop-Threads hat schon lange die 1000 überschritten. Sie sind langweilig, eine Qual und oft unnütz - besonders dann, wenn sich der Fragesteller offenbar nicht mit den Grundlagen eines Oszilloskops und den wichtigsten Kennzahlen bekanntgemacht hat oder nicht einmal weiß, was er überhaupt messen will. Auch, wenn ein Fragesteller ein paar Grundlagen besitzt, hat er anscheinend meistens keine Lust, verständlich darzustellen, was er genau will und lässt sich stattdessen umständlich befragen.<br />
<br />
Den meisten regelmäßigen Forumbenutzern ist daher gründlich die Lust an Oszilloskop-Threads vergangen. Dort "diskutieren" eigentlich nur noch Trolle und anonyme Gäste, die oft genug nur Werbung über Billigangebote über die x-te Ausgabe einer billigen, als Oszilloskop bezeichneten Plastikkiste, einem super tollen eBay-Schnäppchen oder angeblicher asiatischer Wundertüten.<br />
<br />
==== Links für Anfänger ====<br />
Wer sich ernsthafte Beratung wünscht und eine "sanfte" Einführung in das Thema sucht, kann sich die englischsprachige YouTube-Videos von AfroTechMods anschauen:<br />
<br />
[http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/oscilloscope-tutorials/ http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/oscilloscope-tutorials]<br />
<br />
Dazu passt auch sein Tutorial über Funktionsgeneratoren:<br />
[http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/function-generator-tutorial/ http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/function-generator-tutorial].<br />
<br />
Eine gute Einführung bilden auch zwei Videotutorials der Technischen Universität Graz. Im [https://youtu.be/UzpBQq2X9aA ersten Tutorial (https://youtu.be/UzpBQq2X9aA)] werden die grundlegenden Bedienelemente, als auch Themen wie Skalierung, Offset, Kopplung und Trigger behandelt. Im [https://youtu.be/jiRPqGFmNiI zweiten Tutorial (https://youtu.be/jiRPqGFmNiI)] geht es um Tastköpfe, den XY Modus, die Single Shot Funktion, Mathematik- und Messfunktionen, sowie Cursors.<br />
<br />
===Maßgeschneidert?===<br />
Besonders die immer wiederkehrende Forderung, dass es unbedingt das maßgeschneiderte Oszilloskop zum Superpreis genau für den Fragesteller geben muss, ist sinnlos. Wer mit diesem Anspruch kommt, der wird enttäuscht werden. Das gibt es nicht, und gute Oszilloskope kosten Geld, da qualitativ hochwertige Geräte keine Massenware sind. Lediglich billige Geräte werden in grosser Zahl hergestellt und sind entsprechend preiswert, diese sind jedoch für anspruchsvolle Anwender meist untauglich, da genau an den wichtigen Dingen gespart und nur auf Optik gesetzt wird.<br />
<br />
=== Gebrauchte Oszilloskope ===<br />
Wer wenig Erfahrung mit Elektronikreparaturen hat, sollte sehr vorsichtig sein und den Markt gut beobachten.<br />
<br />
Bei Gebrauchtware gibts stets das Risiko, ein defektes oder verbasteltes Gerät von Privat zu erwerben, deshalb sollte sich ein Käufer vorher die Rückgabemöglichkeit schriftlich zusichern lassen. Vom Kauf auf reinen Kleinanzeigenplattformen, wo der Verkäufer keinerlei Identitätsprüfung unterzogen wird, ist immer abzuraten.<br />
<br />
Vorsicht ist auch bei gewieften Formulierungen geboten, die einen Totalschaden nur umschreiben, so wie z.B. "Dachbodenfund", "Keine Ahnung davon", "Keine Möglichkeit zu testen" oder "Funktioniert, aber aus rechtlichen Gründen (Garantie) als defekt für Bastler". <br />
<br />
Häufig sind angebotene Geräte auch ehemalige "Fernseh"-Oszis, d.h. sie stammen aus der Zeit, als noch Bildröhren-TVs repariert wurden. Ihr Einsatzbereich endet i.d.R. bei mit 10-20 Mhz Bandbreite, mehr war zur TV-Reparatur nicht notwendig. Solche Geräte sind heutzutage kaum brauchbar wenn man einmal mehr als NF und niedere HF untersuchen will.<br />
<br />
Es gibt kaum einen Markt für Topgeräte. Gute gebrauchte Geräte gibt es z.B. auf Fachbörsen für Funk und Elektronik, auch geben professionelle Gebrauchthändler Gewährleistung oder Garantie - allerdings oft zu derart überhöhten Preisen, dass ein Neukauf attraktiver ist.<br />
<br />
Will man wirklich ein geeignetes Gebrauchtgerät finden, so muß man vorher seine Anforderungen formulieren:<br />
<br />
* Welche Signale werde ich untersuchen? Die höchste denkbare Frequenz *3 bestimmt die Bandbreite<br />
* Wieviele Kanäle brauche ich? Selbst ein I2c benötigt zwei Kanäle zur Beobachtung, ein SPI mindestens 3.<br />
* Muß ich Messungen dokumentieren? Nein, dann reicht ein vielleicht ein gebrauchtes HP 54xxx, sehr gute Geräte gehen bis 4 Kanäle, 500MHz Bandbreite und 1Gs/s. Ja, dann sollte eine USB- (Treiber aktuell verfügbar?) oder LAN-Schnittstelle existieren.<br />
<br />
Historische Exportmöglichkeiten wie RS232-Schnittstelle oder Floppy-Drive sollte man sich aber nur antun, wenn man wirklich sicher ist, auch in 5 Jahren diese noch verwenden zu können.<br />
<br />
Mit den entsprechenden Kenntnissen und Erfahrung konnten aber schon viele Geräte wiederbelebt werden.<br />
<br />
=== Erfahrungen? ===<br />
Eine Vorgehensweise, von der man auch abraten muss, ist die Frage nach Erfahrungen anderer Mitglieder! Die meisten Antworten kommen von Trollen und Posern, die eigentlich keine Ahnung haben. Die einen wollen als anonymer Gast mal wieder trollen, die anderen wollen nur mitteilen, dass Funkamateure sowieso die besseren Menschen sind. Andere wiederum haben "zufällig" gerade *das* richtige Oszilloskop zu verkaufen. Dann gibt es noch die, die sich ihr eigenes Oszilloskop schönreden wollen, ihren Vorurteilen oder ihrem Fetisch frönen. Zum Beispiel<br />
<br />
* ''Kauf ja kein Gerät aus Asien!''<br />
* ''Unter LeCroy|Agilent|Yokogawa|Tektronix geht gar nichts!''<br />
* ''Nur Gebrauchtgeräte lohnen sich!''<br />
<br />
Hinweise wie ''mein vor 30 Jahren gekauftes Markengerät funktioniert noch heute tadellos'' sind ebenfalls ziemlich sinnlos. Der Hersteller wird dieses Gerät gar nicht mehr anbieten und er wird schon gar nicht mehr mit der gleichen Qualität fertigen, wie vor 30 Jahren. Dazu ist der Kostendruck zu hoch und Technologien haben sich geändert. Selten sind die neuen Technologien heute so robust, wie die vor 30 Jahren.<br />
<br />
Als Unerfahrener kann man daher aus den Antworten nicht herauslesen, ob sie wirklich auf Erfahrung beruhen. Man braucht also gewissermassen selbst Erfahrung, um die Erfahrungsberichte anderer richtig einzuordnen.<br />
<br />
Ein anderer Aspekt aus alten Threads ist, dass viele Fragesteller die Erfahrungen gar nicht zur Kenntnis nehmen wollen, wenn sie der eigenen Wunschvorstellung widersprechen. So etwas nennt man beratungsresistent. Da stellt sich schon mal heraus, dass der Fragesteller schon längst ein Gerät bestellt hat und jetzt gebauchpinselt werden will. Eine Zeitverschwendung für alle.<br />
<br />
Erfahrungen mit eigenen Geräten lassen bedingt den Schluss zu, welche<br />
Marken grundsätzlich empfehlenswert sind, weil dort gegebenenfalls mehr auf Qualität geachtet wird.<br />
<br />
=== Zusatzkosten beim Kauf im Ausland ===<br />
<br />
Siehe Hauptartikel [[Zoll und Abgaben]].<br />
<br />
Beim Kauf eines scheinbar preisgünstigen Gerätes im Ausland ist zu beachten, dass hier neben Versandkosten noch [[Zoll und Abgaben]] fällig werden. Ein ''PC-basierten Messinstrument mit Oszilloskopfunktion'' für US$ 719,- aus Taiwan kostet dann letztendlich 875,- €, die sich so zusammensetzen:<br />
* Umrechnung in Euro (und Zollveranschlagung): 650,- €<br />
* Umsatzsteuer: 123,- €<br />
* Zollgebühren: 60,- €<br />
* Versand und Bankgebühren: 44,- €<br />
<br />
Der Preis unterscheidet sich am Ende kaum noch vom dem des lokalen Händlers. Aber der gibt auch noch Garantie, so dass ein Defekt nicht zum Totalverlust wird.<br />
<br />
===Spielzeuge aller Art===<br />
[[Datei:Karikatur oscilloscope sale.jpg|thumb|left|240px|Preisgünstiges "Spitzenoszilloskop" 5Gs]]<br />
Vor allem auf online-Börsen tauchen in jüngster Zeit immer öfter seltsam günstige Geräte auf: Offensichtlich scheint es gerade Mode zu sein, einen schwachbrüstigen Analog-Digital-Konverter hinter eine eher zufällig gewählte, krumme analoge Eingangsschaltung zu klemmen und an einen Mikrocontroller mit Grafik-LCD anzuschließen, um es als digitales Speicheroszilloskop (DSO) zum Sonderpreis zu verkaufen. <br />
<br />
Je nach Hersteller wird so ein Gerät komplett ohne Gehäuse geliefert, was mit Hinblick auf die Funktion und auch die Sicherheit sehr fragwürdig ist, oder es kommt in einem lustig aufgemachten Plastikgehäuse in MP3-Player-Format daher, das auch keine großartige Isolation bietet. Hinzu kommen Eindruck-schindende Namen und Logos, die Modernität und Qualität suggerieren sollen, oft noch unterstrichen durch die Assoziierung mit Open-Source und pseudo-Hacker / Maker Bewegungen.<br />
{{Absatz}}<br />
<br />
Im Vergleich zu richtigen Oszilloskopen sind dies leider nur Spielzeuge - Unsichere Spielzeuge! Es nervt auch, diese Dinger immer wieder im Forum des Besten "seit der Erfindung von geschnitten Brot" vorgestellt zu bekommen. Ein Blick auf die technischen Daten dieser "Oszilloskope" (sofern die Daten überhaupt angegeben werden) reicht nämlich, um festzustellen, dass man ein Spielzeug vor sich hat. Schön für den, der spielen will, schlecht für den, der sicher messen will.<br />
<br />
Ebenso verrät ein Blick auf die Schaltung des Analogeingangs, ob man Qualität vor sich hat. Fehlende Spannungsfestigkeit und fehlende Frequenzkompensation des Eingangsverstärkers sind sichere Zeichen für Schund. Wenn es eine Verbindung zum PC gibt, aber diese nicht isoliert ist, ist das ein weiteres Zeichen für Scheinqualität.<br />
<br />
In [http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/GW_Instek_GDS-1152A.pdf] kann man das Innenleben eines richtigen DSO bewundern. Man vergleiche dies mit den Innenleben der Spielzeug-"DSO"s.<br />
<br />
Ein anderes, sicheres Zeichen eines Spielzeug-"DSOs" ist es, wenn irgendein Ding aus Abgreifklemmen und Klinkenstecker als "Tastkopf" mitgeliefert wird oder die Buchse für den Tastkopf aus einer Klinkenbuchse oder ähnlicher Niederfrequenz-Anschlusstechnik besteht.<br />
<br />
Auffällig ist bei diesen Spielzeugen auch, dass sie vehement von typischen Fanboys verteidigt werden. Nicht mit technischem Argumenten, sondern mit Aussagen wie "aber ist billig", "aber ist cool", "aber enthält doch einen Arduino".<br />
<br />
Wer ein Oszilloskop haben möchte, mit dem man wirklich messen kann, sollte sich das Geld für ein Spielzeug-"DSO" sparen.<br />
<br />
== Funktion von Oszilloskopen ==<br />
=== Was wird gemessen? ===<br />
Oszilloskope zeigen oft einen Spannungsverlauf über einen kurzen, für das menschliche Auge in Realzeit nicht erfassbaren Zeitraum an. Je hochwertiger das Oszilloskop, desto kürzer ist dieser Zeitraum, beziehungsweise desto schneller darf sich das Signal ändern. Spitzengeräte können Perioden von wenigen Nanosekunden im gesamten sichtbaren Bildbereich darstellen, in welchem auch noch in Teilabschnitte hineingezoomt werden kann. Maßgeblich ist dafür ein manuell oder automatisch erzeugter Startzeitpunkt, der sogenannten Trigger. <br />
<br />
Mitunter werden aber auch sich sehr langsam ändernde Spannungsverläufe gezielt angezeigt, um Veränderungen von einem Trigger zum nächsten zusammenfassend darstellen zu können. Durch das Überschreiben der Kurven sind auch geringste Änderungen gut erkennbar. Die Darstellung ist der bei Herzmonitoren vergleichbar.<br />
<br />
Andere Größen, zum Beispiel Ströme, Drücke und Magnetfelder lassen sich anzeigen, wenn man zusätzlich entsprechende Wandler einsetzt, um aus den Größen zuvor eine Spannung zu erzeugen.<br />
<br />
=== Was wird dargestellt? ===<br />
<br />
Den Eingang für eine Spannung bezeichnet man bei einem Oszilloskop als Kanal. Die an den Kanälen anliegenden Spannungen können einzeln oder gemeinsam angezeigt werden. Bei Mehrkanal-Oszilloskopen kann man üblicherweise auch eine Spannung über eine Spannung darstellen (XY-Modus), womit Übertragungskennlinien von Bauteilen dargestellt werden können.<br />
<br />
Zusätzlich bieten moderne Oszilloskope die Möglichkeit, sich gewisse Kenngrößen der Spannungsverläufe anzeigen zu lassen. Gängige Werte sind zum Beispiel die Anzeige von Spitzenspannung und Effektivwert einer Spannung, Frequenz/Periodendauer, Anstiegs- und Abfallzeiten, Tastverhältnis und so weiter. Darüber hinaus bieten gute Oszilloskope Positionsmarken (Cursor), mit denen man, durch eine Linie dargestellt, auf dem Bildschirm Positionen im Spannungsverlauf markieren kann. Zur Position zugehörige Werte (Zeit oder Spannung), sowie die Differenz dieser Werte zwischen zwei Positionsmarken können abgelesen werden.<br />
<br />
Besonders [[#Digitale_Tischoszilloskope|digitale Oszilloskope]] können relativ viele unterschiedliche Kenngrößen anzeigen, da sich viele dieser Größen mit einfachen Algorithmen aus den vom Oszilloskop im Speicher erfassten Daten berechnen lassen. Ebenso sind einfache mathematische Operationen möglich, etwa eine diskrete Fourier-Transformation oder die Summe oder Differenz der Spannungsverläufe von zwei Kanälen. Oszilloskope der Oberklasse bieten darüber hinaus ausgeklügelte Möglichkeiten der Signalanalyse. <br />
<br />
Für spezielle Anwendungen finden sich in manchen Oszilloskopen besondere Messfunktionen. Zum Beispiel go/no-go (heißt meistens pass/fail) Messungen, mit denen eine Spannungsverlauf mit einem vorgegebenen Verlauf verglichen wird. Entspricht der Spannungsverlauf hinreichend dem vorgegebenen Verlauf wird ein "go" (oder pass = alles ist OK) Signal über einen externen Ausgang ausgegeben. Weicht der Verlauf zu stark ab ein "no go" (fail = Spannung stimmt nicht) Signal.<br />
<br />
Bereits in der Unterklasse digitaler Oszilloskope ist heutzutage eine PC-Schnittstelle üblich. Beim Kauf sollte man darauf achten, dass das Protokoll der Schnittstelle dokumentiert ist. Sonst ist man auf proprietäre PC-Software des Herstellers angewiesen. Bei Oszilloskopen der Unterklasse wird zwar häufig kostenlos PC-Software mitgeliefert, doch leider sind diese Programme durchgehend von erschreckend schlechter Qualität. Bei Oszilloskopen der Oberklasse lassen sich die Hersteller ihre PC-Software gerne zusätzlich sehr teuer bezahlen.<br />
<br />
== Analoge Oszilloskope ==<br />
=== Allgemeines ===<br />
[[Bild:Oszilloskop.png|thumb|right|300px|Hybrides Analog/Digital Oszilloskop]]<br />
Bei analogen Oszilloskopen wird das darzustellende Signal nach der Verstärkung direkt zur Ablenkung eines Elektronenstrahls verwendet.<br />
<br />
Brauchbare analoge Oszilloskope findet man oft schon für ca. 50 Euro bei Online-Auktionen und Kleinanzeigenmärkten. Für 200-400 Euro bekommt man dort recht gute Profigeräte<ref>Ein Gerät, welches mit dem Attribut ''Profigerät'' beworben wird, ist normalerweise keins.</ref> mit 60-200 MHz Bandbreite. Brauchbare Neugeräte fangen bei 600 Euro an. Der Oszilloskopmarkt wird von einigen wenigen Marken dominiert. Im höherpreisigen Segment sind es vor allem Keysight (HP /Agilent) und Tektronix, sowie Yokogawa und Lecroy. HAMEG (inzwischen in Rohde & Schwarz integriert) ist vor allem im mittleren Segment (500-1500 Euro) weit verbreitet. Man findet sie oft in Schule und Ausbildung. Preislich darunter finden sich diverse asiatische oder gelegentlich noch osteuropäische Hersteller von Analogoszilloskopen. Häufig treten diese Hersteller nicht unter eigenem Namen auf, sondern bieten ihre Geräte als OEM-Produkte an. <br />
<br />
Ganz einfache Geräte verfügen nur über einen Kanal<ref>Es gibt, beziehungsweise gab, nochmals einfachere Geräte, nämlich solche ohne Trigger. Die Zeiten solcher Gerät sind allerdings seit rund 50 Jahren vorbei. Daher sollte man den fehlenden Trigger nur bei historischen Gebrauchtgeräten finden.</ref>. Damit ist es nicht möglich, zwei Signale in zeitliche Beziehung zu setzen. Dies ist jedoch oft wichtig. Deshalb verfügen heutzutage auch einfache Geräte meist über zwei Kanäle.<br />
<br />
=== Bandbreite ===<br />
<br />
Die '''Bandbreite''' gibt darüber Auskunft, welche maximale Signalfrequenz das Oszilloskop noch verarbeiten kann. Bei der angegebenen Bandgrenze fällt die Verstärkung des Oszilloskops um 3dB ab, ein Sinussignal wird dann nur noch mit ca. 70% der wahren Amplitude angezeigt. Um Signalverläufe noch vernünftig interpretieren zu können, kann man grob sagen, dass man Signale bis 1/10 der Bandbreite gut dargestellt bekommt. Ein Rechtecksignal nahe der Bandgrenze würde z.&nbsp;B. nur noch als verschobener Sinus dargestellt werden <ref>Häufig wird von Anfängern bei der Bandbreitenbetrachtung vergessen, dass ein Rechtecksignal aus einer theoretisch unendlichen Summe von Signalen der Frequenzen f, 3 * f, 5 * f ... besteht. Für eine vernünftige Darstellung eines Rechtecksignals sollte die Oszilloskopbandbreite so groß sein, dass zumindest die ersten Oberwellen nicht gedämpft werden. Aus dieser Betrachtung ergeben sich Faustformeln, wie die, dass die Bandbreite eines Oszilloskops zehnmal (oder dreimal, oder fünfmal, je nachdem wie genau man messen möchte) größer sein sollte, wie die Grundfrequenz des Rechtecks.</ref>.<br />
<br />
Beim Messen von Digitalsignalen ist man meist an der '''Anstiegszeit''' interessiert. Die Anstiegszeit gibt an, wie lange ein Signal von 10-90% benötigt. Die Anstiegszeit des Oszilloskops gibt an, welche Anstiegszeit dargestellt wird, wenn man ein nahezu ideales Rechtecksignal mit annähernd Null Anstiegszeit anlegen würde. Man kann die Anstiegszeit direkt aus der Bandbreite berechnen.<br />
<br />
<math>t_{Osc} = \frac{0.35}{B}</math><br />
<br />
* <math>\!\, t_{Osc}</math> : Anstiegszeit des Oszilloskops in Sekunden (s)<br />
* <math>\!\, B</math> : Bandbreite in Hertz (Hz)<br />
<br />
Legt man ein reales Rechtecksignal an das Oszilloskop an, dann wird die Anzeige umso mehr verfälscht, je näher die Anstiegszeit des Eingangssignals der Anstiegszeit des Oszilloskops kommt. Dabei gilt folgender Zusammenhang.<br />
<br />
<math>t_S = \sqrt{t_{ges}^2-t_{Osc}^2}</math><br />
<br />
* <math>\!\, t_S</math>: Anstiegszeit des Eingangssignals<br />
* <math>\!\, t_{ges}</math>: Angezeigte Anstiegszeit auf dem Oszilloskop<br />
* <math>\!\, t_{Osc}</math>: Anstiegszeit des Oszilloskops<br />
<br />
Bei analogen Oszilloskopen ist die Bandbreite gegeben durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkers sowie die Signaldarstellung, also die Qualität des Ablenkverstärkers.<br />
<br />
=== Tastköpfe richtig benutzen ===<br />
<br />
Wenn man wirklich schnelle Signale messen will, spielt auch die Bandbreite des verwendeten Tastkopfes eine wichtige Rolle. Näheres dazu findet man [http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm hier]. Aber der beste Tastkopf nützt nichts, wenn man ihn falsch anschließt. Für schnelle Messung jenseits von ein paar MHz nutzt man praktisch immer 10:1 Tastköpfe mit 10 MOhm Eingangswiderstand und ca. 8-15pF Eingangskapazität. Je nach Typ erreicht man damit Bandbreiten von 100-500MHz. Danach muss man aber auch den Tastkopf richtig anschließen. Der mitgelieferte Masseanschluß mit Krokodilklemme ist zwar praktisch, für viele hochfrequente Messungen aber unbrauchbar. Ein Rechtecksignal damit zu messen ergibt dann oft starke Überschwinger, welche real aber gar nicht vorhanden sind, sondern durch die zu lange, induktive Masseleitung im Zusammenspiel mit der Eingangskapazität verursacht werden. Das sieht man z.B. [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975754 hier], den Messaufbau sieht man [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975896 hier].<br />
<br />
Für saubere, hochfrequente Messungen muss man die Masseanbindung so kurz wie möglich machen. Dafür haben die Tastköpfe oft ein kleines Zusatzteil, eine Massefeder, beigelegt (engl. [http://www.mikrocontroller.net/attachment/27280/groundspring.png ground spring]). Damit kann man die Masse auf kürzestem Wege anschließen und erhält ein sauberes Messergebnis wie man in diesem [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975931 Forumsbeitrag] sieht. Eine sehr gute Einführung zum Thema Tastköpfe und deren richtige Nutzung gibt es [[media:Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf | hier]] von [http://www.tek.com Tektronix] (engl.). Das gilt auch für stark gestörte Umgebungen, wie z.B. in einem Schaltnetzteil. Die Grundfrequenzen sind relativ niedrig, so im Bereich 50-1000 kHz, die Schaltflanken sind aber meist recht schnell, im Bereich von 10-500ns. Die dabei geschalteten hohen Ströme und Spannungen erzeugen starke magnetische und elektrische Wechselfelder, welche sehr gern und einfach in Tastköpfe einkoppeln. Um zu prüfen, ob ein Signal echt oder nur eine eingekoppelte Störung ist, macht man eine 0V Messung. D.h. man legt die Tastkopfspitze auf Masse (GND), ohne den mechanischen Aufbau nennenswert zu verändern. Wenn keine Störung einkoppelt, mißt man erwartungsgemäß 0V, alles andere sind eingekoppelte Störungen. Diese muss man durch eine verbesserte Tastkopfanbindung minimieren (Massefeder, anderer Massepunkt, Abschirmung, Klappferrite auf Tastkopfleitung am Oszi gegen Gleichtaktstörungen etc.) Eine Massefeder bzw. das passende Gegenstück für die Spitze des Tastkopfes kann man sich leicht aus 0,5mm Blankdraht selber wicklen, wie man auf diesem [https://www.mikrocontroller.net/attachment/410800/Tastkopf.jpg Bild] sieht. Die vollprofessionelle Version davon sind einlötbare [https://www.mikrocontroller.net/attachment/412457/socket.jpeg Sockel], in welche der Tastkopf gesteckt werden kann. Diese haben durch ihren koaxialen Aufbau noch bessere Schirmwirkung und HF-Eigenschaften.<br />
<br />
Wenn es dann in den Bereich 100MHz++ geht, wird man schnell auf einen aktiven Tastkopf oder einen passiven Z0-Tastkopf wechseln wollen. Warum das so ist, ist in diesem [http://www.signalintegrity.com/Pubs/straight/probes.htm Artikel] (engl.) erklärt.<br />
<br />
===Terminierung bei DC-Messung===<br />
Schliesst man an den hochomigen Messeingang eines Oszilloskopes eine Koaxialleitung mit 50 Ohm Impedanz direkt an, um irgendwo direkt zu messen, so muss diese möglichst dicht am Oszilloskop mit 50 Ohm terminiert werden, um Reflexionen und Phantomsignale zu vermeiden. Wird aber direkt mit 50 Ohm terminiert, so führt das zu einer starken Belastung der Quelle und des Terminierungswiderstandes. Insbesondere dann, wenn man z.B. auf einem DC-Pegel eine Welligkeit messen möchte. Die Gleichspannung liegt in diesem Falle direkt am Terminierungswiderstand an. Das ist oft nicht tolerierbar, da dann ein u.U. hoher Gleichstrom durch den Widerstand abfließt, die Quelle belastet und selber heiß wird.. Aus diesem Grunde muss der Terminierungswiderstand mit einem schnellen, keramischen Kondensator entkoppelt werden. Siehe Bild.<br />
[[Bild:DC-Messadapter.svg|thumb|300px|DC-Messadapter mit 50 Ohm Terminierung]]<br />
Achtung, die Anordnung hat einen Frequenzgang. Es ist gegebenenfalls zu überlegen, ob der Frequenzgang noch toleriert werden kann. Gegebenenfalls ist der Kondensator entsprechend zu ändern. Auf ausreichende Spannungsfestigkeit achten!<br />
An den 4mm Klemmen kann über einen 2k2 ohm Widerstand ein Digitalmultimeter angeschlossen werden. Der 2k2 Widerstand beeinflusst die Messung mit einem hochomigen Digitalmultimeter fast nicht, verhindert aber das verstärkte Einkoppeln von Störungen über die Messleitungen in das Oszilloskop.<br />
<br />
Eine Platine für eine solche kapazitiv entkoppelte 50 Ohm Terminierung als [http://www.mikrocontroller.net/articles/KiCAD KiCad] Projekt findet sich hier: [[Media:DC-50Ohm_Terminierung_RevE_25Mar2015.zip]] Gerber Files und ein Schaltplan in PDF sind im Projekt vorhanden, es kann also auch ohne KiCad verwendet werden.<br />
<br />
=== Triggerung ===<br />
<br />
Oszilloskope unterscheiden sich oft stark in den Triggerungsmöglichkeiten. Bei guten Geräten kann man z.&nbsp;B. die Triggerung variabel verzögern. Erst dadurch wird es möglich, dass man sich Signale genauer anschauen kann, die zeitlich weit hinter einem Triggerereignis kommen. Eine weitere Funktion bei höherklassigen Oszilloskopen ist eine zweite Zeitbasis. Mit dieser kann man in einen Ausschnitt des Messsignals hereinzoomen<ref>Die zweite Zeitbasis steuert einen zweiten Strahl (ähnlich wie einen separaten Kanal), der das gleiche Eingangssignal erhält. Die zweite Zeitbasis wird auf eine höhere Horizontalfrequenz eingestellt als die erste. Zusammen mit einer horizontalen Verschiebung der Darstellung kann man nun Ausschnitte des Signals durchfahren und vergrößert betrachten.</ref>.<br />
<br />
Mit Analog-Oszilloskopen kann man sich hauptsächlich periodische Signalverläufe anschauen, also solche, die zeitlich immer wiederkehrend sind. Denn nur so kann ein Signal immer wieder auf den Schirm "geschrieben" werden und erscheint als stehendes Bild. Aperiodische Signale, wie z.&nbsp;B. auf Datenübertragungsleitungen, sind damit nicht darstellbar. Sie laufen mit einem Strahldurchgang über den Schirm. In dieser kurzen Zeit ist es jedoch nur selten möglich, sie visuell aufzunehmen. Mit einer Digitalkamera kann man solche Signalverläufe mitunter trotzdem einfangen. Früher sehr hochpreisige, heute nicht mehr übliche Analog-Oszilloskope hatten eine eingebaute Speichermöglichkeit (Speicherröhre) für einmalige Signale. Diese Klasse von Analog-Oszilloskopen wurde durch digitale Speicheroszilloskope (DSOs) abgelöst.<br />
<br />
Manche Analog-Oszilloskope bieten eine Möglichkeit, die Triggerung nur zu einem definiertem Zeitpunkt anzustoßen, somit kann auch der Anlaufstrom eines Motors mit einem Analog-Oszilloskop dargestellt werden.<br />
<br />
=== Analoge Speicheroszilloskope ===<br />
Inzwischen eher selten sind analoge Speicheroszilloskope anzutreffen. Diese speichern im Gegensatz zu digitalen Speicheroszilloskopen nicht das Signal selbst, sondern das Bild auf der Röhre. Dies wird mit speziellen speichernden Bildröhren erreicht. Je nach Typ kann es mehrere getrennt betreibbare Bereiche geben, um beispielsweise 2 Bilder eines Signales zu unterschiedlichen Zeitpunkten darstellen zu können (z.B. Tektronix 549).<br />
<br />
Einige wenige dieser Oszilloskope waren sogar in der Lage, das aufgezeichnete Bild auf Papier auszugeben (z.B. "HP Model 175A" mit Modul 1784A).<br />
<br />
=== Vergleichstabelle Analogoszilloskope ===<br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Neugeräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.<br />
<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="analogoszis" style="width:50em"<br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:6em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:3em" | Preis, ab [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:3em" | Bandbreite / [MHz]<br />
! style="width:5em" | Röhre BxH / [cm]<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| C1-94, S1-94, OS10, AO-610, [http://www.ett-online.de/html/de/werkstatt/oszilloskope/digitale-oszilloskope/oszilloskop-mccheck-st16b-1-kanal-10-mhz/article-4-55152-459045509045501590.html ST16B], CS10, GOS-310, 72-6602, HUC70, CS1010 [http://www.conrad.de/ce/de/product/122413/VOLTCRAFT-6102-Analoges-1-Kanal-Oszilloskop-Bandbreite-0-DC-10-MHz VC 610/2]<br />
| Original-<br>hersteller unklar<br />
| 180<br />
| 1<br />
| 10<br />
| 4,8 × 6<br />
| Seit Jahrzehnten von vielen No-Name Herstellern in unterschiedlichen Ausführungen und Bauformen im Angebot. Wenig empfehlenswert für µC-Arbeiten. <br />
|-<br />
| [http://www.attenelectronics.com/Products/Oscilloscopes/Analog_oscilloscope/2012/0728/129.html AT7328]<br />
| Atten<br />
| 280<br />
| 2<br />
| 20<br />
| 8 × 10<br />
|<br />
|-<br />
| CS-4128<br />
| <br />
| 280<br />
| 2<br />
| 20<br />
| 8 × 10<br />
|<br />
|-<br />
| [http://www.attenelectronics.com/Products/Oscilloscopes/Analog_oscilloscope/2012/0728/128.html AT7340]<br />
| Atten<br />
| 480<br />
| 2<br />
| 40<br />
| 8 × 10<br />
| <br />
|-<br />
| [http://www.conrad.de/ce/de/product/122421/VOLTCRAFT-VC-630-2-Analoges-2-Kanal-Oszilloskop-Bandbreite-0-DC-bis-30-MHz/?ref=category&rt=category&rb=1 VC 630-2]<br />
| Voltcraft<br />
| 480<br />
| 2<br />
| 30<br />
| 8 × 10<br />
| <br />
|-<br />
|}<br />
<br />
== Digitale Speicheroszilloskope ==<br />
=== Allgemein ===<br />
<br />
[[Bild:tektronix.jpg|thumb|right|300px|Digitales Speicheroszilloskop vom Anfang des Jahrtausends]]<br />
Ein digitales Speicheroszilloskop (englisch DSO, '''D'''igital '''S'''torage '''O'''scilloscope) digitalisiert das Eingangssignal mit einem Analog-Digital-Wandler und legt die Werte in einem Speicher ab. Damit ist die Bandbreite nur durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkers gegeben. Der Vorteil der Speicherung ist, dass man auf diese Weise Momentaufnahmen eines Signals machen und damit einmalige (transiente) Ereignisse (Spikes, Datenübertragungen) erkennen und darstellen kann, was besonders bei digitalen Schaltungen, z.&nbsp;B. mit Mikrocontrollern, sehr nützlich ist. Weiterhin lässt sich das Signal "vermessen" (z.&nbsp;B. um die Baudrate einer Datenübertragung zu bestimmen), man kann die Frequenz und den Effektivwert anzeigen lassen, das Frequenzspektrum, und je nach Modell noch vieles mehr. Das Signal wird in S/W oder Farbe auf einem LCD dargestellt, lässt sich aber oft auch über einen angeschlossenen Drucker ausdrucken oder an den PC übermitteln.<br />
<br />
Der wichtigste Parameter bei digitalen Oszilloskopen ist die '''Abtastrate''', die angibt, mit welcher Rate das Eingangssignal digitalisiert wird. Um ein Signal mit einer gegebenen Frequenz ausreichend genau in Phase und Amplitudenverlauf darstellen zu können, sollte es mindestens mit der 10-fachen Frequenz abgetastet werden. Nur dann lassen sich in der Regel die interessanten Details in einem Signal erkennen. Für eine genaue Analyse analoger Signale, um z.B. die Güte einer Flanke oder Überschwinger beurteilen zu kjönnen, ist sogar ein Faktor von 25 bis 40 anzuraten<ref>Dieser Anhaltswert liegt nochmals weit über der Nyquist-Frequenz (zweifache Grenzfrequenz), ist aber nötig, um Abweichungen von der idealen Signalform zu sehen - z.B. bei Rechecksignalen. Die zehnfache Abtastfrequenz bedeutete, dass man nur 10 Messpunkte pro Signalperiode hat, was in einer 1:1 Darstellung auf dem Bildschirm gerade eben 10 nebeneinander liegenden Pixeln entspräche, was in der Regel sehr wenig ist, um ein Signal zu beurteilen.</ref> Wichtig ist in dem Zusammenhang auch die analoge Bandbreite des Oszilloskops. Ein gutes Verhältnis ist wäre eine mindestens 4-6 fache Überabstastung im Bezug auf die Bandbreite je Kanal, also z.B. 1Gsps für einen Zweikanaler mit 100MHz Bandbreite - besser 2Gsps. Damit wären dann Signale bis etwa 10 MHz ausreichend genau darstellbar. <br />
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Außerdem sind die '''Speichertiefe''' und die '''Wandler-Auflösung''' interessant. Ein Oszilloskop, das mit acht Bit Auflösung abtastet und 2000*8 Bit Speicher hat, kann 2000 Samples abspeichern, was einer Darstellung von 2000*256 Pixeln entspricht. Acht Bit Auflösung ist heutzutage ein gängiger Wert, auch wenn er niedrig erscheint. Ein normales Oszilloskop ist kein Präzisionsmessgerät und acht Bit sind für die Darstellung auf den Displays normaler Oszilloskope ausreichend. <br />
<br />
Bei der Wandlung und Speicherung gibt es unterschiedliche Verfahren: Ehemals günstige Oszilloskope wie die TDS1000-Serie von Tektronix verwenden '''CCD-Speicher''' (Eimerkettenspeicher, ein analoges Schieberegister); die Messwerte werden erst gespeichert, und dann digitalisiert. Nachteile dieser Vorgehensweise sind ein stärkeres Rauschen, die begrenzte Speichertiefe und Totzeiten, während der keine Eingangswerte aufgenommen werden. Diese entstehen, da das Wandeln aller Werte aus dem analogen Zwischenspeicher länger dauert als die Zeit zum Füllen dieses Speichers. Deshalb muss das Gerät bis zum Abschluss der Wandlung warten, bevor es den Speicher erneut füllt.<br />
<br />
Früher wandelten nur teurere Modelle in Echtzeit mit schnellen Flash-[[AD-Wandler]]n und speicherten die Messwerte direkt in einem schnellen RAM. Die Speichertiefe ist dabei praktisch unbegrenzt, allerdings sind Wandler sehr teuer, die mehrere GS/s schaffen. Durch einen Trick (mehrere verschachtelte langsame AD-Wandler) setzen sich AD-Wandler bei günstigen Modellen durch. Oszilloskope, die diesen Trick verwenden, erkennt man daran, dass die Abtastfrequenz mit der Anzahl der aktivierten Kanäle sinkt. Zum Beispiel, findet man Vierkanaloszilloskop mit vier Wandlern à 250 MS/s, die bei Benutzung nur eines Kanals 1 GS/s für diesen Kanal erreichen, bei Benutzung von zwei Kanäle 500 MS/s pro Kanal und bei Benutzung von drei oder vier Kanälen 250 MS/s pro Kanal.<br />
<br />
In den richtig schnellen Geräten (mehrere GHz Samplerate) ist ein ähnlicher Trick üblich. Dort sind in den verwendeten Wandlerschaltkreisen eine größere Anzahl Sample-and-Hold-Stufen und AD-Wandler integriert. Die Eingangsspannung wird dann zeitversetzt in den Sample-and-Hold-Stufen gespeichert und von den im Vergleich zur Samplerate langsameren AD-Wandlern umgesetzt. Die Ausgangslogik sorgt dann dafür, dass die Daten in der richtigen Reihenfolge ausgegeben werden. Ein Problem bei dieser Vorgehensweise sind unterschiedliche elektrische Eigenschaften der parallelen Wandlerstufen. <br />
<br />
Natürlich spielt der Verwendungszweck eine entscheidende Rolle bei der Auswahl. Auf dem Labortisch, wo meist nur kleine Spannungen mit einem gemeinsamen Massebezug vorkommen, werden andere Anforderungen an ein Oszilloskop gestellt, als z.&nbsp;B. im Servicebereich für Industriesteuerungsanlagen, Automatisierungstechnik, usw. Dort sind weniger hohe Abtastraten wichtig, sondern eher eine größere Anzahl Eingangskanäle, die galvanisch voneinander getrennt sind, Spannungsfestigkeit bis min. 500 Volt, sowie speziell bei Störungsanalysen, die Möglichkeit, komplexe Triggermuster einzustellen, und eine integrierte große Festplatte, um einzelne Ereignisse automatisiert über lange Zeiträume hinweg festhalten zu können. Ein Beispiel für so ein hochwertiges Gerät ist ein Yokogawa Scopecorder (DL708). Allerdings sind bei solchen Geräten die Preise nach oben hin offen.<br />
<br />
=== Digitale Tischoszilloskope ===<br />
==== Allgemeines ====<br />
<br />
DSO Tischoszilloskope sind die klassischen, in sich abgeschlossenen Geräte, die in der Gestaltung analogen Oszilloskopen ähneln. Daneben gibt es zum Beispiel auch PC-DSOs. Viele Tischgeräte sind bereits so klein (geringe Tiefe) und leicht, dass sie zu Recht als tragbare Geräte bezeichnet werden können. Beim Neukauf eines Oszilloskops sind diese Geräte die Gefragtesten.<br />
<br />
Mittlerweile ist es üblich, dass man bereits bei Einsteigermodellen eingebaute USB oder RS-232 Schnittstellen findet und eine (häufig sehr simple) Windows-Software zur Bedienung vom PC aus oder zumindest zum Auslesen von Daten auf den PC. Ebenfalls häufig sind USB oder ähnliche Schnittstellen für USB-Memorysticks oder Speicherkarten zum Speichern von Messwerten, Screenshots und Konfigurationen. Ironischerweise sind Schnittstellen und Windows-Software bei Markengeräten häufig gesondert zu erwerben, während sie bei eher unbekannten Marken kostenlos mitgeliefert werden, wenn auch die Qualität der kostenlosen Software häufig zu wünschen übrig lässt.<br />
<br />
Beispiele für günstige Einstiegsmodelle unter 600 Euro sind die niederpreisigen Geräte von Rigol, Hantek, Owon, Siglent und Atten. Für relativ wenig Geld erhält man für einfache Anwendungen ein brauchbares Oszilloskop mit ein paar Highlights aber auch auffälligen Einschränkungen und Fehlern in der Hard- und Software. Viel oder überhaupt Service kann man von diesen Firmen für sein Geld meist nicht erwarten.<br />
<br />
Geräte bspw. von [http://www.instek.com/ Instek] sind etwas teurer. Geräte aus der GDS-1000A oder GDS-1000U Serie dürften zum Einstieg interessant sein, oder mittlerweile die modernere Serie DS2000 von Rigol, bzw SDS2000 Serie von Siglent.<br />
<br />
Ein weiteres Beispiel für ein Einstiegsmodell war das [http://www.tek.com/site/ps/0,,40-15314-INTRO_EN,00.html TDS1002] von Tektronix (ca. 1200 Euro). Dazu muss man allerdings sagen, dass Tektronix die aktuelle Entwicklung etwas verschlafen hat. Der nur 2 kByte große Speicher ist nicht mehr zeitgemäß. Geräte der [http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=-33575.0&cc=DE&lc=ger&pageMode=OV Agilent InfiniiVision 2000X Serie] beginnen in einem ähnlichen Preisbereich aber mit wesentlich mehr Features.<br />
<br />
Sind 4 Kanäle gewünscht, aber das Budget begrenzt, lohnt sich ein Blick auf die DS1000'''Z''' Serie von Rigol.<br />
<br />
Einige Hersteller wie R&S und Keysight bieten inzwischen preisgünstige EDU-Versionen ihrer Oszilloskope für die Ausbildung an, die mit abgespeckten Funktionen aufwarten und besonders günstig abgegeben werden. Diese haben die gleiche wertige Analogtechnik und Signalverarbeitung verbaut, kosten dafür auch mehr, als klassischer Einsteigermarken mit gleichem Funktionsumfang. In einigen Fällen muss zum Erwerb aber eine Berechtigung in Form eines Ausbildungsnachweises erbracht werden.<br />
<br />
==== Vergleichstabelle digitale Tischoszilloskope ====<br />
<br />
;Wichtiger Hinweis: Diese und andere Tabellen werden gelegentlich von Freiwilligen auf den aktuellen Stand gebracht und können veraltet sein. <br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn. <BR/><br />
Anmerkung: Für Viele Modelle aus dieser Tabelle gibt es bereits Nachfolgemodelle. <BR/><br />
<BR/><br />
Legende: <BR/><br />
opt.: optional, kostenpflichige Erweiterung (Hardware und/oder Software)<BR/><br />
<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="digitaloszis" style="width:60em" <br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! style="width:6em" | Display<br />
! style="width:8em" | Inface<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.conrad.de/ce/de/product/122485/VOLTCRAFT-Vorteilsset-DSO-1062D-2-Kanal-Oszilloskop-Digitales-Speicheroszilloskop-Bandbreite-60-MHz-inkl-2-Tastkoepf DSO5062D]<br />
| [http://www.conrad.de/ Conrad]<br />
| 329.-<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host<br />
| Gleiche Hardware wie das Hantek DSO5062B und leicht modifizierte Software.<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/en/ProductDetail_3_3.html DSO5000B Series]<br />
| [http://www.hantek.com.cn/en/index.html Hantek]<br />
| ab 290$<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 60<BR/>100<BR>200<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host<br />
| Mit 60MHz beliebt, da es einen Hack auf 200 MHz gibt. Ebenso diverse Hacks an der Hardware. Auch als Tekway oder Protek im Handel.<br />
|-<br />
| MSO5000D serie<br />
| Hantek<br />
| <br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60 <br> 100 <br> 200<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <br />
| 2CH +16 Logik <br/> weitgehend baugleich mit DSO5000B Serie<br />
|-<br />
|-<br />
| DSO3062A<br />
| Agilent<br />
| 800<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 4k<br />
| 320x&shy;240, 5.7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host (modul)<br />
| weitgehend baugleich mit Rigol DS5000<br />
|-<br />
| InfiniiVision 2000 X Serie<br />
| Agilent<br />
| 950 - 2600 <br />
| 2/4<br />
| 1000<br>2000<br />
| 70<BR>100<BR>200 <br />
| 8 <br />
| 100k<br />
| 800x&shy;480, 8.5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x<br />
| Markengeräte mit exzellentem Preis-Leistungs-Verhältnis. Software-Aufrüstbar (Funktionsgenerator, Protokoll-Dekoder, usw.)<br />
|-<br />
| [http://%5Bhttp://www.owon.com.hk/products.asp?ParentID=57&SortID=87 OWON <br/> XDS--A(+)<br /> <br /> '''•12-bit:''' <br /> 3062 A(+) <br /> 3102 A(+) <br /> <br /> '''•14-bit:''' <br /> 3202 A(+)]<br />
| [http://www.owon.com.hk/main.asp OWON]<br />
| <br/> <br/> <br/> 430.. <br/> bis <br/> 720€ <br/><br />
<br /><br />
~1350€<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| <BR/><BR/>60<BR/><BR/>100<BR/><BR/>200 <br />
| <BR/><BR/>12<BR/><BR/>12<BR/><BR/>14<br />
| <BR/><BR/> 40M<br /><br />
| 800x600 <br /> <br />
<br /><br />
8" Touch-screen <BR/><br /><br />
(3062A(+): ohne <BR/> Touchscreen) <br />
| •USBx2 <BR/> •LAN <BR/> •WiFi <BR/> •VGA/AV <br /><br />
•• A+ : incl. <BR/> •2ch-FG <BR/> •Multimeter <BR/> •DataLogger<br />
| •LabView komp. <br /><br />
•LiIon-Akku opt. •Bus-Decoder opt. <br /><br />
<br /><br />
'''•Echtes Glimpse-Of-Nirvana Teil''' <br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds1000e/ Rigol DS1000E Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| ab 296<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 50<BR>100<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 320x&shy;240, 5.7”<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232<br />
| optional 16-Kanal Logikanalysator = DS1052D (DS1102D). Im Netz kursieren diverse, mehr oder weniger ernst zu nehmende Anleitungen, wie man ein DS1052E per Software auf ein DS1102E umrüsten kann.<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds1000z/ Rigol DS1000Z Series]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| ab 375<br />
| 4<br />
| 250<br>500<br>1000<br />
| 50<BR>70<BR>100<br />
| 8<br />
| 12M<BR>24M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| optionaler dualer Funktionsgenerator 25Mhz (DS1000Z'''-S'''). Im Netz kursieren diverse, mehr oder weniger ernst zu nehmende Anleitungen, wie man ein DS1054Z/DS1074Z per Software auf ein DS1104Z umrüsten und den gesamten Funktionsumfang freischalten kann.<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds2000/ DS2000 Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| 589 - 1505<br />
| 2<br />
| 2000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 14M<BR>56M<br />
| 800x&shy;480, 8"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind 56M, serielle Dekoder, weitere Trigger. Lassen sich alle über generierte Serial freischalten und sogar auf Topmodel DS2202 (200MHz) upgraden, da identische (gute) Hardware u. Lieferumfang - keine Hardwaremodifikation nötig. Dank LXI (offene Spezifikation) gute Softwareanbindung. Vertikalauflösung ab 0,5mV/Div!<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds2000/ MSO5000 Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| 963 - 3569<br />
| 2/4<br />
| 2000<br>4000<br>8000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>350<br />
| 8<br />
| 100M<BR>200M<br />
| 1024x&shy;600, 9"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind serielle Dekoder, weitere Trigger. Lassen sich alle über generierte Serial freischalten und auf Topmodel MSO5354 (350MHz) upgraden, da identische (gute) Hardware u. Lieferumfang - keine Hardwaremodifikation nötig.<br />
|-<br />
| [http://www.siglent.com/ens/pdxx.aspx?id=25&T=2&tid=1/ SDS2000 Serie]<br />
| [http://www.siglent.com/ENs/index.aspx/ Siglent]<br />
| 850 - 2700<br />
| 2<br>4 <br />
| 2000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 28M<br />
| 800x&shy;480, 8"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI) <br/> •PASS/FAIL<br />
| 110.000wrfms/s, seqmentierter Speicher! (dann bis 300.000wrfms/s, HRES Erfassung mit höherer vertikaler Auflösung, Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind serielle Bus-Dekoder, MSO Option, Funktionsgeneratorausgang Dank LXI gute Softwareanbindung. <br />
|-<br />
| [http://www.owon.com.hk/products.asp?ParentID=57&SortID=66 Owon SDS Serie]<br />
| [http://www.owon.com.hk/main.asp Owon]<br />
| 260€ (5032E) - 1100€ (9302)<br />
| 2<br />
| 125<br>250<br>1600<br>3200<br />
| 30<BR>60<BR>70<BR>100<BR>125<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 10k<br>10M<br />
| 800x&shy;600, 8"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <BR/> •VGA (opt.) <BR/> ''oder'' <BR/> •RS-232 (opt.)&shy;(nicht -E)<br />
| Akkubetrieb optional (nicht -E)<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=46 GDS-1000 Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek] <br />
| 350 - 550<br><br />
| 2<br />
| 250<br />
| 25<BR>40<BR>60<BR>100<br />
| 8<br />
| 4k<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •SD-Slot<br />
| Von Conrad teurer als DSO-4000 Serie erhältlich (475 - 950&euro;).<br>[http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br> GW Instek alias Good Will Instrument Co., Ltd<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=42 GDS-1000'''A''' Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek]<br />
| 500<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60<BR>100<BR>150<br />
| 8<br />
| 2M<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •SD-Slot<br />
| [http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br> GW Instek alias Good Will Instrument Co., Ltd<br />
|-<br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! style="width:6em" | Display<br />
! style="width:8em" | Inface<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=34 GW Instek GDS-2000 Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek]<br />
| 850 - 1800<br />
| 2/4<br />
| 1000<br />
| 60<BR>100<BR>200<br />
| 8<br />
| 5k<br>25k<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x <BR/> •RS-232<br />
| Weitgehend baugleich mit Conrad Voltcraft DSO-8000 Serie. Vier-Kanal Versionen haben keinen externen Trigger und weniger Trigger-Funktionen.<br>[http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br />
|-<br />
| TDS-1002B<br />
| Tektronix<br />
| 1100<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 2.5k<br />
| 320x&shy;240<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host<br />
| verhältnismäßig starkes Rauschen, siehe Text oben<br />
|-<br />
| [http://teledynelecroy.com/oscilloscope/oscilloscopeseries.aspx?mseries=50 WaveJet 3xx]<br />
| [http://teledynelecroy.com/ LeCroy]<br />
| 2800 - 8000<br />
| 2/4<br />
| 1000<br>2000<br />
| 100<BR>200<BR>350<BR>500<br />
| 8<br />
| 500k<br />
| 640x&shy;480, 7.5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN<br />
| verfügbar z.&nbsp;B. bei Farnell<br />
|-<br />
| WaveAce Serie<br />
| [http://teledynelecroy.com/ LeCroy]<br />
| 1000 - 3500<br />
| 2<br />
| 250 - 2000<br />
| 60 - 300<br />
| 8<br />
| 4k - 8k<br />
| 320x&shy;240<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232(?)<br />
| Daten beziehen sich etvl. auf nicht mehr erhälltliche Serie (bitte überprüfen)<br />
|-<br />
| [http://www.dlm2000.de DLM20XX]<br />
| YOKOGAWA <br />
| 3300 - 8000<br />
| 2<br>4<br>3+1<br />
| 1250<br>2500<br />
| 200<BR>350<BR>500<br />
| 8<br />
| 12,5M<br />
| 1024x&shy;768, 8.4"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x <BR/> •LAN (opt.) <BR/> •RGB Video<br />
| Vertrieb direkt vom Hersteller!<br />
|-<br />
| [http://www.uni-trend.com/UT2025B.html UNI-T UT2025B]<br>Voltcraft DSO-1022 M<br><br />
| [http://www.uni-trend.com/ Uni-Trend Group Limited]<br />
| 290 - 356<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 512k<ref name="unit">Uni-Ts Angaben zur Speichertiefe sind mit Vorsicht zu genießen. Seit Jahren wirbelt die Firma mit Begriffen wie ''memory length'', '' memory depth'', ''recording length'' und ''saving depth'' herum - jeweils mit unterschiedlichen Werten für das gleiche Oszilloskop. Dabei vermeidet Uni-T Begriffsdefinitionen zu geben. Im Zweifelsfall sollte man mit dem kleinsten Wert aller Angaben rechnen.</ref><br />
| 320x&shy;240 (Monochrom)<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232 <BR/> •LAN (opt.)<br />
| Als UT2025'''C''' mit Farbdisplay. UT2000 Serie 25-200MHz, 2CH 250MSa/s bis 1GSa/s<br>wenig Rauschen<br />
|-<br />
| [http://www.uni-trend.com/UTD2052CEL.html UTD2052CEL]<br />
| [http://www.uni-trend.com/ Uni-Trend Group Limited]<br />
| 369,-<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 50<br />
| 8<br />
| 12,5k<br>25k<br>1,2M<br />
| 400x&shy;240<br />
| •USB Host<br />
| Displayauflösung beträgt 800x480, der Displaycontroller faßt jedoch immer 2x2 Pixel zusammen (Menü nimmt relativ viel Platz auf dem Bildschirm ein)<br />
|-<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/de/Produkte/messtechnik-testsysteme/oszilloskope/HMO1002-%7C-Kerndaten-%7C-4-%7C-11696.html HMO1002]<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/ Rohde & Schwarz]<br />
| 950 - 1190<br />
| 2<br />
| 1000 <br />
| 50<br>100<br />
| 8<br />
| 500k<br />
| 640x&shy;480, 6,5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <br />
| Umfangreiche Zusatzfunktionen wie Mustergenerator, Frequenzgenerator, 2-Kanal DVM, Frequenzzähler, Komponententester und 8 Kanal MSO Opt. <br />
|-<br />
| [http://value.rohde-schwarz.com/vi/value/oscilloscopes/r-srhmo1202-digital-oscilloscope.html/ HMO1202]<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/ Rohde & Schwarz]<br />
| - <br />
| 2<br />
| 1000<br>2000<br />
| 100<br>200<br>300<br />
| 8<br />
| 1M<br>2M<br />
| 640x&shy;480, 6,5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <br />
| Optionen für I2C, RS232, UART, CAN, LIN serielle Busanalyse, Umfangreiche Zusatzfunktionen wie Mustergenerator, Frequenzgenerator, 2-Kanal DVM, Frequenzzähler, Komponententester und 8 Kanal MSO Opt. <br />
|-<br />
| [http://www.peaktech.de/produktdetails/kategorie/digital-oszilloskope/produkt/p-1265.html PT 1265]<br />
| [http://www.PEAKTECH.de Peaktech]<br />
| ca. 290<br />
| 2<br />
| 125<br />
| 30<br />
| 8<br />
| 10k<br />
| 800x&shy;600, 8"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <BR/> •VGA<br />
| Optional: Akkupack 4000 mA<br />
|}<br />
<br />
Weitere Marken, die gelegentlich auf dem deutschen Markt auftauchen, häufig über eBay, sind <br />
<br />
* GAOtek<br />
* Hangzhou Jingce (JC)<br />
* Tonghui<br />
* Ypioneer<br />
* Jiangsu Lvyang<br />
* Siglent (Zweitmarke von Atten)<br />
<br />
Über deren Qualität hört man wenig oder gar nichts.<br />
<br />
=== PC-Oszilloskope ===<br />
==== PC-Zusätze ====<br />
===== Allgemeines & Beachtenswertes =====<br />
<br />
PC-Oszilloskope / PC-Zusätze sind im Prinzip digitale Speicheroszilloskope, mit der Besonderheit, dass sie die Daten nicht selbst anzeigen, sondern an einen PC übermitteln. Beim Kauf eines PC-Oszilloskops sollte man besonders vorsichtig sein, da viele Angebote irreführende Informationen enthalten. Sehr beliebt ist z.&nbsp;B. die Werbung mit der Analogbandbreite, also die Bandbreite die der Analogteil der Schaltung (Eingangsverstärker) verarbeiten kann. Wenn hier 100 MHz angegeben sind bedeutet das aber nicht, dass sich auch wirklich Signale bis 100 MHz darstellen lassen; wenn der Wandler nur mit 40 MS/s abtastet ist das Oszilloskop gerade noch bis 4 MHz verwendbar. Ebenso sollte man nur die Echtzeit- oder Realtime-Abtastrate beachten, eine manchmal ebenfalls angegebene "Äquivalent-Abtastrate" ist nur bei periodischen Signalen zu gebrauchen und damit im Umfeld von Mikrocontrollern meist wertlos.<br />
<br />
Die Wahl zwischen einem Tischoszilloskop und einem PC-Zusatz ist nicht nur eine Geld-, Leistungs- oder Qualitätsfrage. Ein Tischgerät lässt sich anders bedienen (echte Knöpfe, sicherer Stand) und belegt nicht den PC oder Laptop. Erfahrene Entwickler ziehen ein separates Gerät einem PC-Zusatz vor. Zum Teil ist dies eine Generationsfrage.<br />
<br />
Hinzu kommt, dass billige PC-Oszilloskope meist keine galvanische Trennung an ihrer USB-Schnittstelle besitzen. Ein Fehler bei einer Messung kann daher nicht nur das Oszilloskop, sondern gleich den PC mit beschädigen. Das gleiche Problem kann man übrigens auch bei einfachen Tischoszilloskopen mit PC-Schnittstelle haben. Allerdings kann man Tischgeräte auch ohne die PC-Verbindung betreiben, PC-Oszilloskope nicht.<br />
<br />
Gelegentlich wird geraten, das Oszilloskop, egal ob Tischgerät oder PC-Zusatz, immer über einen "self powered" USB-Hub (einer mit eigenem Netzteil) mit dem PC zu verbinden. Ob ein solcher Hub als Schutzmaßnahme geeignet ist, besonders zum Personenschutz, sei dahingestellt. Schaden sollte er nicht.<br />
<br />
Besonders zu beachten ist die PC-Software. Nicht nur, ob sie zum Zeitpunkt des Kaufs wenigstens grundsätzlichen Ansprüchen genügt, sondern auch, ob der Hersteller vermutlich willens und in der Lage ist, die Software über viele Jahre zu warten. Stichwort Investitionssicherheit. Ohne Wartung kann eine Inkompatibilität in der Software zum nächste Windows Service-Pack oder zur nächste Windows-Version das Gerät völlig entwerten.<br />
<br />
Leider ist es so, dass es fast keine freie [[Oszilloskop#Software|Oszilloskopsoftware]] gibt. Die Protokolle zwischen Oszilloskop-Vorsätzen und Computer sind meist proprietär, und selten hat sich ein Entwickler freier Software die Mühe gemacht, ein Protokoll zu entschlüsseln. Noch seltener ist es, dass auf dieser Basis eine brauchbare oder gar gute Software geschrieben wurde. So ist ein Ausweichen auf freie Software kaum möglich, sollte der Hersteller die Wartung aufgeben. Man ist im Normalfall auf Gedeih und Verderb dem Hersteller ausgeliefert.<br />
<br />
===== Vergleichstabelle PC-Zusätze =====<br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.<br />
<br />
Alle hier gelisteten Geräte haben einen USB-Anschluss.<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="pczusatzoszis" <br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:8em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.elandigitalsystems.com/support/usbtmfaq/software.php USBscope50]<br />
| Elan Digital Systems<br />
| 249<br />
| 1 (-4)<br />
| 50<br>1000<br />
| 10<br>75<br />
| 8<br />
| 3k<br />
| CAT II, 300V galv. Trennung zu USB, OpenSource SDK, Java, Linux, LabView<br />
|-<br />
| PicoScope 2104<br />
| Pico Technology<br />
| 180<br />
| 1<br />
| 50<br />
| 10<br />
| 8<br />
| 8K<br />
| Spektralanalyse und Voltmeter in Software.<br />
|-<br />
| PicoScope 2105<br />
| Pico Technology<br />
| 235<br />
| 1<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 24K<br />
| Spektralanalyse und Voltmeter in Software.<br />
|-<br />
| PicoScope 2204A<br />
| Pico Technology<br />
| 165<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 10<br />
| 8 - 12<br />
| 8K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2205A<br />
| Pico Technology<br />
| 255<br />
| 2<br />
| 200<br />
| 25<br />
| 8 - 12<br />
| 16K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2206A<br />
| Pico Technology<br />
| 429<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 50<br />
| 8 - 12<br />
| 32K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2207A<br />
| Pico Technology<br />
| 548<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 100<br />
| 8 - 12<br />
| 40K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| P 1280<br />
| Peaktech<br />
| 329<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 10M<br />
| USB und LAN Anschluss, 40V<sub>SS</sub> bei USB, 400V<sub>SS</sub> bei LAN<br />
|-<br />
| P 1285<br />
| Peaktech<br />
| 389<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 100<br />
| 8<br />
| 10M<br />
| USB und LAN Anschluss, 40V<sub>SS</sub> bei USB, 400V<sub>SS</sub> bei LAN<br />
|-<br />
| P 1290<br />
| Peaktech<br />
| 197<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 5k<br />
| 400V<sub>SS</sub> galv. Trennung zu USB<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=62 DSO-2090 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd.<br />
| 200<br />
| 2<br />
| 50<br>100<br />
| 40<br />
| 8<br />
| 32k<br>64k<br />
| Wenige Vorteile gegenüber einem Tischgerät. Analogbandbreite bei der Samplingrate nicht ausnutzbar. Kleiner Eingangsspannungsbereich. Unter diversen anderen Namen erhältlich.<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=63 DSO-2150 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd.<br />
| 200<br />
| 2<br />
| 150<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 10K<br>32K<br />
| .<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=64 DSO-2250 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd. <br />
| 220<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 100<br />
| 8<br />
| 10K-<br>512K<br />
| .<br />
|-<br />
| Mephisto Scope 1 (UM202)<br />
| Meilhaus<br />
| 333<br />
| 2<br />
| 1<br />
| 2<br />
| 16<br />
| 256K<br />
| 5 in 1,<br />
Oszilloskop,<br />
Logik-Analysator,<br />
Voltmeter,<br />
Datenlogger analog und digital,<br />
Digital-I/O<br />
|-<br />
| MSO-19<br />
| Link Instruments Inc.<br />
| 172<br />
| 1<br />
| 200<br />
| 60<br />
| ??<br />
| 1K<br />
|<br />
Oszilloskop,<br />
Logik-Analysator,<br />
Pattern Generator,<br />
TDR<br />
|-<br />
|VDS1022I<br />
|Owon<br />
| ca 80<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 5k<br />
| USB galv. getrennt, auch verkauft als Peaktech 1290?<br />
|}<br />
<br />
==== Soundkarten-Oszilloskope ====<br />
[[Bild:Soundoszi.JPG|thumb|right|300px|Soundkarten Oszilloskop]]<br />
Wem ein wirklich einfaches Oszilloskop für kleine Frequenzen (bis etwa 20 kHz) ausreicht, bspw. um die Kommunikation am I2C-Bus zu analysieren, kann dazu die Soundkarte des PC benutzen.<br />
Allerdings eignet sich eine Soundkarte nicht dazu, Gleichspannungen zu messen, zu niederfrequente Signale können daher nicht damit erfasst werden: Im Screenshot nebenan erkennt man das z.&nbsp;B. an der fallenden Gerade am Schluss (obwohl der tatsächliche Signalpegel konstant oben bleibt). Auch ist hier besondere Vorsicht geboten, da Soundkarten nur für geringe Spannungen ausgelegt sind und bei einer zu hohen Eingangsspannung möglicherweise der ganze PC beschädigt wird. Daher ist eine Vorschaltung mit Spannungsbegrenzung (ca 0,7V) nötig. <br />
<br />
Der Vorteil der Soundkartennutzung ist, dass es sich dank des PCs um eine Art Speicheroszilloskop handelt und die Daten zum Beispiel in Excel analysiert werden können.<br />
<br />
* [http://www.scheidig.de/Deutsch/Download/SpekOszi/info.htm Hardy u. Karola Scheidig] verschiedene Programme zum Messen mit der Soundkarte.<br />
* [http://www.sillanumsoft.org/ Visual Analyser] von Alfredo Accattatis und der University of Rome Tor Vergata, "Donateware" <br />
* [http://www.zeitnitz.de/Christian/scope_en Soundcard Oscilloscope für Windows] von Christian Zeitnitz, kostenlos für Privatanwendung<br />
* [http://www.qsl.net/dl4yhf/spectra1.html Spectrum Lab von DL4YHF]<br />
* [http://w5big.com/spectrogram.htm Spectrogram] von R.S. Horne, ältere Version kostenlos<br />
* [http://www.audiotester.de/ Audiotester 30-Tage-Version kostenlos]<br />
* [http://www.dasylab.com/ DasyLab] Eingeschränkte Version (Soundkarte und serielle Schnittstelle) als Beilage zum Buch "Signale-Prozesse-Systeme" ISBN 9783642018633<br />
* [http://www.zelscope.com/ Zelscope] von Constantin Zeldovich 14-Tage Evaluationsversion<br />
* [http://web222.webclient5.de/prj/VarEl/SndCrdAmp/ Sound Card Pre-Amp] Selbstbau-Vorverstärker für Sound-Karte von Dr. Thomas Redelberger<br />
* [http://www.dxzone.com/catalog/Software/Spectrum_analyzers/ Linksammlung]<br />
<br />
==== Grafikkarten-Oszilloskope ====<br />
Videokarten, die über einen analogen Input verfügen, stellen ebenfalls eine Alternative zu käuflichen Oszilloskopen dar, da sie 3kanalig Frequenzen bis rund 180 MHz verarbeiten können. Die digitale Auflösung liegt meist bei 8 Bit maximal, was für einfache Anzeigen jedoch reicht, wenn die Aussteuerung entsprechend ist. Durch Übersampeln lässt sich die Auflösung wie gehabt steigern, indem man z.B. 4 Werte softwareseitig zusammenfasst und damit 1 Bit an Auflösung gewinnt. Bei 16 Werten kann man 2 Bit erwarten und erhält eine Güte von ca. 10 Bit bei 10MHz.<br />
<br />
=== Selbstbau ===<br />
Der Selbstbau eines solchen Gerätes erspart (wie fast immer in solchen Fällen) kein Geld, sofern man nicht eine Spezialfunktion benötigt, die im Markt nicht beschaffbar ist. Der Spaß liegt also wieder im Bauen selbst.<br />
<br />
Es gibt diverse preiswerte Bausätze für Spielzeug-Oszilloskope. Die Ergebnisse nach dem Zusammenbau sind aber als Oszilloskop wenig brauchbar.<br />
<br />
Daneben findet man nur sehr wenige Selbstbau-Projekte deren Ergebnisse überzeugen. Einige interessante Projekte sind [http://www.mikrocontroller.net/topic/228997?goto=new#2308320]n und [http://www.ssalewski.de/DAD.html.de]. Dazu sei allerdings gesagt, dass der Aufwand an Material und Messmitteln schnell die Kosten für ein fertiges Oszilloskop überschreitet.<br />
<br />
=== Umbau ===<br />
Sofern man tatsächlich etwas benötigt, was nicht käuflich zu erwerben ist, kann der Kauf und Umbau eines vorhandenen Gerätes sinnvoll sein. <br />
<br />
Auf eBay werden immer noch die Oszilloskope der früheren Firma Wittig (heute Welec), wie zum Beispiel das W2012A, angeboten. Als Alternative zu der fehlerträchtigen Orginalfirmware ist mittlerweile eine Open-Source Variante verfügbar die kontinuierlich weiterentwickelt wird. Ebenfalls wird an Hardware Erweiterungen gearbeitet die die Qualität des Oszilloskops deutlich steigern. Wer sich nicht sicher ist ob das Gerät seinen Ansprüchen genügt sollte bei den Entwicklern nachfragen. [http://sourceforge.net/apps/trac/welecw2000a/wiki] Auch hier ist der Weg das Ziel.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
<br />
* [[AVR_Softwarepool#Oszilloskop|AVR Softwarepool: Oszilloskop]]<br />
* [[Einfaches Oszilloskop mit Bascom-AVR]]<br />
* [[USB_Oszilloskop]]<br />
* [[Logic_Analyzer]]<br />
* [[LCS-1M - Ein einfaches, preiswertes, mikrokontrollergesteuertes Zweikanal-Oszilloskop zum Selberbauen | LCS-1M]] ([[Picaxe]])<br />
* [[media:Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf | Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf]] (engl.)<br />
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/389844#4467981 Forumsbeitrag]: Bitte Tipp für ein einfaches Speicheroszilloskop<br />
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/205596?goto=5724370#5724370 Forumsbeitrag]: Selbstbauprojekt für optisch getrennten Tastkopf<br />
<br />
== Links & Literatur ==<br />
* [http://www.elektronikpraxis.vogel.de/index.cfm?pid=9681 Online-Dossier Grundlagen digitaler Oszilloskope. ] Veröffentlicht auf Elektronikpraxis online<br />
* [http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/XYZs/03W_8605_3.pdf XYZs of Oscilloscopes Primer]. Die Grundlagen digitaler Oszilloskope <br />
* [http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/ABCsProbes/60W_6053_9.pdf ABCs of Probes Primer]. Die Grundlagen von Tastköpfen<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/1?filter=oszi*+-oszillator Forum-Beiträge zum Thema Oszilloskop] (Kaufberatung, Anwendung)<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/3?filter=oszi*+-oszillator Beiträge im Markt-Forum]<br />
* [http://www.virtuelles-oszilloskop.de/ Ein virtuelles interaktives Oszilloskop] ala HAMEG HM203-6 20 MHz zum Üben (Seite auf [http://www.virtuelles-oszilloskop.com Englisch])<br />
* [http://www.eosystems.ro/eoscope/eoscope_en.htm Selbstbau-DSO 40MSPS]<br />
* [http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm Probing High-Speed Digital Designs], Originally published in [http://www.elecdesign.com/ Electronic Design Magazine], March, 1997<br />
* [http://hackedgadgets.com/2007/12/10/oscilloscope-tutorials/ Oscilloscope Tutorials] Linkliste bei hackedgadgets.com<br />
* [http://www.eevblog.com/2011/03/30/eevblog-159-oscilloscope-trigger-holdoff-tutorial/ EEVBlog #159] Videotutorial von Dave Jones zu '''Trigger Holdoff''', (engl.)<br />
* [http://www.all-about-test.info/spezial-oszilloskope.html/ Marktübersicht Spezial-Oszilloskope mit Hintergrundinfos]<br />
* [http://oscopes.info/market/2256-usb-oscilloscopes-product-overview-low-end/ Produktübersicht kostengünstige USB-Oszilloskope (englisch)]<br />
* [https://www.youtube.com/watch?v=kUU2afffAdE&list=PLMKxBlyAyypxuaI7pbfRkSryvTDef_Y1S&index=16 Video] von Bob Peace zum Thema Tastköpfe und High Speed Measurements (engl.)<br />
* [http://www.eevblog.com/forum/testgear/digital-oscilloscope-comparison-chart EEVBlog: "Digital Oscilloscope Chart" - Große Vergleichsliste gängiger Digitaloszilloskope (engl.)]<br />
* [http://www.cbtricks.com/miscellaneous/tech_publications/scope/sampling.pdf Sampling Oscilloscope Techniques], von Tektronix, engl.<br />
* Isolierte Tastköpfe mit LWL-Kopplung<br />
** [https://www.tek.com/isolated-measurement-systems# IsoVu Isolated Probes] von Tektronix, 200-1000MHz, 14.000-27.000 Euro<br />
** [https://teledynelecroy.com/probes/high-voltage-fiber-optically-isolated-probes High Voltage Fiber Optically-isolated Probes] von Teledyne LeCroy, 60MHz, ca. 3900 Euro bei RS [https://de.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/1368330/ 136-8330]<br />
** [https://www.langer-emv.de/en/category/analog/60 Optical fibre cable probes] vom Langer EMV mit 25, 500 und 5000kHz Bandbreite, ca. 1000 Euro<br />
** [https://hackaday.io/project/12231-fiber-optic-isolated-voltage-probe Fiber Optic Isolated Voltage Probe] bei Hackaday, Selbstbauprojekt, 30MHz, ca. 50$<br />
<br />
== Software ==<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/167705#1602827 WinXP Software für OsziFox/ProbeScope] von Micha B. (chameo)<br />
<br />
* [http://users.physik.fu-berlin.de/~jtt/fsc2.phtml fsc2] is a program running under GNU/Linux for controlling spectrometers. Supported devices include digitizing oscilloscopes too:<br />
** Tektronix Digitizing Oscilloscope TDS520, TDS520A, TDS520C, TDS540, TDS744A and TDS754A<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope 9400, 9410, 9420, 9424, 9424e and 9450(A)<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope Waverunner and Waverunner-2 (LT224, LT 262, LT264, LT342, LT344, LT354, LT362, LT364, LT372, LT374, LT584, 44(M)Xi, 62X1, 64(M)Xi, 104(M)Xi, 204(M)Xi)<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope WaveSurfer (422, 424, 432, 434, 452 and 454)<br />
<br />
* [http://xoscope.sourceforge.net/ xoscope, oscope] is a digital oscilloscope using input from a sound card or EsounD and/or a ProbeScope/osziFOX and Bitscope hardware. Includes 8 signal displays, variable time scale, math,memory, measurements, and file save/load. (Linux, GPL)<br />
<br />
* [http://www.mtoussaint.de/qtdso.html QtDSO] is a frontend for the Velleman PCS64i digital oscilloscope (Anm.: Velleman nicht mehr unterstützt) It provides a fully featured oscillocope mode (including XY plot and math) and a highly configurable spectrum analyzer mode. Für '''Digitalmultimeter''' gibt es vom gleichen Autor [http://www.mtoussaint.de/qtdmm.html QtDMM] und [http://www.mtoussaint.de/qtdmm2.html QtDMM2].<br />
<br />
* [http://www.eig.ch/fr/laboratoires/systemes-numeriques/projets/osqoop-l-oscilloscope-libre/index.html Osqoop] est un oscilloscope logiciel sous licence libre. Il permet de travailler sur un nombre arbitraire de canaux et des acquisitions de longue durée. Wiki description: [http://gitorious.org/osqoop Osqoop] is a multi-platform open source software oscilloscope based on Qt 4. It connects to various hardware data sources such as the sound input or a dedicated USB board.<br />
<br />
*[http://code.google.com/p/gds2000tools/ gds2000tools] ist eine Linux-Software für GW-Instek GDS-2000 und andere GW-Instek Oszilloskope.<br />
<br />
* [https://code.google.com/p/xoscillo/ Xoscillo] - A software oscilloscope that acquires data using an Arduino or a Parallax (more platforms to come). (Lizenz: CC-BY-NC-SA 3.0; Windows and Linux (needs mono))<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/oscope2100/ Oscope 2100] Linux software für Hantek DSO-2100.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/openhantek/ OpenHantek] Linux Software für Hantek (Voltcraft/Darkwire/Protek/Acetech) DSO-2090.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/dsoda/ Digital Soda] DSO-2250 Software.<br />
<br />
* [http://owondriver.sourceforge.net/ Owon Driver, Ownon Dump] Linux-Treiber für Owon-Oszilloskope.<br />
<br />
* [http://sdaaubckp.sourceforge.net/attenload/ Attenload] Linux - fetch data from Atten oscilloscopes via USB<br />
<br />
* [http://www.ant.uni-bremen.de/whomes/rinas/agiload/ Agiload] Linux - fetch data and screenshots from Agilent 5462x oscilloscopes - RS232<br />
<br />
* [http://foss.doredevelopment.dk/wiki/Lxi-control Lxi-Control] Kommandozeilen-Applikation zur Fernsteuerung von Geräten mit LXI-Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://gpib-utils.sourceforge.net/ gpib-util] Linux Kommandozeilen-Applikation, unterstützt diverse Oszilloskope (und andere Geräte) mit GPIB-Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://optics.eee.nottingham.ac.uk/vxi11/ VXI11] Bibliothek und Programme für Geräte mit VXI-11 Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/wfmreader/ Linux WFM Datenformat-Leser].<br />
<br />
* [http://sigrok.org/ ''sigrok'' Open Source Signal Analysis Software Suite]<br />
<br />
=== Datenauswertung ===<br />
<br />
Bei Oszilloskopen (DSOs), die es erlauben, die gemessenen Daten zu einem PC zu übertragen, kann man die Messwerte auf dem PC weiter auswerten. Zum Beispiel ein Signal demodulieren, filtern oder dekodieren. Grundsätzlich ist die Auswertung in jeder Programmiersprache möglich. Programmiersprachen für numerische Berechnungen eignen sich jedoch besonders.<br />
<br />
* [http://www.sigrok.org Sigrok] eine open source tool zur Ansteuerung und Auswertung von u.a. digitalen USB-Oszilloskopen<br />
<br />
* [http://www.mathworks.com Matlab] und Freie Alternativen wie [http://www.scilab.org/ SciLab] oder [http://www.gnu.org/software/octave/ GNU Octave]<br />
<br />
* [http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/?term=Oscilloscope Matlabcentral Fileexchange, Suche nach ''Oscilloscope''] Auf Matlabcentral Fileexchange finden sich auch MatLab Lese- und Auswertungsfunktionen für diverse Oszilloskope. Hinweis: Die von MatLab für die Kommunikation mit einem Oszilloskop verwendeten Toolboxen und Funktionen dürfen aufgrund der Matlabcentral Lizenz nicht mit freien Alternativen verwendet werden. [http://wiki.octave.org/FAQ#Why_can.27t_I_use_code_from_File_Exchange_in_Octave.3F_It.27s_released_under_a_BSD_license.21 siehe GNU OCtave FAQ]<br />
<br />
* [http://octave.sourceforge.net/instrument-control/ Octave-Forge instrument-control] für die Kommunikation mit diversen Geräten wie z.B. LXI-compatible Agilent, LeCroy or Tektronix Oszilloskope über VXI11. Außerdem UART, I2C, GPIB usw.<br />
<br />
* Eines Ingenieurs angeblich unwürdig<ref>Es ist sehr einfach Fehler in Tabellenkalkulationen zu machen, die typischerweise lange unentdeckt bleiben. [http://www.eusprig.org/ Untersuchungen] haben gezeigt, dass bereits dann bis zu 90% aller Tabellenkalkulationsblätter fehlerhaft sind, wenn es nur um einfache mathematische Grundoperationen (Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren, Dividieren) geht.</ref> sind Microsoft Excel oder andere Tabellenkalkulationen. Trotzdem sind sie zur Datenauswertung populär und auch geeignet, wenn sie richtig gehandhabt werden.<br />
<br />
== Fußnoten ==<br />
<references /><br />
<br />
[[Category:Grundlagen]]<br />
[[Category:Oszilloskope und Analyzer| ]]</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=Oszilloskop&diff=104837Oszilloskop2021-11-29T16:29:13Z<p>Technick2: /* Bandbreite */</p>
<hr />
<div>Ein '''Oszilloskop''' dient zur grafischen Darstellung des Spannungsverlaufs eines oder mehrerer elektrischer Signale in einem einstellbaren Zeitfenster. Es ist das wichtigste Werkzeug der Elektrotechniker.<br />
<br />
== Anfragen bezüglich Kaufberatung im Forum ==<br />
<br />
=== Kritik an den Anfragen ===<br />
Im Forum finden sich regelmäßig Anfragen nach individueller Beratung zum Oszilloskopkauf. Die Anzahl solcher Oszilloskop-Threads hat schon lange die 1000 überschritten. Sie sind langweilig, eine Qual und oft unnütz - besonders dann, wenn sich der Fragesteller offenbar nicht mit den Grundlagen eines Oszilloskops und den wichtigsten Kennzahlen bekanntgemacht hat oder nicht einmal weiß, was er überhaupt messen will. Auch, wenn ein Fragesteller ein paar Grundlagen besitzt, hat er anscheinend meistens keine Lust, verständlich darzustellen, was er genau will und lässt sich stattdessen umständlich befragen.<br />
<br />
Den meisten regelmäßigen Forumbenutzern ist daher gründlich die Lust an Oszilloskop-Threads vergangen. Dort "diskutieren" eigentlich nur noch Trolle und anonyme Gäste, die oft genug nur Werbung über Billigangebote über die x-te Ausgabe einer billigen, als Oszilloskop bezeichneten Plastikkiste, einem super tollen eBay-Schnäppchen oder angeblicher asiatischer Wundertüten.<br />
<br />
==== Links für Anfänger ====<br />
Wer sich ernsthafte Beratung wünscht und eine "sanfte" Einführung in das Thema sucht, kann sich die englischsprachige YouTube-Videos von AfroTechMods anschauen:<br />
<br />
[http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/oscilloscope-tutorials/ http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/oscilloscope-tutorials]<br />
<br />
Dazu passt auch sein Tutorial über Funktionsgeneratoren:<br />
[http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/function-generator-tutorial/ http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/function-generator-tutorial].<br />
<br />
Eine gute Einführung bilden auch zwei Videotutorials der Technischen Universität Graz. Im [https://youtu.be/UzpBQq2X9aA ersten Tutorial (https://youtu.be/UzpBQq2X9aA)] werden die grundlegenden Bedienelemente, als auch Themen wie Skalierung, Offset, Kopplung und Trigger behandelt. Im [https://youtu.be/jiRPqGFmNiI zweiten Tutorial (https://youtu.be/jiRPqGFmNiI)] geht es um Tastköpfe, den XY Modus, die Single Shot Funktion, Mathematik- und Messfunktionen, sowie Cursors.<br />
<br />
===Maßgeschneidert?===<br />
Besonders die immer wiederkehrende Forderung, dass es unbedingt das maßgeschneiderte Oszilloskop zum Superpreis genau für den Fragesteller geben muss, ist sinnlos. Wer mit diesem Anspruch kommt, der wird enttäuscht werden. Das gibt es nicht, und gute Oszilloskope kosten Geld, da qualitativ hochwertige Geräte keine Massenware sind. Lediglich billige Geräte werden in grosser Zahl hergestellt und sind entsprechend preiswert, diese sind jedoch für anspruchsvolle Anwender meist untauglich, da genau an den wichtigen Dingen gespart und nur auf Optik gesetzt wird.<br />
<br />
=== Gebrauchte Oszilloskope ===<br />
Wer wenig Erfahrung mit Elektronikreparaturen hat, sollte sehr vorsichtig sein und den Markt gut beobachten.<br />
<br />
Bei Gebrauchtware gibts stets das Risiko, ein defektes oder verbasteltes Gerät von Privat zu erwerben, deshalb sollte sich ein Käufer vorher die Rückgabemöglichkeit schriftlich zusichern lassen. Vom Kauf auf reinen Kleinanzeigenplattformen, wo der Verkäufer keinerlei Identitätsprüfung unterzogen wird, ist immer abzuraten.<br />
<br />
Vorsicht ist auch bei gewieften Formulierungen geboten, die einen Totalschaden nur umschreiben, so wie z.B. "Dachbodenfund", "Keine Ahnung davon", "Keine Möglichkeit zu testen" oder "Funktioniert, aber aus rechtlichen Gründen (Garantie) als defekt für Bastler". <br />
<br />
Häufig sind angebotene Geräte auch ehemalige "Fernseh"-Oszis, d.h. sie stammen aus der Zeit, als noch Bildröhren-TVs repariert wurden. Ihr Einsatzbereich endet i.d.R. bei mit 10-20 Mhz Bandbreite, mehr war zur TV-Reparatur nicht notwendig. Solche Geräte sind heutzutage kaum brauchbar wenn man einmal mehr als NF und niedere HF untersuchen will.<br />
<br />
Es gibt kaum einen Markt für Topgeräte. Gute gebrauchte Geräte gibt es z.B. auf Fachbörsen für Funk und Elektronik, auch geben professionelle Gebrauchthändler Gewährleistung oder Garantie - allerdings oft zu derart überhöhten Preisen, dass ein Neukauf attraktiver ist.<br />
<br />
Will man wirklich ein geeignetes Gebrauchtgerät finden, so muß man vorher seine Anforderungen formulieren:<br />
<br />
* Welche Signale werde ich untersuchen? Die höchste denkbare Frequenz *3 bestimmt die Bandbreite<br />
* Wieviele Kanäle brauche ich? Selbst ein I2c benötigt zwei Kanäle zur Beobachtung, ein SPI mindestens 3.<br />
* Muß ich Messungen dokumentieren? Nein, dann reicht ein vielleicht ein gebrauchtes HP 54xxx, sehr gute Geräte gehen bis 4 Kanäle, 500MHz Bandbreite und 1Gs/s. Ja, dann sollte eine USB- (Treiber aktuell verfügbar?) oder LAN-Schnittstelle existieren.<br />
<br />
Historische Exportmöglichkeiten wie RS232-Schnittstelle oder Floppy-Drive sollte man sich aber nur antun, wenn man wirklich sicher ist, auch in 5 Jahren diese noch verwenden zu können.<br />
<br />
Mit den entsprechenden Kenntnissen und Erfahrung konnten aber schon viele Geräte wiederbelebt werden.<br />
<br />
=== Erfahrungen? ===<br />
Eine Vorgehensweise, von der man auch abraten muss, ist die Frage nach Erfahrungen anderer Mitglieder! Die meisten Antworten kommen von Trollen und Posern, die eigentlich keine Ahnung haben. Die einen wollen als anonymer Gast mal wieder trollen, die anderen wollen nur mitteilen, dass Funkamateure sowieso die besseren Menschen sind. Andere wiederum haben "zufällig" gerade *das* richtige Oszilloskop zu verkaufen. Dann gibt es noch die, die sich ihr eigenes Oszilloskop schönreden wollen, ihren Vorurteilen oder ihrem Fetisch frönen. Zum Beispiel<br />
<br />
* ''Kauf ja kein Gerät aus Asien!''<br />
* ''Unter LeCroy|Agilent|Yokogawa|Tektronix geht gar nichts!''<br />
* ''Nur Gebrauchtgeräte lohnen sich!''<br />
<br />
Hinweise wie ''mein vor 30 Jahren gekauftes Markengerät funktioniert noch heute tadellos'' sind ebenfalls ziemlich sinnlos. Der Hersteller wird dieses Gerät gar nicht mehr anbieten und er wird schon gar nicht mehr mit der gleichen Qualität fertigen, wie vor 30 Jahren. Dazu ist der Kostendruck zu hoch und Technologien haben sich geändert. Selten sind die neuen Technologien heute so robust, wie die vor 30 Jahren.<br />
<br />
Als Unerfahrener kann man daher aus den Antworten nicht herauslesen, ob sie wirklich auf Erfahrung beruhen. Man braucht also gewissermassen selbst Erfahrung, um die Erfahrungsberichte anderer richtig einzuordnen.<br />
<br />
Ein anderer Aspekt aus alten Threads ist, dass viele Fragesteller die Erfahrungen gar nicht zur Kenntnis nehmen wollen, wenn sie der eigenen Wunschvorstellung widersprechen. So etwas nennt man beratungsresistent. Da stellt sich schon mal heraus, dass der Fragesteller schon längst ein Gerät bestellt hat und jetzt gebauchpinselt werden will. Eine Zeitverschwendung für alle.<br />
<br />
Erfahrungen mit eigenen Geräten lassen bedingt den Schluss zu, welche<br />
Marken grundsätzlich empfehlenswert sind, weil dort gegebenenfalls mehr auf Qualität geachtet wird.<br />
<br />
=== Zusatzkosten beim Kauf im Ausland ===<br />
<br />
Siehe Hauptartikel [[Zoll und Abgaben]].<br />
<br />
Beim Kauf eines scheinbar preisgünstigen Gerätes im Ausland ist zu beachten, dass hier neben Versandkosten noch [[Zoll und Abgaben]] fällig werden. Ein ''PC-basierten Messinstrument mit Oszilloskopfunktion'' für US$ 719,- aus Taiwan kostet dann letztendlich 875,- €, die sich so zusammensetzen:<br />
* Umrechnung in Euro (und Zollveranschlagung): 650,- €<br />
* Umsatzsteuer: 123,- €<br />
* Zollgebühren: 60,- €<br />
* Versand und Bankgebühren: 44,- €<br />
<br />
Der Preis unterscheidet sich am Ende kaum noch vom dem des lokalen Händlers. Aber der gibt auch noch Garantie, so dass ein Defekt nicht zum Totalverlust wird.<br />
<br />
===Spielzeuge aller Art===<br />
[[Datei:Karikatur oscilloscope sale.jpg|thumb|left|240px|Preisgünstiges "Spitzenoszilloskop" 5Gs]]<br />
Vor allem auf online-Börsen tauchen in jüngster Zeit immer öfter seltsam günstige Geräte auf: Offensichtlich scheint es gerade Mode zu sein, einen schwachbrüstigen Analog-Digital-Konverter hinter eine eher zufällig gewählte, krumme analoge Eingangsschaltung zu klemmen und an einen Mikrocontroller mit Grafik-LCD anzuschließen, um es als digitales Speicheroszilloskop (DSO) zum Sonderpreis zu verkaufen. <br />
<br />
Je nach Hersteller wird so ein Gerät komplett ohne Gehäuse geliefert, was mit Hinblick auf die Funktion und auch die Sicherheit sehr fragwürdig ist, oder es kommt in einem lustig aufgemachten Plastikgehäuse in MP3-Player-Format daher, das auch keine großartige Isolation bietet. Hinzu kommen Eindruck-schindende Namen und Logos, die Modernität und Qualität suggerieren sollen, oft noch unterstrichen durch die Assoziierung mit Open-Source und pseudo-Hacker / Maker Bewegungen.<br />
{{Absatz}}<br />
<br />
Im Vergleich zu richtigen Oszilloskopen sind dies leider nur Spielzeuge - Unsichere Spielzeuge! Es nervt auch, diese Dinger immer wieder im Forum des Besten "seit der Erfindung von geschnitten Brot" vorgestellt zu bekommen. Ein Blick auf die technischen Daten dieser "Oszilloskope" (sofern die Daten überhaupt angegeben werden) reicht nämlich, um festzustellen, dass man ein Spielzeug vor sich hat. Schön für den, der spielen will, schlecht für den, der sicher messen will.<br />
<br />
Ebenso verrät ein Blick auf die Schaltung des Analogeingangs, ob man Qualität vor sich hat. Fehlende Spannungsfestigkeit und fehlende Frequenzkompensation des Eingangsverstärkers sind sichere Zeichen für Schund. Wenn es eine Verbindung zum PC gibt, aber diese nicht isoliert ist, ist das ein weiteres Zeichen für Scheinqualität.<br />
<br />
In [http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/GW_Instek_GDS-1152A.pdf] kann man das Innenleben eines richtigen DSO bewundern. Man vergleiche dies mit den Innenleben der Spielzeug-"DSO"s.<br />
<br />
Ein anderes, sicheres Zeichen eines Spielzeug-"DSOs" ist es, wenn irgendein Ding aus Abgreifklemmen und Klinkenstecker als "Tastkopf" mitgeliefert wird oder die Buchse für den Tastkopf aus einer Klinkenbuchse oder ähnlicher Niederfrequenz-Anschlusstechnik besteht.<br />
<br />
Auffällig ist bei diesen Spielzeugen auch, dass sie vehement von typischen Fanboys verteidigt werden. Nicht mit technischem Argumenten, sondern mit Aussagen wie "aber ist billig", "aber ist cool", "aber enthält doch einen Arduino".<br />
<br />
Wer ein Oszilloskop haben möchte, mit dem man wirklich messen kann, sollte sich das Geld für ein Spielzeug-"DSO" sparen.<br />
<br />
== Funktion von Oszilloskopen ==<br />
=== Was wird gemessen? ===<br />
Oszilloskope zeigen oft einen Spannungsverlauf über einen kurzen, für das menschliche Auge in Realzeit nicht erfassbaren Zeitraum an. Je hochwertiger das Oszilloskop, desto kürzer ist dieser Zeitraum, beziehungsweise desto schneller darf sich das Signal ändern. Spitzengeräte können Perioden von wenigen Nanosekunden im gesamten sichtbaren Bildbereich darstellen, in welchem auch noch in Teilabschnitte hineingezoomt werden kann. Maßgeblich ist dafür ein manuell oder automatisch erzeugter Startzeitpunkt, der sogenannten Trigger. <br />
<br />
Mitunter werden aber auch sich sehr langsam ändernde Spannungsverläufe gezielt angezeigt, um Veränderungen von einem Trigger zum nächsten zusammenfassend darstellen zu können. Durch das Überschreiben der Kurven sind auch geringste Änderungen gut erkennbar. Die Darstellung ist der bei Herzmonitoren vergleichbar.<br />
<br />
Andere Größen, zum Beispiel Ströme, Drücke und Magnetfelder lassen sich anzeigen, wenn man zusätzlich entsprechende Wandler einsetzt, um aus den Größen zuvor eine Spannung zu erzeugen.<br />
<br />
=== Was wird dargestellt? ===<br />
<br />
Den Eingang für eine Spannung bezeichnet man bei einem Oszilloskop als Kanal. Die an den Kanälen anliegenden Spannungen können einzeln oder gemeinsam angezeigt werden. Bei Mehrkanal-Oszilloskopen kann man üblicherweise auch eine Spannung über eine Spannung darstellen (XY-Modus), womit Übertragungskennlinien von Bauteilen dargestellt werden können.<br />
<br />
Zusätzlich bieten moderne Oszilloskope die Möglichkeit, sich gewisse Kenngrößen der Spannungsverläufe anzeigen zu lassen. Gängige Werte sind zum Beispiel die Anzeige von Spitzenspannung und Effektivwert einer Spannung, Frequenz/Periodendauer, Anstiegs- und Abfallzeiten, Tastverhältnis und so weiter. Darüber hinaus bieten gute Oszilloskope Positionsmarken (Cursor), mit denen man, durch eine Linie dargestellt, auf dem Bildschirm Positionen im Spannungsverlauf markieren kann. Zur Position zugehörige Werte (Zeit oder Spannung), sowie die Differenz dieser Werte zwischen zwei Positionsmarken können abgelesen werden.<br />
<br />
Besonders [[#Digitale_Tischoszilloskope|digitale Oszilloskope]] können relativ viele unterschiedliche Kenngrößen anzeigen, da sich viele dieser Größen mit einfachen Algorithmen aus den vom Oszilloskop im Speicher erfassten Daten berechnen lassen. Ebenso sind einfache mathematische Operationen möglich, etwa eine diskrete Fourier-Transformation oder die Summe oder Differenz der Spannungsverläufe von zwei Kanälen. Oszilloskope der Oberklasse bieten darüber hinaus ausgeklügelte Möglichkeiten der Signalanalyse. <br />
<br />
Für spezielle Anwendungen finden sich in manchen Oszilloskopen besondere Messfunktionen. Zum Beispiel go/no-go (heißt meistens pass/fail) Messungen, mit denen eine Spannungsverlauf mit einem vorgegebenen Verlauf verglichen wird. Entspricht der Spannungsverlauf hinreichend dem vorgegebenen Verlauf wird ein "go" (oder pass = alles ist OK) Signal über einen externen Ausgang ausgegeben. Weicht der Verlauf zu stark ab ein "no go" (fail = Spannung stimmt nicht) Signal.<br />
<br />
Bereits in der Unterklasse digitaler Oszilloskope ist heutzutage eine PC-Schnittstelle üblich. Beim Kauf sollte man darauf achten, dass das Protokoll der Schnittstelle dokumentiert ist. Sonst ist man auf proprietäre PC-Software des Herstellers angewiesen. Bei Oszilloskopen der Unterklasse wird zwar häufig kostenlos PC-Software mitgeliefert, doch leider sind diese Programme durchgehend von erschreckend schlechter Qualität. Bei Oszilloskopen der Oberklasse lassen sich die Hersteller ihre PC-Software gerne zusätzlich sehr teuer bezahlen.<br />
<br />
== Analoge Oszilloskope ==<br />
=== Allgemeines ===<br />
[[Bild:Oszilloskop.png|thumb|right|300px|Hybrides Analog/Digital Oszilloskop]]<br />
Bei analogen Oszilloskopen wird das darzustellende Signal nach der Verstärkung direkt zur Ablenkung eines Elektronenstrahls verwendet.<br />
<br />
Brauchbare analoge Oszilloskope findet man oft schon für ca. 50 Euro bei Online-Auktionen und Kleinanzeigenmärkten. Für 200-400 Euro bekommt man dort recht gute Profigeräte<ref>Ein Gerät, welches mit dem Attribut ''Profigerät'' beworben wird, ist normalerweise keins.</ref> mit 60-200 MHz Bandbreite. Brauchbare Neugeräte fangen bei 600 Euro an. Der Oszilloskopmarkt wird von einigen wenigen Marken dominiert. Im höherpreisigen Segment sind es vor allem Keysight (HP /Agilent) und Tektronix, sowie Yokogawa und Lecroy. HAMEG (inzwischen in Rohde & Schwarz integriert) ist vor allem im mittleren Segment (500-1500 Euro) weit verbreitet. Man findet sie oft in Schule und Ausbildung. Preislich darunter finden sich diverse asiatische oder gelegentlich noch osteuropäische Hersteller von Analogoszilloskopen. Häufig treten diese Hersteller nicht unter eigenem Namen auf, sondern bieten ihre Geräte als OEM-Produkte an. <br />
<br />
Ganz einfache Geräte verfügen nur über einen Kanal<ref>Es gibt, beziehungsweise gab, nochmals einfachere Geräte, nämlich solche ohne Trigger. Die Zeiten solcher Gerät sind allerdings seit rund 50 Jahren vorbei. Daher sollte man den fehlenden Trigger nur bei historischen Gebrauchtgeräten finden.</ref>. Damit ist es nicht möglich, zwei Signale in zeitliche Beziehung zu setzen. Dies ist jedoch oft wichtig. Deshalb verfügen heutzutage auch einfache Geräte meist über zwei Kanäle.<br />
<br />
=== Bandbreite ===<br />
<br />
Die '''Bandbreite''' gibt darüber Auskunft, welche maximale Signalfrequenz das Oszilloskop noch verarbeiten kann. Bei der angegebenen Bandgrenze fällt die Verstärkung des Oszilloskops um 3dB ab, ein Sinussignal wird dann nur noch mit ca. 70% der wahren Amplitude angezeigt. Um Signalverläufe noch vernünftig interpretieren zu können, kann man grob sagen, dass man Signale bis 1/10 der Bandbreite gut dargestellt bekommt. Ein Rechtecksignal nahe der Bandgrenze würde z.&nbsp;B. nur noch als verschobener Sinus dargestellt werden <ref>Häufig wird von Anfängern bei der Bandbreitenbetrachtung vergessen, dass ein Rechtecksignal aus einer theoretisch unendlichen Summe von Signalen der Frequenzen f, 3 * f, 5 * f ... besteht. Für eine vernünftige Darstellung eines Rechtecksignals sollte die Oszilloskopbandbreite so groß sein, dass zumindest die ersten Oberwellen nicht gedämpft werden. Aus dieser Betrachtung ergeben sich Faustformeln, wie die, dass die Bandbreite eines Oszilloskops zehnmal (oder dreimal, oder fünfmal, je nachdem wie genau man messen möchte) größer sein sollte, wie die Grundfrequenz des Rechtecks.</ref>.<br />
<br />
Beim Messen von Digitalsignalen ist man meist an der '''Anstiegszeit''' interessiert. Die Anstiegszeit gibt an, wie lange ein Signal von 10-90% benötigt. Die Anstiegszeit des Oszilloskops gibt an, welche Anstiegszeit dargestellt wird, wenn man ein nahezu ideales Rechtecksignal mit annähernd Null Anstiegszeit anlegen würde. Man kann die Anstiegszeit direkt aus der Bandbreite berechnen.<br />
<br />
<math>t_{Osc} = \frac{0.35}{B}</math><br />
<br />
* <math>\!\, t_{Osc}</math> : Anstiegszeit des Oszilloskops in Sekunden (s)<br />
* <math>\!\, B</math> : Bandbreite in Hertz (Hz)<br />
<br />
Legt man ein reales Rechtecksignal an das Oszilloskop an, dann wird die Anzeige umso mehr verfälscht, je näher die Anstiegszeit des Eingangssignals der Anstiegszeit des Oszilloskops kommt. Dabei gilt folgender Zusammenhang.<br />
<br />
<math>t_S = \sqrt{t_{ges}^2-t_{Osc}^2}</math><br />
<br />
* <math>\!\, t_S</math>: Anstiegszeit des Eingangssignals<br />
* <math>\!\, t_{ges}</math>: Angezeigte Anstiegszeit auf dem Oszilloskop<br />
* <math>\!\, t_{Osc}</math>: Anstiegszeit des Oszilloskops<br />
<br />
Bei analogen Oszilloskopen ist die Bandbreite gegeben durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkers sowie die Signaldarstellung, also die Qualität des Ablenkverstärkers.<br />
<br />
=== Tastköpfe richtig benutzen ===<br />
<br />
Wenn man wirklich schnelle Signale messen will, spielt auch die Bandbreite des verwendeten Tastkopfes eine wichtige Rolle. Näheres dazu findet man [http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm hier]. Aber der beste Tastkopf nützt nichts, wenn man ihn falsch anschließt. Für schnelle Messung jenseits von ein paar MHz nutzt man praktisch immer 10:1 Tastköpfe mit 10 MOhm Eingangswiderstand und ca. 8-15pF Eingangskapazität. Je nach Typ erreicht man damit Bandbreiten von 100-500MHz. Danach muss man aber auch den Tastkopf richtig anschließen. Der mitgelieferte Masseanschluß mit Krokodilklemme ist zwar praktisch, für viele hochfrequente Messungen aber unbrauchbar. Ein Rechtecksignal damit zu messen ergibt dann oft starke Überschwinger, welche real aber gar nicht vorhanden sind, sondern durch die zu lange, induktive Masseleitung im Zusammenspiel mit der Eingangskapazität verursacht werden. Das sieht man z.B. [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975754 hier], den Messaufbau sieht man [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975896 hier].<br />
<br />
Für saubere, hochfrequente Messungen muss man die Masseanbindung so kurz wie möglich machen. Dafür haben die Tastköpfe oft ein kleines Zusatzteil, eine Massefeder, beigelegt (engl. [http://www.mikrocontroller.net/attachment/27280/groundspring.png ground spring]). Damit kann man die Masse auf kürzestem Wege anschließen und erhält ein sauberes Messergebnis wie man in diesem [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975931 Forumsbeitrag] sieht. Eine sehr gute Einführung zum Thema Tastköpfe und deren richtige Nutzung gibt es [[media:Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf | hier]] von [http://www.tek.com Tektronix] (engl.). Das gilt auch für stark gestörte Umgebungen, wie z.B. in einem Schaltnetzteil. Die Grundfrequenzen sind relativ niedrig, so im Bereich 50-1000 kHz, die Schaltflanken sind aber meist recht schnell, im Bereich von 10-500ns. Die dabei geschalteten hohen Ströme und Spannungen erzeugen starke magnetische und elektrische Wechselfelder, welche sehr gern und einfach in Tastköpfe einkoppeln. Um zu prüfen, ob ein Signal echt oder nur eine eingekoppelte Störung ist, macht man eine 0V Messung. D.h. man legt die Tastkopfspitze auf Masse (GND), ohne den mechanischen Aufbau nennenswert zu verändern. Wenn keine Störung einkoppelt, mißt man erwartungsgemäß 0V, alles andere sind eingekoppelte Störungen. Diese muss man durch eine verbesserte Tastkopfanbindung minimieren (Massefeder, anderer Massepunkt, Abschirmung, Klappferrite auf Tastkopfleitung am Oszi gegen Gleichtaktstörungen etc.) Eine Massefeder bzw. das passende Gegenstück für die Spitze des Tastkopfes kann man sich leicht aus 0,5mm Blankdraht selber wicklen, wie man auf diesem [https://www.mikrocontroller.net/attachment/410800/Tastkopf.jpg Bild] sieht. Die vollprofessionelle Version davon sind einlötbare [https://www.mikrocontroller.net/attachment/412457/socket.jpeg Sockel], in welche der Tastkopf gesteckt werden kann. Diese haben durch ihren koaxialen Aufbau noch bessere Schirmwirkung und HF-Eigenschaften.<br />
<br />
Wenn es dann in den Bereich 100MHz++ geht, wird man schnell auf einen aktiven Tastkopf oder einen passiven Z0-Tastkopf wechseln wollen. Warum das so ist, ist in diesem [http://www.signalintegrity.com/Pubs/straight/probes.htm Artikel] (engl.) erklärt.<br />
<br />
===Terminierung bei DC-Messung===<br />
Schliesst man an den hochomigen Messeingang eines Oszilloskopes eine Koaxialleitung mit 50 Ohm Impedanz direkt an, um irgendwo direkt zu messen, so muss diese möglichst dicht am Oszilloskop mit 50 Ohm terminiert werden, um Reflexionen und Phantomsignale zu vermeiden. Wird aber direkt mit 50 Ohm terminiert, so führt das zu einer starken Belastung der Quelle und des Terminierungswiderstandes. Insbesondere dann, wenn man z.B. auf einem DC-Pegel eine Welligkeit messen möchte. Die Gleichspannung liegt in diesem Falle direkt am Terminierungswiderstand an. Das ist oft nicht tolerierbar, da dann ein u.U. hoher Gleichstrom durch den Widerstand abfließt, die Quelle belastet und selber heiß wird.. Aus diesem Grunde muss der Terminierungswiderstand mit einem schnellen, keramischen Kondensator entkoppelt werden. Siehe Bild.<br />
[[Bild:DC-Messadapter.svg|thumb|300px|DC-Messadapter mit 50 Ohm Terminierung]]<br />
Achtung, die Anordnung hat einen Frequenzgang. Es ist gegebenenfalls zu überlegen, ob der Frequenzgang noch toleriert werden kann. Gegebenenfalls ist der Kondensator entsprechend zu ändern. Auf ausreichende Spannungsfestigkeit achten!<br />
An den 4mm Klemmen kann über einen 2k2 ohm Widerstand ein Digitalmultimeter angeschlossen werden. Der 2k2 Widerstand beeinflusst die Messung mit einem hochomigen Digitalmultimeter fast nicht, verhindert aber das verstärkte Einkoppeln von Störungen über die Messleitungen in das Oszilloskop.<br />
<br />
Eine Platine für eine solche kapazitiv entkoppelte 50 Ohm Terminierung als [http://www.mikrocontroller.net/articles/KiCAD KiCad] Projekt findet sich hier: [[Media:DC-50Ohm_Terminierung_RevE_25Mar2015.zip]] Gerber Files und ein Schaltplan in PDF sind im Projekt vorhanden, es kann also auch ohne KiCad verwendet werden.<br />
<br />
=== Triggerung ===<br />
<br />
Oszilloskope unterscheiden sich oft stark in den Triggerungsmöglichkeiten. Bei guten Geräten kann man z.&nbsp;B. die Triggerung variabel verzögern. Erst dadurch wird es möglich, dass man sich Signale genauer anschauen kann, die zeitlich weit hinter einem Triggerereignis kommen. Eine weitere Funktion bei höherklassigen Oszilloskopen ist eine zweite Zeitbasis. Mit dieser kann man in einen Ausschnitt des Messsignals hereinzoomen<ref>Die zweite Zeitbasis steuert einen zweiten Strahl (ähnlich wie einen separaten Kanal), der das gleiche Eingangssignal erhält. Die zweite Zeitbasis wird auf eine höhere Horizontalfrequenz eingestellt als die erste. Zusammen mit einer horizontalen Verschiebung der Darstellung kann man nun Ausschnitte des Signals durchfahren und vergrößert betrachten.</ref>.<br />
<br />
Mit Analog-Oszilloskopen kann man sich hauptsächlich periodische Signalverläufe anschauen, also solche, die zeitlich immer wiederkehrend sind. Denn nur so kann ein Signal immer wieder auf den Schirm "geschrieben" werden und erscheint als stehendes Bild. Aperiodische Signale, wie z.&nbsp;B. auf Datenübertragungsleitungen, sind damit nicht darstellbar. Sie laufen mit einem Strahldurchgang über den Schirm. In dieser kurzen Zeit ist es jedoch nur selten möglich, sie visuell aufzunehmen. Mit einer Digitalkamera kann man solche Signalverläufe mitunter trotzdem einfangen. Früher sehr hochpreisige, heute nicht mehr übliche Analog-Oszilloskope hatten eine eingebaute Speichermöglichkeit (Speicherröhre) für einmalige Signale. Diese Klasse von Analog-Oszilloskopen wurde durch digitale Speicheroszilloskope (DSOs) abgelöst.<br />
<br />
Manche Analog-Oszilloskope bieten eine Möglichkeit, die Triggerung nur zu einem definiertem Zeitpunkt anzustoßen, somit kann auch der Anlaufstrom eines Motors mit einem Analog-Oszilloskop dargestellt werden.<br />
<br />
=== Analoge Speicheroszilloskope ===<br />
Inzwischen eher selten sind analoge Speicheroszilloskope anzutreffen. Diese speichern im Gegensatz zu digitalen Speicheroszilloskopen nicht das Signal selbst, sondern das Bild auf der Röhre. Dies wird mit speziellen speichernden Bildröhren erreicht. Je nach Typ kann es mehrere getrennt betreibbare Bereiche geben, um beispielsweise 2 Bilder eines Signales zu unterschiedlichen Zeitpunkten darstellen zu können (z.B. Tektronix 549).<br />
<br />
Einige wenige dieser Oszilloskope waren sogar in der Lage, das aufgezeichnete Bild auf Papier auszugeben (z.B. "HP Model 175A" mit Modul 1784A).<br />
<br />
=== Vergleichstabelle Analogoszilloskope ===<br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Neugeräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.<br />
<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="analogoszis" style="width:50em"<br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:6em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:3em" | Preis, ab [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:3em" | Bandbreite / [MHz]<br />
! style="width:5em" | Röhre BxH / [cm]<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| C1-94, S1-94, OS10, AO-610, [http://www.ett-online.de/html/de/werkstatt/oszilloskope/digitale-oszilloskope/oszilloskop-mccheck-st16b-1-kanal-10-mhz/article-4-55152-459045509045501590.html ST16B], CS10, GOS-310, 72-6602, HUC70, CS1010 [http://www.conrad.de/ce/de/product/122413/VOLTCRAFT-6102-Analoges-1-Kanal-Oszilloskop-Bandbreite-0-DC-10-MHz VC 610/2]<br />
| Original-<br>hersteller unklar<br />
| 180<br />
| 1<br />
| 10<br />
| 4,8 × 6<br />
| Seit Jahrzehnten von vielen No-Name Herstellern in unterschiedlichen Ausführungen und Bauformen im Angebot. Wenig empfehlenswert für µC-Arbeiten. <br />
|-<br />
| [http://www.attenelectronics.com/Products/Oscilloscopes/Analog_oscilloscope/2012/0728/129.html AT7328]<br />
| Atten<br />
| 280<br />
| 2<br />
| 20<br />
| 8 × 10<br />
|<br />
|-<br />
| CS-4128<br />
| <br />
| 280<br />
| 2<br />
| 20<br />
| 8 × 10<br />
|<br />
|-<br />
| [http://www.attenelectronics.com/Products/Oscilloscopes/Analog_oscilloscope/2012/0728/128.html AT7340]<br />
| Atten<br />
| 480<br />
| 2<br />
| 40<br />
| 8 × 10<br />
| <br />
|-<br />
| [http://www.conrad.de/ce/de/product/122421/VOLTCRAFT-VC-630-2-Analoges-2-Kanal-Oszilloskop-Bandbreite-0-DC-bis-30-MHz/?ref=category&rt=category&rb=1 VC 630-2]<br />
| Voltcraft<br />
| 480<br />
| 2<br />
| 30<br />
| 8 × 10<br />
| <br />
|-<br />
|}<br />
<br />
== Digitale Speicheroszilloskope ==<br />
=== Allgemein ===<br />
<br />
[[Bild:tektronix.jpg|thumb|right|300px|Digitales Speicheroszilloskop vom Anfang des Jahrtausends]]<br />
Ein digitales Speicheroszilloskop (englisch DSO, '''D'''igital '''S'''torage '''O'''scilloscope) digitalisiert das Eingangssignal mit einem Analog-Digital-Wandler und legt die Werte in einem Speicher ab. Damit ist die Bandbreite nur durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkers gegeben. Der Vorteil der Speicherung ist, dass man auf diese Weise Momentaufnahmen eines Signals machen und damit einmalige (transiente) Ereignisse (Spikes, Datenübertragungen) erkennen und darstellen kann, was besonders bei digitalen Schaltungen, z.&nbsp;B. mit Mikrocontrollern, sehr nützlich ist. Weiterhin lässt sich das Signal "vermessen" (z.&nbsp;B. um die Baudrate einer Datenübertragung zu bestimmen), man kann die Frequenz und den Effektivwert anzeigen lassen, das Frequenzspektrum, und je nach Modell noch vieles mehr. Das Signal wird in S/W oder Farbe auf einem LCD dargestellt, lässt sich aber oft auch über einen angeschlossenen Drucker ausdrucken oder an den PC übermitteln.<br />
<br />
Der wichtigste Parameter bei digitalen Oszilloskopen ist die '''Abtastrate''', die angibt, mit welcher Rate das Eingangssignal digitalisiert wird. Um ein Signal mit einer gegebenen Frequenz ausreichend genau in Phase und Amplitudenverlauf darstellen zu können, sollte es mindestens mit der 10-fachen Frequenz abgetastet werden. Nur dann lassen sich in der Regel die interessanten Details in einem Signal erkennen. Für eine genaue Analyse analoger Signale, um z.B. die Güte einer Flanke oder Überschwinger beurteilen zu kjönnen, ist sogar ein Faktor von 25 bis 40 anzuraten<ref>Dieser Anhaltswert liegt nochmals weit über der Nyquist-Frequenz (zweifache Grenzfrequenz), ist aber nötig, um Abweichungen von der idealen Signalform zu sehen - z.B. bei Rechecksignalen. Die zehnfache Abtastfrequenz bedeutete, dass man nur 10 Messpunkte pro Signalperiode hat, was in einer 1:1 Darstellung auf dem Bildschirm gerade eben 10 nebeneinander liegenden Pixeln entspräche, was in der Regel sehr wenig ist, um ein Signal zu beurteilen.</ref> Wichtig ist in dem Zusammenhang auch die analoge Bandbreite des Oszilloskops. Ein gutes Verhältnis ist wäre eine mindestens 4-6 fache Überabstastung im Bezug auf die Bandbreite je Kanal, also z.B. 1Gsps für einen Zweikanaler mit 100MHz Bandbreite - besser 2Gsps. Damit wären dann Signale bis etwa 10 MHz ausreichend genau darstellbar. <br />
<br />
Außerdem sind die '''Speichertiefe''' und die '''Wandler-Auflösung''' interessant. Ein Oszilloskop, das mit acht Bit Auflösung abtastet und 2000*8 Bit Speicher hat, kann 2000 Samples abspeichern, was einer Darstellung von 2000*256 Pixeln entspricht. Acht Bit Auflösung ist heutzutage ein gängiger Wert, auch wenn er niedrig erscheint. Ein normales Oszilloskop ist kein Präzisionsmessgerät und acht Bit sind für die Darstellung auf den Displays normaler Oszilloskope ausreichend. <br />
<br />
Bei der Wandlung und Speicherung gibt es unterschiedliche Verfahren: Ehemals günstige Oszilloskope wie die TDS1000-Serie von Tektronix verwenden '''CCD-Speicher''' (Eimerkettenspeicher, ein analoges Schieberegister); die Messwerte werden erst gespeichert, und dann digitalisiert. Nachteile dieser Vorgehensweise sind ein stärkeres Rauschen, die begrenzte Speichertiefe und Totzeiten, während der keine Eingangswerte aufgenommen werden. Diese entstehen, da das Wandeln aller Werte aus dem analogen Zwischenspeicher länger dauert als die Zeit zum Füllen dieses Speichers. Deshalb muss das Gerät bis zum Abschluss der Wandlung warten, bevor es den Speicher erneut füllt.<br />
<br />
Früher wandelten nur teurere Modelle in Echtzeit mit schnellen Flash-[[AD-Wandler]]n und speicherten die Messwerte direkt in einem schnellen RAM. Die Speichertiefe ist dabei praktisch unbegrenzt, allerdings sind Wandler sehr teuer, die mehrere GS/s schaffen. Durch einen Trick (mehrere verschachtelte langsame AD-Wandler) setzen sich AD-Wandler bei günstigen Modellen durch. Oszilloskope, die diesen Trick verwenden, erkennt man daran, dass die Abtastfrequenz mit der Anzahl der aktivierten Kanäle sinkt. Zum Beispiel, findet man Vierkanaloszilloskop mit vier Wandlern à 250 MS/s, die bei Benutzung nur eines Kanals 1 GS/s für diesen Kanal erreichen, bei Benutzung von zwei Kanäle 500 MS/s pro Kanal und bei Benutzung von drei oder vier Kanälen 250 MS/s pro Kanal.<br />
<br />
In den richtig schnellen Geräten (mehrere GHz Samplerate) ist ein ähnlicher Trick üblich. Dort sind in den verwendeten Wandlerschaltkreisen eine größere Anzahl Sample-and-Hold-Stufen und AD-Wandler integriert. Die Eingangsspannung wird dann zeitversetzt in den Sample-and-Hold-Stufen gespeichert und von den im Vergleich zur Samplerate langsameren AD-Wandlern umgesetzt. Die Ausgangslogik sorgt dann dafür, dass die Daten in der richtigen Reihenfolge ausgegeben werden. Ein Problem bei dieser Vorgehensweise sind unterschiedliche elektrische Eigenschaften der parallelen Wandlerstufen. <br />
<br />
Natürlich spielt der Verwendungszweck eine entscheidende Rolle bei der Auswahl. Auf dem Labortisch, wo meist nur kleine Spannungen mit einem gemeinsamen Massebezug vorkommen, werden andere Anforderungen an ein Oszilloskop gestellt, als z.&nbsp;B. im Servicebereich für Industriesteuerungsanlagen, Automatisierungstechnik, usw. Dort sind weniger hohe Abtastraten wichtig, sondern eher eine größere Anzahl Eingangskanäle, die galvanisch voneinander getrennt sind, Spannungsfestigkeit bis min. 500 Volt, sowie speziell bei Störungsanalysen, die Möglichkeit, komplexe Triggermuster einzustellen, und eine integrierte große Festplatte, um einzelne Ereignisse automatisiert über lange Zeiträume hinweg festhalten zu können. Ein Beispiel für so ein hochwertiges Gerät ist ein Yokogawa Scopecorder (DL708). Allerdings sind bei solchen Geräten die Preise nach oben hin offen.<br />
<br />
=== Digitale Tischoszilloskope ===<br />
==== Allgemeines ====<br />
<br />
DSO Tischoszilloskope sind die klassischen, in sich abgeschlossenen Geräte, die in der Gestaltung analogen Oszilloskopen ähneln. Daneben gibt es zum Beispiel auch PC DSOs. Viele Tischgeräte sind bereits so klein (geringe Tiefe) und leicht, dass sie zu Recht als tragbare Geräte bezeichnet werden. Beim Neukauf eines Oszilloskops sind diese Geräte die interessantesten.<br />
<br />
Mittlerweile ist es üblich, dass man bereits bei Einsteigermodellen eingebaute USB oder RS-232 Schnittstellen findet und eine (häufig sehr simple) Windows-Software zur Bedienung vom PC aus oder zumindest zum Auslesen von Daten auf den PC. Ebenfalls häufig sind USB oder ähnliche Schnittstellen für USB-Memorysticks oder Speicherkarten zum Speichern von Messwerten, Screenshots und Konfigurationen. Ironischerweise sind Schnittstellen und Windows-Software bei Markengeräten häufig gesondert zu erwerben, während sie bei eher unbekannten Marken kostenlos mitgeliefert werden, wenn auch die Qualität der kostenlosen Software häufig zu wünschen übrig lässt. <br />
<br />
Beispiele für günstige Einstiegsmodelle unter 600 Euro sind einige, aber nicht alle, Geräte von Rigol, Hantek, Owon, Siglent oder Atten. Für relativ wenig Geld erhält man für einfache Anwendungen ein brauchbares Oszilloskop mit ein paar Highlights aber auch auffälligen Einschränkungen und Fehlern in der Hard- und Software. Viel oder überhaupt Service kann man von diesen Firmen für sein Geld meist nicht erwarten.<br />
<br />
Geräte bspw. von [http://www.instek.com/ Instek] sind etwas teurer. Geräte aus der GDS-1000A oder GDS-1000U Serie dürften zum Einstieg interessant sein, oder mittlerweile die modernere Serie DS2000 von Rigol,<br />
bzw SDS2000 Serie von Siglent.<br />
<br />
Ein weiteres Beispiel für ein Einstiegsmodell war das [http://www.tek.com/site/ps/0,,40-15314-INTRO_EN,00.html TDS1002] von Tektronix (ca. 1200 Euro). Dazu muss man allerdings sagen, dass Tektronix die aktuelle Entwicklung etwas verschlafen hat. Der nur 2 kByte große Speicher ist nicht mehr zeitgemäß. Geräte der [http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=-33575.0&cc=DE&lc=ger&pageMode=OV Agilent InfiniiVision 2000X Serie] beginnen in einem ähnlichen Preisbereich aber mit wesentlich mehr Features.<br />
<br />
Sind 4 Kanäle gewünscht, aber das Budget begrenzt, lohnt sich ein Blick auf die DS1000'''Z''' Serie von Rigol.<br />
<br />
==== Vergleichstabelle digitale Tischoszilloskope ====<br />
<br />
;Wichtiger Hinweis: Diese und andere Tabellen werden gelegentlich von Freiwilligen auf den aktuellen Stand gebracht und können veraltet sein. <br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn. <BR/><br />
Anmerkung: Für Viele Modelle aus dieser Tabelle gibt es bereits Nachfolgemodelle. <BR/><br />
<BR/><br />
Legende: <BR/><br />
opt.: optional, kostenpflichige Erweiterung (Hardware und/oder Software)<BR/><br />
<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="digitaloszis" style="width:60em" <br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! style="width:6em" | Display<br />
! style="width:8em" | Inface<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.conrad.de/ce/de/product/122485/VOLTCRAFT-Vorteilsset-DSO-1062D-2-Kanal-Oszilloskop-Digitales-Speicheroszilloskop-Bandbreite-60-MHz-inkl-2-Tastkoepf DSO5062D]<br />
| [http://www.conrad.de/ Conrad]<br />
| 329.-<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host<br />
| Gleiche Hardware wie das Hantek DSO5062B und leicht modifizierte Software.<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/en/ProductDetail_3_3.html DSO5000B Series]<br />
| [http://www.hantek.com.cn/en/index.html Hantek]<br />
| ab 290$<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 60<BR/>100<BR>200<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host<br />
| Mit 60MHz beliebt, da es einen Hack auf 200 MHz gibt. Ebenso diverse Hacks an der Hardware. Auch als Tekway oder Protek im Handel.<br />
|-<br />
| MSO5000D serie<br />
| Hantek<br />
| <br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60 <br> 100 <br> 200<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <br />
| 2CH +16 Logik <br/> weitgehend baugleich mit DSO5000B Serie<br />
|-<br />
|-<br />
| DSO3062A<br />
| Agilent<br />
| 800<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 4k<br />
| 320x&shy;240, 5.7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host (modul)<br />
| weitgehend baugleich mit Rigol DS5000<br />
|-<br />
| InfiniiVision 2000 X Serie<br />
| Agilent<br />
| 950 - 2600 <br />
| 2/4<br />
| 1000<br>2000<br />
| 70<BR>100<BR>200 <br />
| 8 <br />
| 100k<br />
| 800x&shy;480, 8.5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x<br />
| Markengeräte mit exzellentem Preis-Leistungs-Verhältnis. Software-Aufrüstbar (Funktionsgenerator, Protokoll-Dekoder, usw.)<br />
|-<br />
| [http://%5Bhttp://www.owon.com.hk/products.asp?ParentID=57&SortID=87 OWON <br/> XDS--A(+)<br /> <br /> '''•12-bit:''' <br /> 3062 A(+) <br /> 3102 A(+) <br /> <br /> '''•14-bit:''' <br /> 3202 A(+)]<br />
| [http://www.owon.com.hk/main.asp OWON]<br />
| <br/> <br/> <br/> 430.. <br/> bis <br/> 720€ <br/><br />
<br /><br />
~1350€<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| <BR/><BR/>60<BR/><BR/>100<BR/><BR/>200 <br />
| <BR/><BR/>12<BR/><BR/>12<BR/><BR/>14<br />
| <BR/><BR/> 40M<br /><br />
| 800x600 <br /> <br />
<br /><br />
8" Touch-screen <BR/><br /><br />
(3062A(+): ohne <BR/> Touchscreen) <br />
| •USBx2 <BR/> •LAN <BR/> •WiFi <BR/> •VGA/AV <br /><br />
•• A+ : incl. <BR/> •2ch-FG <BR/> •Multimeter <BR/> •DataLogger<br />
| •LabView komp. <br /><br />
•LiIon-Akku opt. •Bus-Decoder opt. <br /><br />
<br /><br />
'''•Echtes Glimpse-Of-Nirvana Teil''' <br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds1000e/ Rigol DS1000E Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| ab 296<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 50<BR>100<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 320x&shy;240, 5.7”<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232<br />
| optional 16-Kanal Logikanalysator = DS1052D (DS1102D). Im Netz kursieren diverse, mehr oder weniger ernst zu nehmende Anleitungen, wie man ein DS1052E per Software auf ein DS1102E umrüsten kann.<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds1000z/ Rigol DS1000Z Series]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| ab 375<br />
| 4<br />
| 250<br>500<br>1000<br />
| 50<BR>70<BR>100<br />
| 8<br />
| 12M<BR>24M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| optionaler dualer Funktionsgenerator 25Mhz (DS1000Z'''-S'''). Im Netz kursieren diverse, mehr oder weniger ernst zu nehmende Anleitungen, wie man ein DS1054Z/DS1074Z per Software auf ein DS1104Z umrüsten und den gesamten Funktionsumfang freischalten kann.<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds2000/ DS2000 Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| 589 - 1505<br />
| 2<br />
| 2000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 14M<BR>56M<br />
| 800x&shy;480, 8"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind 56M, serielle Dekoder, weitere Trigger. Lassen sich alle über generierte Serial freischalten und sogar auf Topmodel DS2202 (200MHz) upgraden, da identische (gute) Hardware u. Lieferumfang - keine Hardwaremodifikation nötig. Dank LXI (offene Spezifikation) gute Softwareanbindung. Vertikalauflösung ab 0,5mV/Div!<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds2000/ MSO5000 Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| 963 - 3569<br />
| 2/4<br />
| 2000<br>4000<br>8000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>350<br />
| 8<br />
| 100M<BR>200M<br />
| 1024x&shy;600, 9"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind serielle Dekoder, weitere Trigger. Lassen sich alle über generierte Serial freischalten und auf Topmodel MSO5354 (350MHz) upgraden, da identische (gute) Hardware u. Lieferumfang - keine Hardwaremodifikation nötig.<br />
|-<br />
| [http://www.siglent.com/ens/pdxx.aspx?id=25&T=2&tid=1/ SDS2000 Serie]<br />
| [http://www.siglent.com/ENs/index.aspx/ Siglent]<br />
| 850 - 2700<br />
| 2<br>4 <br />
| 2000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 28M<br />
| 800x&shy;480, 8"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI) <br/> •PASS/FAIL<br />
| 110.000wrfms/s, seqmentierter Speicher! (dann bis 300.000wrfms/s, HRES Erfassung mit höherer vertikaler Auflösung, Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind serielle Bus-Dekoder, MSO Option, Funktionsgeneratorausgang Dank LXI gute Softwareanbindung. <br />
|-<br />
| [http://www.owon.com.hk/products.asp?ParentID=57&SortID=66 Owon SDS Serie]<br />
| [http://www.owon.com.hk/main.asp Owon]<br />
| 260€ (5032E) - 1100€ (9302)<br />
| 2<br />
| 125<br>250<br>1600<br>3200<br />
| 30<BR>60<BR>70<BR>100<BR>125<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 10k<br>10M<br />
| 800x&shy;600, 8"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <BR/> •VGA (opt.) <BR/> ''oder'' <BR/> •RS-232 (opt.)&shy;(nicht -E)<br />
| Akkubetrieb optional (nicht -E)<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=46 GDS-1000 Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek] <br />
| 350 - 550<br><br />
| 2<br />
| 250<br />
| 25<BR>40<BR>60<BR>100<br />
| 8<br />
| 4k<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •SD-Slot<br />
| Von Conrad teurer als DSO-4000 Serie erhältlich (475 - 950&euro;).<br>[http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br> GW Instek alias Good Will Instrument Co., Ltd<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=42 GDS-1000'''A''' Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek]<br />
| 500<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60<BR>100<BR>150<br />
| 8<br />
| 2M<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •SD-Slot<br />
| [http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br> GW Instek alias Good Will Instrument Co., Ltd<br />
|-<br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! style="width:6em" | Display<br />
! style="width:8em" | Inface<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=34 GW Instek GDS-2000 Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek]<br />
| 850 - 1800<br />
| 2/4<br />
| 1000<br />
| 60<BR>100<BR>200<br />
| 8<br />
| 5k<br>25k<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x <BR/> •RS-232<br />
| Weitgehend baugleich mit Conrad Voltcraft DSO-8000 Serie. Vier-Kanal Versionen haben keinen externen Trigger und weniger Trigger-Funktionen.<br>[http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br />
|-<br />
| TDS-1002B<br />
| Tektronix<br />
| 1100<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 2.5k<br />
| 320x&shy;240<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host<br />
| verhältnismäßig starkes Rauschen, siehe Text oben<br />
|-<br />
| [http://teledynelecroy.com/oscilloscope/oscilloscopeseries.aspx?mseries=50 WaveJet 3xx]<br />
| [http://teledynelecroy.com/ LeCroy]<br />
| 2800 - 8000<br />
| 2/4<br />
| 1000<br>2000<br />
| 100<BR>200<BR>350<BR>500<br />
| 8<br />
| 500k<br />
| 640x&shy;480, 7.5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN<br />
| verfügbar z.&nbsp;B. bei Farnell<br />
|-<br />
| WaveAce Serie<br />
| [http://teledynelecroy.com/ LeCroy]<br />
| 1000 - 3500<br />
| 2<br />
| 250 - 2000<br />
| 60 - 300<br />
| 8<br />
| 4k - 8k<br />
| 320x&shy;240<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232(?)<br />
| Daten beziehen sich etvl. auf nicht mehr erhälltliche Serie (bitte überprüfen)<br />
|-<br />
| [http://www.dlm2000.de DLM20XX]<br />
| YOKOGAWA <br />
| 3300 - 8000<br />
| 2<br>4<br>3+1<br />
| 1250<br>2500<br />
| 200<BR>350<BR>500<br />
| 8<br />
| 12,5M<br />
| 1024x&shy;768, 8.4"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x <BR/> •LAN (opt.) <BR/> •RGB Video<br />
| Vertrieb direkt vom Hersteller!<br />
|-<br />
| [http://www.uni-trend.com/UT2025B.html UNI-T UT2025B]<br>Voltcraft DSO-1022 M<br><br />
| [http://www.uni-trend.com/ Uni-Trend Group Limited]<br />
| 290 - 356<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 512k<ref name="unit">Uni-Ts Angaben zur Speichertiefe sind mit Vorsicht zu genießen. Seit Jahren wirbelt die Firma mit Begriffen wie ''memory length'', '' memory depth'', ''recording length'' und ''saving depth'' herum - jeweils mit unterschiedlichen Werten für das gleiche Oszilloskop. Dabei vermeidet Uni-T Begriffsdefinitionen zu geben. Im Zweifelsfall sollte man mit dem kleinsten Wert aller Angaben rechnen.</ref><br />
| 320x&shy;240 (Monochrom)<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232 <BR/> •LAN (opt.)<br />
| Als UT2025'''C''' mit Farbdisplay. UT2000 Serie 25-200MHz, 2CH 250MSa/s bis 1GSa/s<br>wenig Rauschen<br />
|-<br />
| [http://www.uni-trend.com/UTD2052CEL.html UTD2052CEL]<br />
| [http://www.uni-trend.com/ Uni-Trend Group Limited]<br />
| 369,-<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 50<br />
| 8<br />
| 12,5k<br>25k<br>1,2M<br />
| 400x&shy;240<br />
| •USB Host<br />
| Displayauflösung beträgt 800x480, der Displaycontroller faßt jedoch immer 2x2 Pixel zusammen (Menü nimmt relativ viel Platz auf dem Bildschirm ein)<br />
|-<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/de/Produkte/messtechnik-testsysteme/oszilloskope/HMO1002-%7C-Kerndaten-%7C-4-%7C-11696.html HMO1002]<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/ Rohde & Schwarz]<br />
| 950 - 1190<br />
| 2<br />
| 1000 <br />
| 50<br>100<br />
| 8<br />
| 500k<br />
| 640x&shy;480, 6,5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <br />
| Umfangreiche Zusatzfunktionen wie Mustergenerator, Frequenzgenerator, 2-Kanal DVM, Frequenzzähler, Komponententester und 8 Kanal MSO Opt. <br />
|-<br />
| [http://value.rohde-schwarz.com/vi/value/oscilloscopes/r-srhmo1202-digital-oscilloscope.html/ HMO1202]<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/ Rohde & Schwarz]<br />
| - <br />
| 2<br />
| 1000<br>2000<br />
| 100<br>200<br>300<br />
| 8<br />
| 1M<br>2M<br />
| 640x&shy;480, 6,5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <br />
| Optionen für I2C, RS232, UART, CAN, LIN serielle Busanalyse, Umfangreiche Zusatzfunktionen wie Mustergenerator, Frequenzgenerator, 2-Kanal DVM, Frequenzzähler, Komponententester und 8 Kanal MSO Opt. <br />
|-<br />
| [http://www.peaktech.de/produktdetails/kategorie/digital-oszilloskope/produkt/p-1265.html PT 1265]<br />
| [http://www.PEAKTECH.de Peaktech]<br />
| ca. 290<br />
| 2<br />
| 125<br />
| 30<br />
| 8<br />
| 10k<br />
| 800x&shy;600, 8"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <BR/> •VGA<br />
| Optional: Akkupack 4000 mA<br />
|}<br />
<br />
Weitere Marken, die gelegentlich auf dem deutschen Markt auftauchen, häufig über eBay, sind <br />
<br />
* GAOtek<br />
* Hangzhou Jingce (JC)<br />
* Tonghui<br />
* Ypioneer<br />
* Jiangsu Lvyang<br />
* Siglent (Zweitmarke von Atten)<br />
<br />
Über deren Qualität hört man wenig oder gar nichts.<br />
<br />
=== PC-Oszilloskope ===<br />
==== PC-Zusätze ====<br />
===== Allgemeines & Beachtenswertes =====<br />
<br />
PC-Oszilloskope / PC-Zusätze sind im Prinzip digitale Speicheroszilloskope, mit der Besonderheit, dass sie die Daten nicht selbst anzeigen, sondern an einen PC übermitteln. Beim Kauf eines PC-Oszilloskops sollte man besonders vorsichtig sein, da viele Angebote irreführende Informationen enthalten. Sehr beliebt ist z.&nbsp;B. die Werbung mit der Analogbandbreite, also die Bandbreite die der Analogteil der Schaltung (Eingangsverstärker) verarbeiten kann. Wenn hier 100 MHz angegeben sind bedeutet das aber nicht, dass sich auch wirklich Signale bis 100 MHz darstellen lassen; wenn der Wandler nur mit 40 MS/s abtastet ist das Oszilloskop gerade noch bis 4 MHz verwendbar. Ebenso sollte man nur die Echtzeit- oder Realtime-Abtastrate beachten, eine manchmal ebenfalls angegebene "Äquivalent-Abtastrate" ist nur bei periodischen Signalen zu gebrauchen und damit im Umfeld von Mikrocontrollern meist wertlos.<br />
<br />
Die Wahl zwischen einem Tischoszilloskop und einem PC-Zusatz ist nicht nur eine Geld-, Leistungs- oder Qualitätsfrage. Ein Tischgerät lässt sich anders bedienen (echte Knöpfe, sicherer Stand) und belegt nicht den PC oder Laptop. Erfahrene Entwickler ziehen ein separates Gerät einem PC-Zusatz vor. Zum Teil ist dies eine Generationsfrage.<br />
<br />
Hinzu kommt, dass billige PC-Oszilloskope meist keine galvanische Trennung an ihrer USB-Schnittstelle besitzen. Ein Fehler bei einer Messung kann daher nicht nur das Oszilloskop, sondern gleich den PC mit beschädigen. Das gleiche Problem kann man übrigens auch bei einfachen Tischoszilloskopen mit PC-Schnittstelle haben. Allerdings kann man Tischgeräte auch ohne die PC-Verbindung betreiben, PC-Oszilloskope nicht.<br />
<br />
Gelegentlich wird geraten, das Oszilloskop, egal ob Tischgerät oder PC-Zusatz, immer über einen "self powered" USB-Hub (einer mit eigenem Netzteil) mit dem PC zu verbinden. Ob ein solcher Hub als Schutzmaßnahme geeignet ist, besonders zum Personenschutz, sei dahingestellt. Schaden sollte er nicht.<br />
<br />
Besonders zu beachten ist die PC-Software. Nicht nur, ob sie zum Zeitpunkt des Kaufs wenigstens grundsätzlichen Ansprüchen genügt, sondern auch, ob der Hersteller vermutlich willens und in der Lage ist, die Software über viele Jahre zu warten. Stichwort Investitionssicherheit. Ohne Wartung kann eine Inkompatibilität in der Software zum nächste Windows Service-Pack oder zur nächste Windows-Version das Gerät völlig entwerten.<br />
<br />
Leider ist es so, dass es fast keine freie [[Oszilloskop#Software|Oszilloskopsoftware]] gibt. Die Protokolle zwischen Oszilloskop-Vorsätzen und Computer sind meist proprietär, und selten hat sich ein Entwickler freier Software die Mühe gemacht, ein Protokoll zu entschlüsseln. Noch seltener ist es, dass auf dieser Basis eine brauchbare oder gar gute Software geschrieben wurde. So ist ein Ausweichen auf freie Software kaum möglich, sollte der Hersteller die Wartung aufgeben. Man ist im Normalfall auf Gedeih und Verderb dem Hersteller ausgeliefert.<br />
<br />
===== Vergleichstabelle PC-Zusätze =====<br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.<br />
<br />
Alle hier gelisteten Geräte haben einen USB-Anschluss.<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="pczusatzoszis" <br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:8em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.elandigitalsystems.com/support/usbtmfaq/software.php USBscope50]<br />
| Elan Digital Systems<br />
| 249<br />
| 1 (-4)<br />
| 50<br>1000<br />
| 10<br>75<br />
| 8<br />
| 3k<br />
| CAT II, 300V galv. Trennung zu USB, OpenSource SDK, Java, Linux, LabView<br />
|-<br />
| PicoScope 2104<br />
| Pico Technology<br />
| 180<br />
| 1<br />
| 50<br />
| 10<br />
| 8<br />
| 8K<br />
| Spektralanalyse und Voltmeter in Software.<br />
|-<br />
| PicoScope 2105<br />
| Pico Technology<br />
| 235<br />
| 1<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 24K<br />
| Spektralanalyse und Voltmeter in Software.<br />
|-<br />
| PicoScope 2204A<br />
| Pico Technology<br />
| 165<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 10<br />
| 8 - 12<br />
| 8K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2205A<br />
| Pico Technology<br />
| 255<br />
| 2<br />
| 200<br />
| 25<br />
| 8 - 12<br />
| 16K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2206A<br />
| Pico Technology<br />
| 429<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 50<br />
| 8 - 12<br />
| 32K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2207A<br />
| Pico Technology<br />
| 548<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 100<br />
| 8 - 12<br />
| 40K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| P 1280<br />
| Peaktech<br />
| 329<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 10M<br />
| USB und LAN Anschluss, 40V<sub>SS</sub> bei USB, 400V<sub>SS</sub> bei LAN<br />
|-<br />
| P 1285<br />
| Peaktech<br />
| 389<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 100<br />
| 8<br />
| 10M<br />
| USB und LAN Anschluss, 40V<sub>SS</sub> bei USB, 400V<sub>SS</sub> bei LAN<br />
|-<br />
| P 1290<br />
| Peaktech<br />
| 197<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 5k<br />
| 400V<sub>SS</sub> galv. Trennung zu USB<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=62 DSO-2090 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd.<br />
| 200<br />
| 2<br />
| 50<br>100<br />
| 40<br />
| 8<br />
| 32k<br>64k<br />
| Wenige Vorteile gegenüber einem Tischgerät. Analogbandbreite bei der Samplingrate nicht ausnutzbar. Kleiner Eingangsspannungsbereich. Unter diversen anderen Namen erhältlich.<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=63 DSO-2150 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd.<br />
| 200<br />
| 2<br />
| 150<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 10K<br>32K<br />
| .<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=64 DSO-2250 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd. <br />
| 220<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 100<br />
| 8<br />
| 10K-<br>512K<br />
| .<br />
|-<br />
| Mephisto Scope 1 (UM202)<br />
| Meilhaus<br />
| 333<br />
| 2<br />
| 1<br />
| 2<br />
| 16<br />
| 256K<br />
| 5 in 1,<br />
Oszilloskop,<br />
Logik-Analysator,<br />
Voltmeter,<br />
Datenlogger analog und digital,<br />
Digital-I/O<br />
|-<br />
| MSO-19<br />
| Link Instruments Inc.<br />
| 172<br />
| 1<br />
| 200<br />
| 60<br />
| ??<br />
| 1K<br />
|<br />
Oszilloskop,<br />
Logik-Analysator,<br />
Pattern Generator,<br />
TDR<br />
|-<br />
|VDS1022I<br />
|Owon<br />
| ca 80<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 5k<br />
| USB galv. getrennt, auch verkauft als Peaktech 1290?<br />
|}<br />
<br />
==== Soundkarten-Oszilloskope ====<br />
[[Bild:Soundoszi.JPG|thumb|right|300px|Soundkarten Oszilloskop]]<br />
Wem ein wirklich einfaches Oszilloskop für kleine Frequenzen (bis etwa 20 kHz) ausreicht, bspw. um die Kommunikation am I2C-Bus zu analysieren, kann dazu die Soundkarte des PC benutzen.<br />
Allerdings eignet sich eine Soundkarte nicht dazu, Gleichspannungen zu messen, zu niederfrequente Signale können daher nicht damit erfasst werden: Im Screenshot nebenan erkennt man das z.&nbsp;B. an der fallenden Gerade am Schluss (obwohl der tatsächliche Signalpegel konstant oben bleibt). Auch ist hier besondere Vorsicht geboten, da Soundkarten nur für geringe Spannungen ausgelegt sind und bei einer zu hohen Eingangsspannung möglicherweise der ganze PC beschädigt wird. Daher ist eine Vorschaltung mit Spannungsbegrenzung (ca 0,7V) nötig. <br />
<br />
Der Vorteil der Soundkartennutzung ist, dass es sich dank des PCs um eine Art Speicheroszilloskop handelt und die Daten zum Beispiel in Excel analysiert werden können.<br />
<br />
* [http://www.scheidig.de/Deutsch/Download/SpekOszi/info.htm Hardy u. Karola Scheidig] verschiedene Programme zum Messen mit der Soundkarte.<br />
* [http://www.sillanumsoft.org/ Visual Analyser] von Alfredo Accattatis und der University of Rome Tor Vergata, "Donateware" <br />
* [http://www.zeitnitz.de/Christian/scope_en Soundcard Oscilloscope für Windows] von Christian Zeitnitz, kostenlos für Privatanwendung<br />
* [http://www.qsl.net/dl4yhf/spectra1.html Spectrum Lab von DL4YHF]<br />
* [http://w5big.com/spectrogram.htm Spectrogram] von R.S. Horne, ältere Version kostenlos<br />
* [http://www.audiotester.de/ Audiotester 30-Tage-Version kostenlos]<br />
* [http://www.dasylab.com/ DasyLab] Eingeschränkte Version (Soundkarte und serielle Schnittstelle) als Beilage zum Buch "Signale-Prozesse-Systeme" ISBN 9783642018633<br />
* [http://www.zelscope.com/ Zelscope] von Constantin Zeldovich 14-Tage Evaluationsversion<br />
* [http://web222.webclient5.de/prj/VarEl/SndCrdAmp/ Sound Card Pre-Amp] Selbstbau-Vorverstärker für Sound-Karte von Dr. Thomas Redelberger<br />
* [http://www.dxzone.com/catalog/Software/Spectrum_analyzers/ Linksammlung]<br />
<br />
==== Grafikkarten-Oszilloskope ====<br />
Videokarten, die über einen analogen Input verfügen, stellen ebenfalls eine Alternative zu käuflichen Oszilloskopen dar, da sie 3kanalig Frequenzen bis rund 180 MHz verarbeiten können. Die digitale Auflösung liegt meist bei 8 Bit maximal, was für einfache Anzeigen jedoch reicht, wenn die Aussteuerung entsprechend ist. Durch Übersampeln lässt sich die Auflösung wie gehabt steigern, indem man z.B. 4 Werte softwareseitig zusammenfasst und damit 1 Bit an Auflösung gewinnt. Bei 16 Werten kann man 2 Bit erwarten und erhält eine Güte von ca. 10 Bit bei 10MHz.<br />
<br />
=== Selbstbau ===<br />
Der Selbstbau eines solchen Gerätes erspart (wie fast immer in solchen Fällen) kein Geld, sofern man nicht eine Spezialfunktion benötigt, die im Markt nicht beschaffbar ist. Der Spaß liegt also wieder im Bauen selbst.<br />
<br />
Es gibt diverse preiswerte Bausätze für Spielzeug-Oszilloskope. Die Ergebnisse nach dem Zusammenbau sind aber als Oszilloskop wenig brauchbar.<br />
<br />
Daneben findet man nur sehr wenige Selbstbau-Projekte deren Ergebnisse überzeugen. Einige interessante Projekte sind [http://www.mikrocontroller.net/topic/228997?goto=new#2308320]n und [http://www.ssalewski.de/DAD.html.de]. Dazu sei allerdings gesagt, dass der Aufwand an Material und Messmitteln schnell die Kosten für ein fertiges Oszilloskop überschreitet.<br />
<br />
=== Umbau ===<br />
Sofern man tatsächlich etwas benötigt, was nicht käuflich zu erwerben ist, kann der Kauf und Umbau eines vorhandenen Gerätes sinnvoll sein. <br />
<br />
Auf eBay werden immer noch die Oszilloskope der früheren Firma Wittig (heute Welec), wie zum Beispiel das W2012A, angeboten. Als Alternative zu der fehlerträchtigen Orginalfirmware ist mittlerweile eine Open-Source Variante verfügbar die kontinuierlich weiterentwickelt wird. Ebenfalls wird an Hardware Erweiterungen gearbeitet die die Qualität des Oszilloskops deutlich steigern. Wer sich nicht sicher ist ob das Gerät seinen Ansprüchen genügt sollte bei den Entwicklern nachfragen. [http://sourceforge.net/apps/trac/welecw2000a/wiki] Auch hier ist der Weg das Ziel.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
<br />
* [[AVR_Softwarepool#Oszilloskop|AVR Softwarepool: Oszilloskop]]<br />
* [[Einfaches Oszilloskop mit Bascom-AVR]]<br />
* [[USB_Oszilloskop]]<br />
* [[Logic_Analyzer]]<br />
* [[LCS-1M - Ein einfaches, preiswertes, mikrokontrollergesteuertes Zweikanal-Oszilloskop zum Selberbauen | LCS-1M]] ([[Picaxe]])<br />
* [[media:Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf | Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf]] (engl.)<br />
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/389844#4467981 Forumsbeitrag]: Bitte Tipp für ein einfaches Speicheroszilloskop<br />
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/205596?goto=5724370#5724370 Forumsbeitrag]: Selbstbauprojekt für optisch getrennten Tastkopf<br />
<br />
== Links & Literatur ==<br />
* [http://www.elektronikpraxis.vogel.de/index.cfm?pid=9681 Online-Dossier Grundlagen digitaler Oszilloskope. ] Veröffentlicht auf Elektronikpraxis online<br />
* [http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/XYZs/03W_8605_3.pdf XYZs of Oscilloscopes Primer]. Die Grundlagen digitaler Oszilloskope <br />
* [http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/ABCsProbes/60W_6053_9.pdf ABCs of Probes Primer]. Die Grundlagen von Tastköpfen<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/1?filter=oszi*+-oszillator Forum-Beiträge zum Thema Oszilloskop] (Kaufberatung, Anwendung)<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/3?filter=oszi*+-oszillator Beiträge im Markt-Forum]<br />
* [http://www.virtuelles-oszilloskop.de/ Ein virtuelles interaktives Oszilloskop] ala HAMEG HM203-6 20 MHz zum Üben (Seite auf [http://www.virtuelles-oszilloskop.com Englisch])<br />
* [http://www.eosystems.ro/eoscope/eoscope_en.htm Selbstbau-DSO 40MSPS]<br />
* [http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm Probing High-Speed Digital Designs], Originally published in [http://www.elecdesign.com/ Electronic Design Magazine], March, 1997<br />
* [http://hackedgadgets.com/2007/12/10/oscilloscope-tutorials/ Oscilloscope Tutorials] Linkliste bei hackedgadgets.com<br />
* [http://www.eevblog.com/2011/03/30/eevblog-159-oscilloscope-trigger-holdoff-tutorial/ EEVBlog #159] Videotutorial von Dave Jones zu '''Trigger Holdoff''', (engl.)<br />
* [http://www.all-about-test.info/spezial-oszilloskope.html/ Marktübersicht Spezial-Oszilloskope mit Hintergrundinfos]<br />
* [http://oscopes.info/market/2256-usb-oscilloscopes-product-overview-low-end/ Produktübersicht kostengünstige USB-Oszilloskope (englisch)]<br />
* [https://www.youtube.com/watch?v=kUU2afffAdE&list=PLMKxBlyAyypxuaI7pbfRkSryvTDef_Y1S&index=16 Video] von Bob Peace zum Thema Tastköpfe und High Speed Measurements (engl.)<br />
* [http://www.eevblog.com/forum/testgear/digital-oscilloscope-comparison-chart EEVBlog: "Digital Oscilloscope Chart" - Große Vergleichsliste gängiger Digitaloszilloskope (engl.)]<br />
* [http://www.cbtricks.com/miscellaneous/tech_publications/scope/sampling.pdf Sampling Oscilloscope Techniques], von Tektronix, engl.<br />
* Isolierte Tastköpfe mit LWL-Kopplung<br />
** [https://www.tek.com/isolated-measurement-systems# IsoVu Isolated Probes] von Tektronix, 200-1000MHz, 14.000-27.000 Euro<br />
** [https://teledynelecroy.com/probes/high-voltage-fiber-optically-isolated-probes High Voltage Fiber Optically-isolated Probes] von Teledyne LeCroy, 60MHz, ca. 3900 Euro bei RS [https://de.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/1368330/ 136-8330]<br />
** [https://www.langer-emv.de/en/category/analog/60 Optical fibre cable probes] vom Langer EMV mit 25, 500 und 5000kHz Bandbreite, ca. 1000 Euro<br />
** [https://hackaday.io/project/12231-fiber-optic-isolated-voltage-probe Fiber Optic Isolated Voltage Probe] bei Hackaday, Selbstbauprojekt, 30MHz, ca. 50$<br />
<br />
== Software ==<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/167705#1602827 WinXP Software für OsziFox/ProbeScope] von Micha B. (chameo)<br />
<br />
* [http://users.physik.fu-berlin.de/~jtt/fsc2.phtml fsc2] is a program running under GNU/Linux for controlling spectrometers. Supported devices include digitizing oscilloscopes too:<br />
** Tektronix Digitizing Oscilloscope TDS520, TDS520A, TDS520C, TDS540, TDS744A and TDS754A<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope 9400, 9410, 9420, 9424, 9424e and 9450(A)<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope Waverunner and Waverunner-2 (LT224, LT 262, LT264, LT342, LT344, LT354, LT362, LT364, LT372, LT374, LT584, 44(M)Xi, 62X1, 64(M)Xi, 104(M)Xi, 204(M)Xi)<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope WaveSurfer (422, 424, 432, 434, 452 and 454)<br />
<br />
* [http://xoscope.sourceforge.net/ xoscope, oscope] is a digital oscilloscope using input from a sound card or EsounD and/or a ProbeScope/osziFOX and Bitscope hardware. Includes 8 signal displays, variable time scale, math,memory, measurements, and file save/load. (Linux, GPL)<br />
<br />
* [http://www.mtoussaint.de/qtdso.html QtDSO] is a frontend for the Velleman PCS64i digital oscilloscope (Anm.: Velleman nicht mehr unterstützt) It provides a fully featured oscillocope mode (including XY plot and math) and a highly configurable spectrum analyzer mode. Für '''Digitalmultimeter''' gibt es vom gleichen Autor [http://www.mtoussaint.de/qtdmm.html QtDMM] und [http://www.mtoussaint.de/qtdmm2.html QtDMM2].<br />
<br />
* [http://www.eig.ch/fr/laboratoires/systemes-numeriques/projets/osqoop-l-oscilloscope-libre/index.html Osqoop] est un oscilloscope logiciel sous licence libre. Il permet de travailler sur un nombre arbitraire de canaux et des acquisitions de longue durée. Wiki description: [http://gitorious.org/osqoop Osqoop] is a multi-platform open source software oscilloscope based on Qt 4. It connects to various hardware data sources such as the sound input or a dedicated USB board.<br />
<br />
*[http://code.google.com/p/gds2000tools/ gds2000tools] ist eine Linux-Software für GW-Instek GDS-2000 und andere GW-Instek Oszilloskope.<br />
<br />
* [https://code.google.com/p/xoscillo/ Xoscillo] - A software oscilloscope that acquires data using an Arduino or a Parallax (more platforms to come). (Lizenz: CC-BY-NC-SA 3.0; Windows and Linux (needs mono))<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/oscope2100/ Oscope 2100] Linux software für Hantek DSO-2100.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/openhantek/ OpenHantek] Linux Software für Hantek (Voltcraft/Darkwire/Protek/Acetech) DSO-2090.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/dsoda/ Digital Soda] DSO-2250 Software.<br />
<br />
* [http://owondriver.sourceforge.net/ Owon Driver, Ownon Dump] Linux-Treiber für Owon-Oszilloskope.<br />
<br />
* [http://sdaaubckp.sourceforge.net/attenload/ Attenload] Linux - fetch data from Atten oscilloscopes via USB<br />
<br />
* [http://www.ant.uni-bremen.de/whomes/rinas/agiload/ Agiload] Linux - fetch data and screenshots from Agilent 5462x oscilloscopes - RS232<br />
<br />
* [http://foss.doredevelopment.dk/wiki/Lxi-control Lxi-Control] Kommandozeilen-Applikation zur Fernsteuerung von Geräten mit LXI-Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://gpib-utils.sourceforge.net/ gpib-util] Linux Kommandozeilen-Applikation, unterstützt diverse Oszilloskope (und andere Geräte) mit GPIB-Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://optics.eee.nottingham.ac.uk/vxi11/ VXI11] Bibliothek und Programme für Geräte mit VXI-11 Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/wfmreader/ Linux WFM Datenformat-Leser].<br />
<br />
* [http://sigrok.org/ ''sigrok'' Open Source Signal Analysis Software Suite]<br />
<br />
=== Datenauswertung ===<br />
<br />
Bei Oszilloskopen (DSOs), die es erlauben, die gemessenen Daten zu einem PC zu übertragen, kann man die Messwerte auf dem PC weiter auswerten. Zum Beispiel ein Signal demodulieren, filtern oder dekodieren. Grundsätzlich ist die Auswertung in jeder Programmiersprache möglich. Programmiersprachen für numerische Berechnungen eignen sich jedoch besonders.<br />
<br />
* [http://www.sigrok.org Sigrok] eine open source tool zur Ansteuerung und Auswertung von u.a. digitalen USB-Oszilloskopen<br />
<br />
* [http://www.mathworks.com Matlab] und Freie Alternativen wie [http://www.scilab.org/ SciLab] oder [http://www.gnu.org/software/octave/ GNU Octave]<br />
<br />
* [http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/?term=Oscilloscope Matlabcentral Fileexchange, Suche nach ''Oscilloscope''] Auf Matlabcentral Fileexchange finden sich auch MatLab Lese- und Auswertungsfunktionen für diverse Oszilloskope. Hinweis: Die von MatLab für die Kommunikation mit einem Oszilloskop verwendeten Toolboxen und Funktionen dürfen aufgrund der Matlabcentral Lizenz nicht mit freien Alternativen verwendet werden. [http://wiki.octave.org/FAQ#Why_can.27t_I_use_code_from_File_Exchange_in_Octave.3F_It.27s_released_under_a_BSD_license.21 siehe GNU OCtave FAQ]<br />
<br />
* [http://octave.sourceforge.net/instrument-control/ Octave-Forge instrument-control] für die Kommunikation mit diversen Geräten wie z.B. LXI-compatible Agilent, LeCroy or Tektronix Oszilloskope über VXI11. Außerdem UART, I2C, GPIB usw.<br />
<br />
* Eines Ingenieurs angeblich unwürdig<ref>Es ist sehr einfach Fehler in Tabellenkalkulationen zu machen, die typischerweise lange unentdeckt bleiben. [http://www.eusprig.org/ Untersuchungen] haben gezeigt, dass bereits dann bis zu 90% aller Tabellenkalkulationsblätter fehlerhaft sind, wenn es nur um einfache mathematische Grundoperationen (Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren, Dividieren) geht.</ref> sind Microsoft Excel oder andere Tabellenkalkulationen. Trotzdem sind sie zur Datenauswertung populär und auch geeignet, wenn sie richtig gehandhabt werden.<br />
<br />
== Fußnoten ==<br />
<references /><br />
<br />
[[Category:Grundlagen]]<br />
[[Category:Oszilloskope und Analyzer| ]]</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=Oszilloskop&diff=104836Oszilloskop2021-11-29T16:25:59Z<p>Technick2: /* Allgemeines */</p>
<hr />
<div>Ein '''Oszilloskop''' dient zur grafischen Darstellung des Spannungsverlaufs eines oder mehrerer elektrischer Signale in einem einstellbaren Zeitfenster. Es ist das wichtigste Werkzeug der Elektrotechniker.<br />
<br />
== Anfragen bezüglich Kaufberatung im Forum ==<br />
<br />
=== Kritik an den Anfragen ===<br />
Im Forum finden sich regelmäßig Anfragen nach individueller Beratung zum Oszilloskopkauf. Die Anzahl solcher Oszilloskop-Threads hat schon lange die 1000 überschritten. Sie sind langweilig, eine Qual und oft unnütz - besonders dann, wenn sich der Fragesteller offenbar nicht mit den Grundlagen eines Oszilloskops und den wichtigsten Kennzahlen bekanntgemacht hat oder nicht einmal weiß, was er überhaupt messen will. Auch, wenn ein Fragesteller ein paar Grundlagen besitzt, hat er anscheinend meistens keine Lust, verständlich darzustellen, was er genau will und lässt sich stattdessen umständlich befragen.<br />
<br />
Den meisten regelmäßigen Forumbenutzern ist daher gründlich die Lust an Oszilloskop-Threads vergangen. Dort "diskutieren" eigentlich nur noch Trolle und anonyme Gäste, die oft genug nur Werbung über Billigangebote über die x-te Ausgabe einer billigen, als Oszilloskop bezeichneten Plastikkiste, einem super tollen eBay-Schnäppchen oder angeblicher asiatischer Wundertüten.<br />
<br />
==== Links für Anfänger ====<br />
Wer sich ernsthafte Beratung wünscht und eine "sanfte" Einführung in das Thema sucht, kann sich die englischsprachige YouTube-Videos von AfroTechMods anschauen:<br />
<br />
[http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/oscilloscope-tutorials/ http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/oscilloscope-tutorials]<br />
<br />
Dazu passt auch sein Tutorial über Funktionsgeneratoren:<br />
[http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/function-generator-tutorial/ http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/function-generator-tutorial].<br />
<br />
Eine gute Einführung bilden auch zwei Videotutorials der Technischen Universität Graz. Im [https://youtu.be/UzpBQq2X9aA ersten Tutorial (https://youtu.be/UzpBQq2X9aA)] werden die grundlegenden Bedienelemente, als auch Themen wie Skalierung, Offset, Kopplung und Trigger behandelt. Im [https://youtu.be/jiRPqGFmNiI zweiten Tutorial (https://youtu.be/jiRPqGFmNiI)] geht es um Tastköpfe, den XY Modus, die Single Shot Funktion, Mathematik- und Messfunktionen, sowie Cursors.<br />
<br />
===Maßgeschneidert?===<br />
Besonders die immer wiederkehrende Forderung, dass es unbedingt das maßgeschneiderte Oszilloskop zum Superpreis genau für den Fragesteller geben muss, ist sinnlos. Wer mit diesem Anspruch kommt, der wird enttäuscht werden. Das gibt es nicht, und gute Oszilloskope kosten Geld, da qualitativ hochwertige Geräte keine Massenware sind. Lediglich billige Geräte werden in grosser Zahl hergestellt und sind entsprechend preiswert, diese sind jedoch für anspruchsvolle Anwender meist untauglich, da genau an den wichtigen Dingen gespart und nur auf Optik gesetzt wird.<br />
<br />
=== Gebrauchte Oszilloskope ===<br />
Wer wenig Erfahrung mit Elektronikreparaturen hat, sollte sehr vorsichtig sein und den Markt gut beobachten.<br />
<br />
Bei Gebrauchtware gibts stets das Risiko, ein defektes oder verbasteltes Gerät von Privat zu erwerben, deshalb sollte sich ein Käufer vorher die Rückgabemöglichkeit schriftlich zusichern lassen. Vom Kauf auf reinen Kleinanzeigenplattformen, wo der Verkäufer keinerlei Identitätsprüfung unterzogen wird, ist immer abzuraten.<br />
<br />
Vorsicht ist auch bei gewieften Formulierungen geboten, die einen Totalschaden nur umschreiben, so wie z.B. "Dachbodenfund", "Keine Ahnung davon", "Keine Möglichkeit zu testen" oder "Funktioniert, aber aus rechtlichen Gründen (Garantie) als defekt für Bastler". <br />
<br />
Häufig sind angebotene Geräte auch ehemalige "Fernseh"-Oszis, d.h. sie stammen aus der Zeit, als noch Bildröhren-TVs repariert wurden. Ihr Einsatzbereich endet i.d.R. bei mit 10-20 Mhz Bandbreite, mehr war zur TV-Reparatur nicht notwendig. Solche Geräte sind heutzutage kaum brauchbar wenn man einmal mehr als NF und niedere HF untersuchen will.<br />
<br />
Es gibt kaum einen Markt für Topgeräte. Gute gebrauchte Geräte gibt es z.B. auf Fachbörsen für Funk und Elektronik, auch geben professionelle Gebrauchthändler Gewährleistung oder Garantie - allerdings oft zu derart überhöhten Preisen, dass ein Neukauf attraktiver ist.<br />
<br />
Will man wirklich ein geeignetes Gebrauchtgerät finden, so muß man vorher seine Anforderungen formulieren:<br />
<br />
* Welche Signale werde ich untersuchen? Die höchste denkbare Frequenz *3 bestimmt die Bandbreite<br />
* Wieviele Kanäle brauche ich? Selbst ein I2c benötigt zwei Kanäle zur Beobachtung, ein SPI mindestens 3.<br />
* Muß ich Messungen dokumentieren? Nein, dann reicht ein vielleicht ein gebrauchtes HP 54xxx, sehr gute Geräte gehen bis 4 Kanäle, 500MHz Bandbreite und 1Gs/s. Ja, dann sollte eine USB- (Treiber aktuell verfügbar?) oder LAN-Schnittstelle existieren.<br />
<br />
Historische Exportmöglichkeiten wie RS232-Schnittstelle oder Floppy-Drive sollte man sich aber nur antun, wenn man wirklich sicher ist, auch in 5 Jahren diese noch verwenden zu können.<br />
<br />
Mit den entsprechenden Kenntnissen und Erfahrung konnten aber schon viele Geräte wiederbelebt werden.<br />
<br />
=== Erfahrungen? ===<br />
Eine Vorgehensweise, von der man auch abraten muss, ist die Frage nach Erfahrungen anderer Mitglieder! Die meisten Antworten kommen von Trollen und Posern, die eigentlich keine Ahnung haben. Die einen wollen als anonymer Gast mal wieder trollen, die anderen wollen nur mitteilen, dass Funkamateure sowieso die besseren Menschen sind. Andere wiederum haben "zufällig" gerade *das* richtige Oszilloskop zu verkaufen. Dann gibt es noch die, die sich ihr eigenes Oszilloskop schönreden wollen, ihren Vorurteilen oder ihrem Fetisch frönen. Zum Beispiel<br />
<br />
* ''Kauf ja kein Gerät aus Asien!''<br />
* ''Unter LeCroy|Agilent|Yokogawa|Tektronix geht gar nichts!''<br />
* ''Nur Gebrauchtgeräte lohnen sich!''<br />
<br />
Hinweise wie ''mein vor 30 Jahren gekauftes Markengerät funktioniert noch heute tadellos'' sind ebenfalls ziemlich sinnlos. Der Hersteller wird dieses Gerät gar nicht mehr anbieten und er wird schon gar nicht mehr mit der gleichen Qualität fertigen, wie vor 30 Jahren. Dazu ist der Kostendruck zu hoch und Technologien haben sich geändert. Selten sind die neuen Technologien heute so robust, wie die vor 30 Jahren.<br />
<br />
Als Unerfahrener kann man daher aus den Antworten nicht herauslesen, ob sie wirklich auf Erfahrung beruhen. Man braucht also gewissermassen selbst Erfahrung, um die Erfahrungsberichte anderer richtig einzuordnen.<br />
<br />
Ein anderer Aspekt aus alten Threads ist, dass viele Fragesteller die Erfahrungen gar nicht zur Kenntnis nehmen wollen, wenn sie der eigenen Wunschvorstellung widersprechen. So etwas nennt man beratungsresistent. Da stellt sich schon mal heraus, dass der Fragesteller schon längst ein Gerät bestellt hat und jetzt gebauchpinselt werden will. Eine Zeitverschwendung für alle.<br />
<br />
Erfahrungen mit eigenen Geräten lassen bedingt den Schluss zu, welche<br />
Marken grundsätzlich empfehlenswert sind, weil dort gegebenenfalls mehr auf Qualität geachtet wird.<br />
<br />
=== Zusatzkosten beim Kauf im Ausland ===<br />
<br />
Siehe Hauptartikel [[Zoll und Abgaben]].<br />
<br />
Beim Kauf eines scheinbar preisgünstigen Gerätes im Ausland ist zu beachten, dass hier neben Versandkosten noch [[Zoll und Abgaben]] fällig werden. Ein ''PC-basierten Messinstrument mit Oszilloskopfunktion'' für US$ 719,- aus Taiwan kostet dann letztendlich 875,- €, die sich so zusammensetzen:<br />
* Umrechnung in Euro (und Zollveranschlagung): 650,- €<br />
* Umsatzsteuer: 123,- €<br />
* Zollgebühren: 60,- €<br />
* Versand und Bankgebühren: 44,- €<br />
<br />
Der Preis unterscheidet sich am Ende kaum noch vom dem des lokalen Händlers. Aber der gibt auch noch Garantie, so dass ein Defekt nicht zum Totalverlust wird.<br />
<br />
===Spielzeuge aller Art===<br />
[[Datei:Karikatur oscilloscope sale.jpg|thumb|left|240px|Preisgünstiges "Spitzenoszilloskop" 5Gs]]<br />
Vor allem auf online-Börsen tauchen in jüngster Zeit immer öfter seltsam günstige Geräte auf: Offensichtlich scheint es gerade Mode zu sein, einen schwachbrüstigen Analog-Digital-Konverter hinter eine eher zufällig gewählte, krumme analoge Eingangsschaltung zu klemmen und an einen Mikrocontroller mit Grafik-LCD anzuschließen, um es als digitales Speicheroszilloskop (DSO) zum Sonderpreis zu verkaufen. <br />
<br />
Je nach Hersteller wird so ein Gerät komplett ohne Gehäuse geliefert, was mit Hinblick auf die Funktion und auch die Sicherheit sehr fragwürdig ist, oder es kommt in einem lustig aufgemachten Plastikgehäuse in MP3-Player-Format daher, das auch keine großartige Isolation bietet. Hinzu kommen Eindruck-schindende Namen und Logos, die Modernität und Qualität suggerieren sollen, oft noch unterstrichen durch die Assoziierung mit Open-Source und pseudo-Hacker / Maker Bewegungen.<br />
{{Absatz}}<br />
<br />
Im Vergleich zu richtigen Oszilloskopen sind dies leider nur Spielzeuge - Unsichere Spielzeuge! Es nervt auch, diese Dinger immer wieder im Forum des Besten "seit der Erfindung von geschnitten Brot" vorgestellt zu bekommen. Ein Blick auf die technischen Daten dieser "Oszilloskope" (sofern die Daten überhaupt angegeben werden) reicht nämlich, um festzustellen, dass man ein Spielzeug vor sich hat. Schön für den, der spielen will, schlecht für den, der sicher messen will.<br />
<br />
Ebenso verrät ein Blick auf die Schaltung des Analogeingangs, ob man Qualität vor sich hat. Fehlende Spannungsfestigkeit und fehlende Frequenzkompensation des Eingangsverstärkers sind sichere Zeichen für Schund. Wenn es eine Verbindung zum PC gibt, aber diese nicht isoliert ist, ist das ein weiteres Zeichen für Scheinqualität.<br />
<br />
In [http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/GW_Instek_GDS-1152A.pdf] kann man das Innenleben eines richtigen DSO bewundern. Man vergleiche dies mit den Innenleben der Spielzeug-"DSO"s.<br />
<br />
Ein anderes, sicheres Zeichen eines Spielzeug-"DSOs" ist es, wenn irgendein Ding aus Abgreifklemmen und Klinkenstecker als "Tastkopf" mitgeliefert wird oder die Buchse für den Tastkopf aus einer Klinkenbuchse oder ähnlicher Niederfrequenz-Anschlusstechnik besteht.<br />
<br />
Auffällig ist bei diesen Spielzeugen auch, dass sie vehement von typischen Fanboys verteidigt werden. Nicht mit technischem Argumenten, sondern mit Aussagen wie "aber ist billig", "aber ist cool", "aber enthält doch einen Arduino".<br />
<br />
Wer ein Oszilloskop haben möchte, mit dem man wirklich messen kann, sollte sich das Geld für ein Spielzeug-"DSO" sparen.<br />
<br />
== Funktion von Oszilloskopen ==<br />
=== Was wird gemessen? ===<br />
Oszilloskope zeigen oft einen Spannungsverlauf über einen kurzen, für das menschliche Auge in Realzeit nicht erfassbaren Zeitraum an. Je hochwertiger das Oszilloskop, desto kürzer ist dieser Zeitraum, beziehungsweise desto schneller darf sich das Signal ändern. Spitzengeräte können Perioden von wenigen Nanosekunden im gesamten sichtbaren Bildbereich darstellen, in welchem auch noch in Teilabschnitte hineingezoomt werden kann. Maßgeblich ist dafür ein manuell oder automatisch erzeugter Startzeitpunkt, der sogenannten Trigger. <br />
<br />
Mitunter werden aber auch sich sehr langsam ändernde Spannungsverläufe gezielt angezeigt, um Veränderungen von einem Trigger zum nächsten zusammenfassend darstellen zu können. Durch das Überschreiben der Kurven sind auch geringste Änderungen gut erkennbar. Die Darstellung ist der bei Herzmonitoren vergleichbar.<br />
<br />
Andere Größen, zum Beispiel Ströme, Drücke und Magnetfelder lassen sich anzeigen, wenn man zusätzlich entsprechende Wandler einsetzt, um aus den Größen zuvor eine Spannung zu erzeugen.<br />
<br />
=== Was wird dargestellt? ===<br />
<br />
Den Eingang für eine Spannung bezeichnet man bei einem Oszilloskop als Kanal. Die an den Kanälen anliegenden Spannungen können einzeln oder gemeinsam angezeigt werden. Bei Mehrkanal-Oszilloskopen kann man üblicherweise auch eine Spannung über eine Spannung darstellen (XY-Modus), womit Übertragungskennlinien von Bauteilen dargestellt werden können.<br />
<br />
Zusätzlich bieten moderne Oszilloskope die Möglichkeit, sich gewisse Kenngrößen der Spannungsverläufe anzeigen zu lassen. Gängige Werte sind zum Beispiel die Anzeige von Spitzenspannung und Effektivwert einer Spannung, Frequenz/Periodendauer, Anstiegs- und Abfallzeiten, Tastverhältnis und so weiter. Darüber hinaus bieten gute Oszilloskope Positionsmarken (Cursor), mit denen man, durch eine Linie dargestellt, auf dem Bildschirm Positionen im Spannungsverlauf markieren kann. Zur Position zugehörige Werte (Zeit oder Spannung), sowie die Differenz dieser Werte zwischen zwei Positionsmarken können abgelesen werden.<br />
<br />
Besonders [[#Digitale_Tischoszilloskope|digitale Oszilloskope]] können relativ viele unterschiedliche Kenngrößen anzeigen, da sich viele dieser Größen mit einfachen Algorithmen aus den vom Oszilloskop im Speicher erfassten Daten berechnen lassen. Ebenso sind einfache mathematische Operationen möglich, etwa eine diskrete Fourier-Transformation oder die Summe oder Differenz der Spannungsverläufe von zwei Kanälen. Oszilloskope der Oberklasse bieten darüber hinaus ausgeklügelte Möglichkeiten der Signalanalyse. <br />
<br />
Für spezielle Anwendungen finden sich in manchen Oszilloskopen besondere Messfunktionen. Zum Beispiel go/no-go (heißt meistens pass/fail) Messungen, mit denen eine Spannungsverlauf mit einem vorgegebenen Verlauf verglichen wird. Entspricht der Spannungsverlauf hinreichend dem vorgegebenen Verlauf wird ein "go" (oder pass = alles ist OK) Signal über einen externen Ausgang ausgegeben. Weicht der Verlauf zu stark ab ein "no go" (fail = Spannung stimmt nicht) Signal.<br />
<br />
Bereits in der Unterklasse digitaler Oszilloskope ist heutzutage eine PC-Schnittstelle üblich. Beim Kauf sollte man darauf achten, dass das Protokoll der Schnittstelle dokumentiert ist. Sonst ist man auf proprietäre PC-Software des Herstellers angewiesen. Bei Oszilloskopen der Unterklasse wird zwar häufig kostenlos PC-Software mitgeliefert, doch leider sind diese Programme durchgehend von erschreckend schlechter Qualität. Bei Oszilloskopen der Oberklasse lassen sich die Hersteller ihre PC-Software gerne zusätzlich sehr teuer bezahlen.<br />
<br />
== Analoge Oszilloskope ==<br />
=== Allgemeines ===<br />
[[Bild:Oszilloskop.png|thumb|right|300px|Hybrides Analog/Digital Oszilloskop]]<br />
Bei analogen Oszilloskopen wird das darzustellende Signal nach der Verstärkung direkt zur Ablenkung eines Elektronenstrahls verwendet.<br />
<br />
Brauchbare analoge Oszilloskope findet man oft schon für ca. 50 Euro bei Online-Auktionen und Kleinanzeigenmärkten. Für 200-400 Euro bekommt man dort recht gute Profigeräte<ref>Ein Gerät, welches mit dem Attribut ''Profigerät'' beworben wird, ist normalerweise keins.</ref> mit 60-200 MHz Bandbreite. Brauchbare Neugeräte fangen bei 600 Euro an. Der Oszilloskopmarkt wird von einigen wenigen Marken dominiert. Im höherpreisigen Segment sind es vor allem Keysight (HP /Agilent) und Tektronix, sowie Yokogawa und Lecroy. HAMEG (inzwischen in Rohde & Schwarz integriert) ist vor allem im mittleren Segment (500-1500 Euro) weit verbreitet. Man findet sie oft in Schule und Ausbildung. Preislich darunter finden sich diverse asiatische oder gelegentlich noch osteuropäische Hersteller von Analogoszilloskopen. Häufig treten diese Hersteller nicht unter eigenem Namen auf, sondern bieten ihre Geräte als OEM-Produkte an. <br />
<br />
Ganz einfache Geräte verfügen nur über einen Kanal<ref>Es gibt, beziehungsweise gab, nochmals einfachere Geräte, nämlich solche ohne Trigger. Die Zeiten solcher Gerät sind allerdings seit rund 50 Jahren vorbei. Daher sollte man den fehlenden Trigger nur bei historischen Gebrauchtgeräten finden.</ref>. Damit ist es nicht möglich, zwei Signale in zeitliche Beziehung zu setzen. Dies ist jedoch oft wichtig. Deshalb verfügen heutzutage auch einfache Geräte meist über zwei Kanäle.<br />
<br />
=== Bandbreite ===<br />
<br />
Die '''Bandbreite''' gibt Auskunft, welche Signal-Frequenzen das Oszilloskop noch verarbeiten kann. Bei angegebener Bandbreite fällt die Verstärkung des Oszilloskops um 3dB ab, ein Sinussignal wird dann nur noch mit ca. 70% der wahren Amplitude angezeigt. Um Signalverläufe noch vernünftig interpretieren zu können, kann man grob sagen, dass man Signale bis 1/10 der Bandbreite dargestellt bekommt. Ein Rechtecksignal nahe der Bandbreite würde z.&nbsp;B. nur noch als Sinus dargestellt werden <ref>Häufig wird von Anfängern bei der Bandbreitenbetrachtung vergessen, dass ein Rechtecksignal nicht aus einer einzigen Sinusschwingung der Frequenz f, sondern aus einer theoretisch unendlichen Summe von Signalen der Frequenzen f, 3 * f, 5 * f ... besteht. Für eine vernünftige Darstellung eines Rechtecksignals sollte die Oszilloskopbandbreite so groß sein, dass zumindest die ersten paar Oberwellen nicht zu stark gedämpft werden. Aus dieser Betrachtung ergeben sich Faustformeln, wie die, dass die Bandbreite eines Oszilloskops zehnmal (oder dreimal, oder fünfmal, je nachdem wie genau man messen möchte) größer sein sollte als die Grundfrequenz des Rechtecks.</ref>.<br />
<br />
Beim Messen von Digitalsignalen ist man meist an der '''Anstiegszeit''' interessiert. Die Anstiegszeit gibt an, wie lange ein Rechtecksignal von 10-90% benötigt. Die Anstiegszeit des Oszilloskops gibt an, welche Anstiegszeit dargestellt wird, wenn man ein nahezu ideales Rechtecksignal mit annähernd Null Anstiegszeit anlegen würde. Man kann die Anstiegszeit direkt aus der Bandbreite berechnen.<br />
<br />
<math>t_{Osc} = \frac{0.35}{B}</math><br />
<br />
* <math>\!\, t_{Osc}</math> : Anstiegszeit des Oszilloskops in Sekunden (s)<br />
* <math>\!\, B</math> : Bandbreite in Hertz (Hz)<br />
<br />
Legt man ein reales Rechtecksignal an das Oszilloskop an, dann wird die Anzeige umso mehr verfälscht, je näher die Anstiegszeit des Eingangssignals der Anstiegszeit des Oszilloskops kommt. Dabei gilt folgender Zusammenhang.<br />
<br />
<math>t_S = \sqrt{t_{ges}^2-t_{Osc}^2}</math><br />
<br />
* <math>\!\, t_S</math>: Anstiegszeit des Eingangssignals<br />
* <math>\!\, t_{ges}</math>: Angezeigte Anstiegszeit auf dem Oszilloskop<br />
* <math>\!\, t_{Osc}</math>: Anstiegszeit des Oszilloskops<br />
<br />
Bei analogen Oszilloskopen ist die Bandbreite gegeben durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkers sowie die Signaldarstellung, also die Qualität des Ablenkverstärkers.<br />
<br />
=== Tastköpfe richtig benutzen ===<br />
<br />
Wenn man wirklich schnelle Signale messen will, spielt auch die Bandbreite des verwendeten Tastkopfes eine wichtige Rolle. Näheres dazu findet man [http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm hier]. Aber der beste Tastkopf nützt nichts, wenn man ihn falsch anschließt. Für schnelle Messung jenseits von ein paar MHz nutzt man praktisch immer 10:1 Tastköpfe mit 10 MOhm Eingangswiderstand und ca. 8-15pF Eingangskapazität. Je nach Typ erreicht man damit Bandbreiten von 100-500MHz. Danach muss man aber auch den Tastkopf richtig anschließen. Der mitgelieferte Masseanschluß mit Krokodilklemme ist zwar praktisch, für viele hochfrequente Messungen aber unbrauchbar. Ein Rechtecksignal damit zu messen ergibt dann oft starke Überschwinger, welche real aber gar nicht vorhanden sind, sondern durch die zu lange, induktive Masseleitung im Zusammenspiel mit der Eingangskapazität verursacht werden. Das sieht man z.B. [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975754 hier], den Messaufbau sieht man [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975896 hier].<br />
<br />
Für saubere, hochfrequente Messungen muss man die Masseanbindung so kurz wie möglich machen. Dafür haben die Tastköpfe oft ein kleines Zusatzteil, eine Massefeder, beigelegt (engl. [http://www.mikrocontroller.net/attachment/27280/groundspring.png ground spring]). Damit kann man die Masse auf kürzestem Wege anschließen und erhält ein sauberes Messergebnis wie man in diesem [http://www.mikrocontroller.net/topic/281669?goto=2975948#2975931 Forumsbeitrag] sieht. Eine sehr gute Einführung zum Thema Tastköpfe und deren richtige Nutzung gibt es [[media:Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf | hier]] von [http://www.tek.com Tektronix] (engl.). Das gilt auch für stark gestörte Umgebungen, wie z.B. in einem Schaltnetzteil. Die Grundfrequenzen sind relativ niedrig, so im Bereich 50-1000 kHz, die Schaltflanken sind aber meist recht schnell, im Bereich von 10-500ns. Die dabei geschalteten hohen Ströme und Spannungen erzeugen starke magnetische und elektrische Wechselfelder, welche sehr gern und einfach in Tastköpfe einkoppeln. Um zu prüfen, ob ein Signal echt oder nur eine eingekoppelte Störung ist, macht man eine 0V Messung. D.h. man legt die Tastkopfspitze auf Masse (GND), ohne den mechanischen Aufbau nennenswert zu verändern. Wenn keine Störung einkoppelt, mißt man erwartungsgemäß 0V, alles andere sind eingekoppelte Störungen. Diese muss man durch eine verbesserte Tastkopfanbindung minimieren (Massefeder, anderer Massepunkt, Abschirmung, Klappferrite auf Tastkopfleitung am Oszi gegen Gleichtaktstörungen etc.) Eine Massefeder bzw. das passende Gegenstück für die Spitze des Tastkopfes kann man sich leicht aus 0,5mm Blankdraht selber wicklen, wie man auf diesem [https://www.mikrocontroller.net/attachment/410800/Tastkopf.jpg Bild] sieht. Die vollprofessionelle Version davon sind einlötbare [https://www.mikrocontroller.net/attachment/412457/socket.jpeg Sockel], in welche der Tastkopf gesteckt werden kann. Diese haben durch ihren koaxialen Aufbau noch bessere Schirmwirkung und HF-Eigenschaften.<br />
<br />
Wenn es dann in den Bereich 100MHz++ geht, wird man schnell auf einen aktiven Tastkopf oder einen passiven Z0-Tastkopf wechseln wollen. Warum das so ist, ist in diesem [http://www.signalintegrity.com/Pubs/straight/probes.htm Artikel] (engl.) erklärt.<br />
<br />
===Terminierung bei DC-Messung===<br />
Schliesst man an den hochomigen Messeingang eines Oszilloskopes eine Koaxialleitung mit 50 Ohm Impedanz direkt an, um irgendwo direkt zu messen, so muss diese möglichst dicht am Oszilloskop mit 50 Ohm terminiert werden, um Reflexionen und Phantomsignale zu vermeiden. Wird aber direkt mit 50 Ohm terminiert, so führt das zu einer starken Belastung der Quelle und des Terminierungswiderstandes. Insbesondere dann, wenn man z.B. auf einem DC-Pegel eine Welligkeit messen möchte. Die Gleichspannung liegt in diesem Falle direkt am Terminierungswiderstand an. Das ist oft nicht tolerierbar, da dann ein u.U. hoher Gleichstrom durch den Widerstand abfließt, die Quelle belastet und selber heiß wird.. Aus diesem Grunde muss der Terminierungswiderstand mit einem schnellen, keramischen Kondensator entkoppelt werden. Siehe Bild.<br />
[[Bild:DC-Messadapter.svg|thumb|300px|DC-Messadapter mit 50 Ohm Terminierung]]<br />
Achtung, die Anordnung hat einen Frequenzgang. Es ist gegebenenfalls zu überlegen, ob der Frequenzgang noch toleriert werden kann. Gegebenenfalls ist der Kondensator entsprechend zu ändern. Auf ausreichende Spannungsfestigkeit achten!<br />
An den 4mm Klemmen kann über einen 2k2 ohm Widerstand ein Digitalmultimeter angeschlossen werden. Der 2k2 Widerstand beeinflusst die Messung mit einem hochomigen Digitalmultimeter fast nicht, verhindert aber das verstärkte Einkoppeln von Störungen über die Messleitungen in das Oszilloskop.<br />
<br />
Eine Platine für eine solche kapazitiv entkoppelte 50 Ohm Terminierung als [http://www.mikrocontroller.net/articles/KiCAD KiCad] Projekt findet sich hier: [[Media:DC-50Ohm_Terminierung_RevE_25Mar2015.zip]] Gerber Files und ein Schaltplan in PDF sind im Projekt vorhanden, es kann also auch ohne KiCad verwendet werden.<br />
<br />
=== Triggerung ===<br />
<br />
Oszilloskope unterscheiden sich oft stark in den Triggerungsmöglichkeiten. Bei guten Geräten kann man z.&nbsp;B. die Triggerung variabel verzögern. Erst dadurch wird es möglich, dass man sich Signale genauer anschauen kann, die zeitlich weit hinter einem Triggerereignis kommen. Eine weitere Funktion bei höherklassigen Oszilloskopen ist eine zweite Zeitbasis. Mit dieser kann man in einen Ausschnitt des Messsignals hereinzoomen<ref>Die zweite Zeitbasis steuert einen zweiten Strahl (ähnlich wie einen separaten Kanal), der das gleiche Eingangssignal erhält. Die zweite Zeitbasis wird auf eine höhere Horizontalfrequenz eingestellt als die erste. Zusammen mit einer horizontalen Verschiebung der Darstellung kann man nun Ausschnitte des Signals durchfahren und vergrößert betrachten.</ref>.<br />
<br />
Mit Analog-Oszilloskopen kann man sich hauptsächlich periodische Signalverläufe anschauen, also solche, die zeitlich immer wiederkehrend sind. Denn nur so kann ein Signal immer wieder auf den Schirm "geschrieben" werden und erscheint als stehendes Bild. Aperiodische Signale, wie z.&nbsp;B. auf Datenübertragungsleitungen, sind damit nicht darstellbar. Sie laufen mit einem Strahldurchgang über den Schirm. In dieser kurzen Zeit ist es jedoch nur selten möglich, sie visuell aufzunehmen. Mit einer Digitalkamera kann man solche Signalverläufe mitunter trotzdem einfangen. Früher sehr hochpreisige, heute nicht mehr übliche Analog-Oszilloskope hatten eine eingebaute Speichermöglichkeit (Speicherröhre) für einmalige Signale. Diese Klasse von Analog-Oszilloskopen wurde durch digitale Speicheroszilloskope (DSOs) abgelöst.<br />
<br />
Manche Analog-Oszilloskope bieten eine Möglichkeit, die Triggerung nur zu einem definiertem Zeitpunkt anzustoßen, somit kann auch der Anlaufstrom eines Motors mit einem Analog-Oszilloskop dargestellt werden.<br />
<br />
=== Analoge Speicheroszilloskope ===<br />
Inzwischen eher selten sind analoge Speicheroszilloskope anzutreffen. Diese speichern im Gegensatz zu digitalen Speicheroszilloskopen nicht das Signal selbst, sondern das Bild auf der Röhre. Dies wird mit speziellen speichernden Bildröhren erreicht. Je nach Typ kann es mehrere getrennt betreibbare Bereiche geben, um beispielsweise 2 Bilder eines Signales zu unterschiedlichen Zeitpunkten darstellen zu können (z.B. Tektronix 549).<br />
<br />
Einige wenige dieser Oszilloskope waren sogar in der Lage, das aufgezeichnete Bild auf Papier auszugeben (z.B. "HP Model 175A" mit Modul 1784A).<br />
<br />
=== Vergleichstabelle Analogoszilloskope ===<br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Neugeräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.<br />
<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="analogoszis" style="width:50em"<br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:6em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:3em" | Preis, ab [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:3em" | Bandbreite / [MHz]<br />
! style="width:5em" | Röhre BxH / [cm]<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| C1-94, S1-94, OS10, AO-610, [http://www.ett-online.de/html/de/werkstatt/oszilloskope/digitale-oszilloskope/oszilloskop-mccheck-st16b-1-kanal-10-mhz/article-4-55152-459045509045501590.html ST16B], CS10, GOS-310, 72-6602, HUC70, CS1010 [http://www.conrad.de/ce/de/product/122413/VOLTCRAFT-6102-Analoges-1-Kanal-Oszilloskop-Bandbreite-0-DC-10-MHz VC 610/2]<br />
| Original-<br>hersteller unklar<br />
| 180<br />
| 1<br />
| 10<br />
| 4,8 × 6<br />
| Seit Jahrzehnten von vielen No-Name Herstellern in unterschiedlichen Ausführungen und Bauformen im Angebot. Wenig empfehlenswert für µC-Arbeiten. <br />
|-<br />
| [http://www.attenelectronics.com/Products/Oscilloscopes/Analog_oscilloscope/2012/0728/129.html AT7328]<br />
| Atten<br />
| 280<br />
| 2<br />
| 20<br />
| 8 × 10<br />
|<br />
|-<br />
| CS-4128<br />
| <br />
| 280<br />
| 2<br />
| 20<br />
| 8 × 10<br />
|<br />
|-<br />
| [http://www.attenelectronics.com/Products/Oscilloscopes/Analog_oscilloscope/2012/0728/128.html AT7340]<br />
| Atten<br />
| 480<br />
| 2<br />
| 40<br />
| 8 × 10<br />
| <br />
|-<br />
| [http://www.conrad.de/ce/de/product/122421/VOLTCRAFT-VC-630-2-Analoges-2-Kanal-Oszilloskop-Bandbreite-0-DC-bis-30-MHz/?ref=category&rt=category&rb=1 VC 630-2]<br />
| Voltcraft<br />
| 480<br />
| 2<br />
| 30<br />
| 8 × 10<br />
| <br />
|-<br />
|}<br />
<br />
== Digitale Speicheroszilloskope ==<br />
=== Allgemein ===<br />
<br />
[[Bild:tektronix.jpg|thumb|right|300px|Digitales Speicheroszilloskop vom Anfang des Jahrtausends]]<br />
Ein digitales Speicheroszilloskop (englisch DSO, '''D'''igital '''S'''torage '''O'''scilloscope) digitalisiert das Eingangssignal mit einem Analog-Digital-Wandler und legt die Werte in einem Speicher ab. Damit ist die Bandbreite nur durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkers gegeben. Der Vorteil der Speicherung ist, dass man auf diese Weise Momentaufnahmen eines Signals machen und damit einmalige (transiente) Ereignisse (Spikes, Datenübertragungen) erkennen und darstellen kann, was besonders bei digitalen Schaltungen, z.&nbsp;B. mit Mikrocontrollern, sehr nützlich ist. Weiterhin lässt sich das Signal "vermessen" (z.&nbsp;B. um die Baudrate einer Datenübertragung zu bestimmen), man kann die Frequenz und den Effektivwert anzeigen lassen, das Frequenzspektrum, und je nach Modell noch vieles mehr. Das Signal wird in S/W oder Farbe auf einem LCD dargestellt, lässt sich aber oft auch über einen angeschlossenen Drucker ausdrucken oder an den PC übermitteln.<br />
<br />
Der wichtigste Parameter bei digitalen Oszilloskopen ist die '''Abtastrate''', die angibt, mit welcher Rate das Eingangssignal digitalisiert wird. Um ein Signal mit einer gegebenen Frequenz ausreichend genau in Phase und Amplitudenverlauf darstellen zu können, sollte es mindestens mit der 10-fachen Frequenz abgetastet werden. Nur dann lassen sich in der Regel die interessanten Details in einem Signal erkennen. Für eine genaue Analyse analoger Signale, um z.B. die Güte einer Flanke oder Überschwinger beurteilen zu kjönnen, ist sogar ein Faktor von 25 bis 40 anzuraten<ref>Dieser Anhaltswert liegt nochmals weit über der Nyquist-Frequenz (zweifache Grenzfrequenz), ist aber nötig, um Abweichungen von der idealen Signalform zu sehen - z.B. bei Rechecksignalen. Die zehnfache Abtastfrequenz bedeutete, dass man nur 10 Messpunkte pro Signalperiode hat, was in einer 1:1 Darstellung auf dem Bildschirm gerade eben 10 nebeneinander liegenden Pixeln entspräche, was in der Regel sehr wenig ist, um ein Signal zu beurteilen.</ref> Wichtig ist in dem Zusammenhang auch die analoge Bandbreite des Oszilloskops. Ein gutes Verhältnis ist wäre eine mindestens 4-6 fache Überabstastung im Bezug auf die Bandbreite je Kanal, also z.B. 1Gsps für einen Zweikanaler mit 100MHz Bandbreite - besser 2Gsps. Damit wären dann Signale bis etwa 10 MHz ausreichend genau darstellbar. <br />
<br />
Außerdem sind die '''Speichertiefe''' und die '''Wandler-Auflösung''' interessant. Ein Oszilloskop, das mit acht Bit Auflösung abtastet und 2000*8 Bit Speicher hat, kann 2000 Samples abspeichern, was einer Darstellung von 2000*256 Pixeln entspricht. Acht Bit Auflösung ist heutzutage ein gängiger Wert, auch wenn er niedrig erscheint. Ein normales Oszilloskop ist kein Präzisionsmessgerät und acht Bit sind für die Darstellung auf den Displays normaler Oszilloskope ausreichend. <br />
<br />
Bei der Wandlung und Speicherung gibt es unterschiedliche Verfahren: Ehemals günstige Oszilloskope wie die TDS1000-Serie von Tektronix verwenden '''CCD-Speicher''' (Eimerkettenspeicher, ein analoges Schieberegister); die Messwerte werden erst gespeichert, und dann digitalisiert. Nachteile dieser Vorgehensweise sind ein stärkeres Rauschen, die begrenzte Speichertiefe und Totzeiten, während der keine Eingangswerte aufgenommen werden. Diese entstehen, da das Wandeln aller Werte aus dem analogen Zwischenspeicher länger dauert als die Zeit zum Füllen dieses Speichers. Deshalb muss das Gerät bis zum Abschluss der Wandlung warten, bevor es den Speicher erneut füllt.<br />
<br />
Früher wandelten nur teurere Modelle in Echtzeit mit schnellen Flash-[[AD-Wandler]]n und speicherten die Messwerte direkt in einem schnellen RAM. Die Speichertiefe ist dabei praktisch unbegrenzt, allerdings sind Wandler sehr teuer, die mehrere GS/s schaffen. Durch einen Trick (mehrere verschachtelte langsame AD-Wandler) setzen sich AD-Wandler bei günstigen Modellen durch. Oszilloskope, die diesen Trick verwenden, erkennt man daran, dass die Abtastfrequenz mit der Anzahl der aktivierten Kanäle sinkt. Zum Beispiel, findet man Vierkanaloszilloskop mit vier Wandlern à 250 MS/s, die bei Benutzung nur eines Kanals 1 GS/s für diesen Kanal erreichen, bei Benutzung von zwei Kanäle 500 MS/s pro Kanal und bei Benutzung von drei oder vier Kanälen 250 MS/s pro Kanal.<br />
<br />
In den richtig schnellen Geräten (mehrere GHz Samplerate) ist ein ähnlicher Trick üblich. Dort sind in den verwendeten Wandlerschaltkreisen eine größere Anzahl Sample-and-Hold-Stufen und AD-Wandler integriert. Die Eingangsspannung wird dann zeitversetzt in den Sample-and-Hold-Stufen gespeichert und von den im Vergleich zur Samplerate langsameren AD-Wandlern umgesetzt. Die Ausgangslogik sorgt dann dafür, dass die Daten in der richtigen Reihenfolge ausgegeben werden. Ein Problem bei dieser Vorgehensweise sind unterschiedliche elektrische Eigenschaften der parallelen Wandlerstufen. <br />
<br />
Natürlich spielt der Verwendungszweck eine entscheidende Rolle bei der Auswahl. Auf dem Labortisch, wo meist nur kleine Spannungen mit einem gemeinsamen Massebezug vorkommen, werden andere Anforderungen an ein Oszilloskop gestellt, als z.&nbsp;B. im Servicebereich für Industriesteuerungsanlagen, Automatisierungstechnik, usw. Dort sind weniger hohe Abtastraten wichtig, sondern eher eine größere Anzahl Eingangskanäle, die galvanisch voneinander getrennt sind, Spannungsfestigkeit bis min. 500 Volt, sowie speziell bei Störungsanalysen, die Möglichkeit, komplexe Triggermuster einzustellen, und eine integrierte große Festplatte, um einzelne Ereignisse automatisiert über lange Zeiträume hinweg festhalten zu können. Ein Beispiel für so ein hochwertiges Gerät ist ein Yokogawa Scopecorder (DL708). Allerdings sind bei solchen Geräten die Preise nach oben hin offen.<br />
<br />
=== Digitale Tischoszilloskope ===<br />
==== Allgemeines ====<br />
<br />
DSO Tischoszilloskope sind die klassischen, in sich abgeschlossenen Geräte, die in der Gestaltung analogen Oszilloskopen ähneln. Daneben gibt es zum Beispiel auch PC DSOs. Viele Tischgeräte sind bereits so klein (geringe Tiefe) und leicht, dass sie zu Recht als tragbare Geräte bezeichnet werden. Beim Neukauf eines Oszilloskops sind diese Geräte die interessantesten.<br />
<br />
Mittlerweile ist es üblich, dass man bereits bei Einsteigermodellen eingebaute USB oder RS-232 Schnittstellen findet und eine (häufig sehr simple) Windows-Software zur Bedienung vom PC aus oder zumindest zum Auslesen von Daten auf den PC. Ebenfalls häufig sind USB oder ähnliche Schnittstellen für USB-Memorysticks oder Speicherkarten zum Speichern von Messwerten, Screenshots und Konfigurationen. Ironischerweise sind Schnittstellen und Windows-Software bei Markengeräten häufig gesondert zu erwerben, während sie bei eher unbekannten Marken kostenlos mitgeliefert werden, wenn auch die Qualität der kostenlosen Software häufig zu wünschen übrig lässt. <br />
<br />
Beispiele für günstige Einstiegsmodelle unter 600 Euro sind einige, aber nicht alle, Geräte von Rigol, Hantek, Owon, Siglent oder Atten. Für relativ wenig Geld erhält man für einfache Anwendungen ein brauchbares Oszilloskop mit ein paar Highlights aber auch auffälligen Einschränkungen und Fehlern in der Hard- und Software. Viel oder überhaupt Service kann man von diesen Firmen für sein Geld meist nicht erwarten.<br />
<br />
Geräte bspw. von [http://www.instek.com/ Instek] sind etwas teurer. Geräte aus der GDS-1000A oder GDS-1000U Serie dürften zum Einstieg interessant sein, oder mittlerweile die modernere Serie DS2000 von Rigol,<br />
bzw SDS2000 Serie von Siglent.<br />
<br />
Ein weiteres Beispiel für ein Einstiegsmodell war das [http://www.tek.com/site/ps/0,,40-15314-INTRO_EN,00.html TDS1002] von Tektronix (ca. 1200 Euro). Dazu muss man allerdings sagen, dass Tektronix die aktuelle Entwicklung etwas verschlafen hat. Der nur 2 kByte große Speicher ist nicht mehr zeitgemäß. Geräte der [http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=-33575.0&cc=DE&lc=ger&pageMode=OV Agilent InfiniiVision 2000X Serie] beginnen in einem ähnlichen Preisbereich aber mit wesentlich mehr Features.<br />
<br />
Sind 4 Kanäle gewünscht, aber das Budget begrenzt, lohnt sich ein Blick auf die DS1000'''Z''' Serie von Rigol.<br />
<br />
==== Vergleichstabelle digitale Tischoszilloskope ====<br />
<br />
;Wichtiger Hinweis: Diese und andere Tabellen werden gelegentlich von Freiwilligen auf den aktuellen Stand gebracht und können veraltet sein. <br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn. <BR/><br />
Anmerkung: Für Viele Modelle aus dieser Tabelle gibt es bereits Nachfolgemodelle. <BR/><br />
<BR/><br />
Legende: <BR/><br />
opt.: optional, kostenpflichige Erweiterung (Hardware und/oder Software)<BR/><br />
<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="digitaloszis" style="width:60em" <br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! style="width:6em" | Display<br />
! style="width:8em" | Inface<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.conrad.de/ce/de/product/122485/VOLTCRAFT-Vorteilsset-DSO-1062D-2-Kanal-Oszilloskop-Digitales-Speicheroszilloskop-Bandbreite-60-MHz-inkl-2-Tastkoepf DSO5062D]<br />
| [http://www.conrad.de/ Conrad]<br />
| 329.-<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host<br />
| Gleiche Hardware wie das Hantek DSO5062B und leicht modifizierte Software.<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/en/ProductDetail_3_3.html DSO5000B Series]<br />
| [http://www.hantek.com.cn/en/index.html Hantek]<br />
| ab 290$<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 60<BR/>100<BR>200<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host<br />
| Mit 60MHz beliebt, da es einen Hack auf 200 MHz gibt. Ebenso diverse Hacks an der Hardware. Auch als Tekway oder Protek im Handel.<br />
|-<br />
| MSO5000D serie<br />
| Hantek<br />
| <br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60 <br> 100 <br> 200<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <br />
| 2CH +16 Logik <br/> weitgehend baugleich mit DSO5000B Serie<br />
|-<br />
|-<br />
| DSO3062A<br />
| Agilent<br />
| 800<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 4k<br />
| 320x&shy;240, 5.7"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host (modul)<br />
| weitgehend baugleich mit Rigol DS5000<br />
|-<br />
| InfiniiVision 2000 X Serie<br />
| Agilent<br />
| 950 - 2600 <br />
| 2/4<br />
| 1000<br>2000<br />
| 70<BR>100<BR>200 <br />
| 8 <br />
| 100k<br />
| 800x&shy;480, 8.5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x<br />
| Markengeräte mit exzellentem Preis-Leistungs-Verhältnis. Software-Aufrüstbar (Funktionsgenerator, Protokoll-Dekoder, usw.)<br />
|-<br />
| [http://%5Bhttp://www.owon.com.hk/products.asp?ParentID=57&SortID=87 OWON <br/> XDS--A(+)<br /> <br /> '''•12-bit:''' <br /> 3062 A(+) <br /> 3102 A(+) <br /> <br /> '''•14-bit:''' <br /> 3202 A(+)]<br />
| [http://www.owon.com.hk/main.asp OWON]<br />
| <br/> <br/> <br/> 430.. <br/> bis <br/> 720€ <br/><br />
<br /><br />
~1350€<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| <BR/><BR/>60<BR/><BR/>100<BR/><BR/>200 <br />
| <BR/><BR/>12<BR/><BR/>12<BR/><BR/>14<br />
| <BR/><BR/> 40M<br /><br />
| 800x600 <br /> <br />
<br /><br />
8" Touch-screen <BR/><br /><br />
(3062A(+): ohne <BR/> Touchscreen) <br />
| •USBx2 <BR/> •LAN <BR/> •WiFi <BR/> •VGA/AV <br /><br />
•• A+ : incl. <BR/> •2ch-FG <BR/> •Multimeter <BR/> •DataLogger<br />
| •LabView komp. <br /><br />
•LiIon-Akku opt. •Bus-Decoder opt. <br /><br />
<br /><br />
'''•Echtes Glimpse-Of-Nirvana Teil''' <br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds1000e/ Rigol DS1000E Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| ab 296<br />
| 2<br />
| 500<br>1000<br />
| 50<BR>100<br />
| 8<br />
| 1M<br />
| 320x&shy;240, 5.7”<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232<br />
| optional 16-Kanal Logikanalysator = DS1052D (DS1102D). Im Netz kursieren diverse, mehr oder weniger ernst zu nehmende Anleitungen, wie man ein DS1052E per Software auf ein DS1102E umrüsten kann.<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds1000z/ Rigol DS1000Z Series]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| ab 375<br />
| 4<br />
| 250<br>500<br>1000<br />
| 50<BR>70<BR>100<br />
| 8<br />
| 12M<BR>24M<br />
| 800x&shy;480, 7"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| optionaler dualer Funktionsgenerator 25Mhz (DS1000Z'''-S'''). Im Netz kursieren diverse, mehr oder weniger ernst zu nehmende Anleitungen, wie man ein DS1054Z/DS1074Z per Software auf ein DS1104Z umrüsten und den gesamten Funktionsumfang freischalten kann.<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds2000/ DS2000 Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| 589 - 1505<br />
| 2<br />
| 2000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 14M<BR>56M<br />
| 800x&shy;480, 8"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind 56M, serielle Dekoder, weitere Trigger. Lassen sich alle über generierte Serial freischalten und sogar auf Topmodel DS2202 (200MHz) upgraden, da identische (gute) Hardware u. Lieferumfang - keine Hardwaremodifikation nötig. Dank LXI (offene Spezifikation) gute Softwareanbindung. Vertikalauflösung ab 0,5mV/Div!<br />
|-<br />
| [http://www.rigolna.com/products/digital-oscilloscopes/ds2000/ MSO5000 Serie]<br />
| [http://www.rigolna.com/ Rigol]<br />
| 963 - 3569<br />
| 2/4<br />
| 2000<br>4000<br>8000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>350<br />
| 8<br />
| 100M<BR>200M<br />
| 1024x&shy;600, 9"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI)<br />
| Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind serielle Dekoder, weitere Trigger. Lassen sich alle über generierte Serial freischalten und auf Topmodel MSO5354 (350MHz) upgraden, da identische (gute) Hardware u. Lieferumfang - keine Hardwaremodifikation nötig.<br />
|-<br />
| [http://www.siglent.com/ens/pdxx.aspx?id=25&T=2&tid=1/ SDS2000 Serie]<br />
| [http://www.siglent.com/ENs/index.aspx/ Siglent]<br />
| 850 - 2700<br />
| 2<br>4 <br />
| 2000<br />
| 70<BR>100<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 28M<br />
| 800x&shy;480, 8"<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host <BR/> •LAN (LXI) <br/> •PASS/FAIL<br />
| 110.000wrfms/s, seqmentierter Speicher! (dann bis 300.000wrfms/s, HRES Erfassung mit höherer vertikaler Auflösung, Per Kauflizenz jeweils freischaltbar sind serielle Bus-Dekoder, MSO Option, Funktionsgeneratorausgang Dank LXI gute Softwareanbindung. <br />
|-<br />
| [http://www.owon.com.hk/products.asp?ParentID=57&SortID=66 Owon SDS Serie]<br />
| [http://www.owon.com.hk/main.asp Owon]<br />
| 260€ (5032E) - 1100€ (9302)<br />
| 2<br />
| 125<br>250<br>1600<br>3200<br />
| 30<BR>60<BR>70<BR>100<BR>125<BR>200<BR>300<br />
| 8<br />
| 10k<br>10M<br />
| 800x&shy;600, 8"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <BR/> •VGA (opt.) <BR/> ''oder'' <BR/> •RS-232 (opt.)&shy;(nicht -E)<br />
| Akkubetrieb optional (nicht -E)<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=46 GDS-1000 Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek] <br />
| 350 - 550<br><br />
| 2<br />
| 250<br />
| 25<BR>40<BR>60<BR>100<br />
| 8<br />
| 4k<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •SD-Slot<br />
| Von Conrad teurer als DSO-4000 Serie erhältlich (475 - 950&euro;).<br>[http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br> GW Instek alias Good Will Instrument Co., Ltd<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=42 GDS-1000'''A''' Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek]<br />
| 500<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60<BR>100<BR>150<br />
| 8<br />
| 2M<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •SD-Slot<br />
| [http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br> GW Instek alias Good Will Instrument Co., Ltd<br />
|-<br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:6em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! style="width:6em" | Display<br />
! style="width:8em" | Inface<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/product/productdetail.aspx?pid=3&mid=7&id=34 GW Instek GDS-2000 Serie]<br />
| [http://www.gwinstek.com/en/index.aspx GW Instek]<br />
| 850 - 1800<br />
| 2/4<br />
| 1000<br />
| 60<BR>100<BR>200<br />
| 8<br />
| 5k<br>25k<br />
| 320x&shy;234, 5.6"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x <BR/> •RS-232<br />
| Weitgehend baugleich mit Conrad Voltcraft DSO-8000 Serie. Vier-Kanal Versionen haben keinen externen Trigger und weniger Trigger-Funktionen.<br>[http://code.google.com/p/gds2000tools/ Einfache Software für Linux erhältlich]<br />
|-<br />
| TDS-1002B<br />
| Tektronix<br />
| 1100<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 2.5k<br />
| 320x&shy;240<br />
| •USB Device (Pict Bridge) <BR/> •USB Host<br />
| verhältnismäßig starkes Rauschen, siehe Text oben<br />
|-<br />
| [http://teledynelecroy.com/oscilloscope/oscilloscopeseries.aspx?mseries=50 WaveJet 3xx]<br />
| [http://teledynelecroy.com/ LeCroy]<br />
| 2800 - 8000<br />
| 2/4<br />
| 1000<br>2000<br />
| 100<BR>200<BR>350<BR>500<br />
| 8<br />
| 500k<br />
| 640x&shy;480, 7.5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN<br />
| verfügbar z.&nbsp;B. bei Farnell<br />
|-<br />
| WaveAce Serie<br />
| [http://teledynelecroy.com/ LeCroy]<br />
| 1000 - 3500<br />
| 2<br />
| 250 - 2000<br />
| 60 - 300<br />
| 8<br />
| 4k - 8k<br />
| 320x&shy;240<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232(?)<br />
| Daten beziehen sich etvl. auf nicht mehr erhälltliche Serie (bitte überprüfen)<br />
|-<br />
| [http://www.dlm2000.de DLM20XX]<br />
| YOKOGAWA <br />
| 3300 - 8000<br />
| 2<br>4<br>3+1<br />
| 1250<br>2500<br />
| 200<BR>350<BR>500<br />
| 8<br />
| 12,5M<br />
| 1024x&shy;768, 8.4"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host 2x <BR/> •LAN (opt.) <BR/> •RGB Video<br />
| Vertrieb direkt vom Hersteller!<br />
|-<br />
| [http://www.uni-trend.com/UT2025B.html UNI-T UT2025B]<br>Voltcraft DSO-1022 M<br><br />
| [http://www.uni-trend.com/ Uni-Trend Group Limited]<br />
| 290 - 356<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 512k<ref name="unit">Uni-Ts Angaben zur Speichertiefe sind mit Vorsicht zu genießen. Seit Jahren wirbelt die Firma mit Begriffen wie ''memory length'', '' memory depth'', ''recording length'' und ''saving depth'' herum - jeweils mit unterschiedlichen Werten für das gleiche Oszilloskop. Dabei vermeidet Uni-T Begriffsdefinitionen zu geben. Im Zweifelsfall sollte man mit dem kleinsten Wert aller Angaben rechnen.</ref><br />
| 320x&shy;240 (Monochrom)<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •RS-232 <BR/> •LAN (opt.)<br />
| Als UT2025'''C''' mit Farbdisplay. UT2000 Serie 25-200MHz, 2CH 250MSa/s bis 1GSa/s<br>wenig Rauschen<br />
|-<br />
| [http://www.uni-trend.com/UTD2052CEL.html UTD2052CEL]<br />
| [http://www.uni-trend.com/ Uni-Trend Group Limited]<br />
| 369,-<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 50<br />
| 8<br />
| 12,5k<br>25k<br>1,2M<br />
| 400x&shy;240<br />
| •USB Host<br />
| Displayauflösung beträgt 800x480, der Displaycontroller faßt jedoch immer 2x2 Pixel zusammen (Menü nimmt relativ viel Platz auf dem Bildschirm ein)<br />
|-<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/de/Produkte/messtechnik-testsysteme/oszilloskope/HMO1002-%7C-Kerndaten-%7C-4-%7C-11696.html HMO1002]<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/ Rohde & Schwarz]<br />
| 950 - 1190<br />
| 2<br />
| 1000 <br />
| 50<br>100<br />
| 8<br />
| 500k<br />
| 640x&shy;480, 6,5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <br />
| Umfangreiche Zusatzfunktionen wie Mustergenerator, Frequenzgenerator, 2-Kanal DVM, Frequenzzähler, Komponententester und 8 Kanal MSO Opt. <br />
|-<br />
| [http://value.rohde-schwarz.com/vi/value/oscilloscopes/r-srhmo1202-digital-oscilloscope.html/ HMO1202]<br />
| [http://www.rohde-schwarz.de/ Rohde & Schwarz]<br />
| - <br />
| 2<br />
| 1000<br>2000<br />
| 100<br>200<br>300<br />
| 8<br />
| 1M<br>2M<br />
| 640x&shy;480, 6,5"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <br />
| Optionen für I2C, RS232, UART, CAN, LIN serielle Busanalyse, Umfangreiche Zusatzfunktionen wie Mustergenerator, Frequenzgenerator, 2-Kanal DVM, Frequenzzähler, Komponententester und 8 Kanal MSO Opt. <br />
|-<br />
| [http://www.peaktech.de/produktdetails/kategorie/digital-oszilloskope/produkt/p-1265.html PT 1265]<br />
| [http://www.PEAKTECH.de Peaktech]<br />
| ca. 290<br />
| 2<br />
| 125<br />
| 30<br />
| 8<br />
| 10k<br />
| 800x&shy;600, 8"<br />
| •USB Device <BR/> •USB Host <BR/> •LAN <BR/> •VGA<br />
| Optional: Akkupack 4000 mA<br />
|}<br />
<br />
Weitere Marken, die gelegentlich auf dem deutschen Markt auftauchen, häufig über eBay, sind <br />
<br />
* GAOtek<br />
* Hangzhou Jingce (JC)<br />
* Tonghui<br />
* Ypioneer<br />
* Jiangsu Lvyang<br />
* Siglent (Zweitmarke von Atten)<br />
<br />
Über deren Qualität hört man wenig oder gar nichts.<br />
<br />
=== PC-Oszilloskope ===<br />
==== PC-Zusätze ====<br />
===== Allgemeines & Beachtenswertes =====<br />
<br />
PC-Oszilloskope / PC-Zusätze sind im Prinzip digitale Speicheroszilloskope, mit der Besonderheit, dass sie die Daten nicht selbst anzeigen, sondern an einen PC übermitteln. Beim Kauf eines PC-Oszilloskops sollte man besonders vorsichtig sein, da viele Angebote irreführende Informationen enthalten. Sehr beliebt ist z.&nbsp;B. die Werbung mit der Analogbandbreite, also die Bandbreite die der Analogteil der Schaltung (Eingangsverstärker) verarbeiten kann. Wenn hier 100 MHz angegeben sind bedeutet das aber nicht, dass sich auch wirklich Signale bis 100 MHz darstellen lassen; wenn der Wandler nur mit 40 MS/s abtastet ist das Oszilloskop gerade noch bis 4 MHz verwendbar. Ebenso sollte man nur die Echtzeit- oder Realtime-Abtastrate beachten, eine manchmal ebenfalls angegebene "Äquivalent-Abtastrate" ist nur bei periodischen Signalen zu gebrauchen und damit im Umfeld von Mikrocontrollern meist wertlos.<br />
<br />
Die Wahl zwischen einem Tischoszilloskop und einem PC-Zusatz ist nicht nur eine Geld-, Leistungs- oder Qualitätsfrage. Ein Tischgerät lässt sich anders bedienen (echte Knöpfe, sicherer Stand) und belegt nicht den PC oder Laptop. Erfahrene Entwickler ziehen ein separates Gerät einem PC-Zusatz vor. Zum Teil ist dies eine Generationsfrage.<br />
<br />
Hinzu kommt, dass billige PC-Oszilloskope meist keine galvanische Trennung an ihrer USB-Schnittstelle besitzen. Ein Fehler bei einer Messung kann daher nicht nur das Oszilloskop, sondern gleich den PC mit beschädigen. Das gleiche Problem kann man übrigens auch bei einfachen Tischoszilloskopen mit PC-Schnittstelle haben. Allerdings kann man Tischgeräte auch ohne die PC-Verbindung betreiben, PC-Oszilloskope nicht.<br />
<br />
Gelegentlich wird geraten, das Oszilloskop, egal ob Tischgerät oder PC-Zusatz, immer über einen "self powered" USB-Hub (einer mit eigenem Netzteil) mit dem PC zu verbinden. Ob ein solcher Hub als Schutzmaßnahme geeignet ist, besonders zum Personenschutz, sei dahingestellt. Schaden sollte er nicht.<br />
<br />
Besonders zu beachten ist die PC-Software. Nicht nur, ob sie zum Zeitpunkt des Kaufs wenigstens grundsätzlichen Ansprüchen genügt, sondern auch, ob der Hersteller vermutlich willens und in der Lage ist, die Software über viele Jahre zu warten. Stichwort Investitionssicherheit. Ohne Wartung kann eine Inkompatibilität in der Software zum nächste Windows Service-Pack oder zur nächste Windows-Version das Gerät völlig entwerten.<br />
<br />
Leider ist es so, dass es fast keine freie [[Oszilloskop#Software|Oszilloskopsoftware]] gibt. Die Protokolle zwischen Oszilloskop-Vorsätzen und Computer sind meist proprietär, und selten hat sich ein Entwickler freier Software die Mühe gemacht, ein Protokoll zu entschlüsseln. Noch seltener ist es, dass auf dieser Basis eine brauchbare oder gar gute Software geschrieben wurde. So ist ein Ausweichen auf freie Software kaum möglich, sollte der Hersteller die Wartung aufgeben. Man ist im Normalfall auf Gedeih und Verderb dem Hersteller ausgeliefert.<br />
<br />
===== Vergleichstabelle PC-Zusätze =====<br />
<br />
Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.<br />
<br />
Alle hier gelisteten Geräte haben einen USB-Anschluss.<br />
{| {{Tabelle}} class="wikitable sortable" id="pczusatzoszis" <br />
|- style="writing-mode:sideways-lr"<br />
! style="width:8em" | Bezeichnung<br />
! style="width:8em" | Hersteller<br />
! style="width:4em" | Preis [&euro;]<br />
! style="width:3em" | Kanäle<br />
! style="width:4em" | Samplerate [MS/s]<br />
! style="width:3em" | Bandbreite [MHz]<br />
! style="width:3em" | Auflösung [Bit]<br />
! style="width:4em" | Speichertiefe [Samples]<br />
! Bemerkungen<br />
|-<br />
| [http://www.elandigitalsystems.com/support/usbtmfaq/software.php USBscope50]<br />
| Elan Digital Systems<br />
| 249<br />
| 1 (-4)<br />
| 50<br>1000<br />
| 10<br>75<br />
| 8<br />
| 3k<br />
| CAT II, 300V galv. Trennung zu USB, OpenSource SDK, Java, Linux, LabView<br />
|-<br />
| PicoScope 2104<br />
| Pico Technology<br />
| 180<br />
| 1<br />
| 50<br />
| 10<br />
| 8<br />
| 8K<br />
| Spektralanalyse und Voltmeter in Software.<br />
|-<br />
| PicoScope 2105<br />
| Pico Technology<br />
| 235<br />
| 1<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 24K<br />
| Spektralanalyse und Voltmeter in Software.<br />
|-<br />
| PicoScope 2204A<br />
| Pico Technology<br />
| 165<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 10<br />
| 8 - 12<br />
| 8K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2205A<br />
| Pico Technology<br />
| 255<br />
| 2<br />
| 200<br />
| 25<br />
| 8 - 12<br />
| 16K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2206A<br />
| Pico Technology<br />
| 429<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 50<br />
| 8 - 12<br />
| 32K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| PicoScope 2207A<br />
| Pico Technology<br />
| 548<br />
| 2<br />
| 1000<br />
| 100<br />
| 8 - 12<br />
| 40K<br />
| Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.<br />
|-<br />
| P 1280<br />
| Peaktech<br />
| 329<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 10M<br />
| USB und LAN Anschluss, 40V<sub>SS</sub> bei USB, 400V<sub>SS</sub> bei LAN<br />
|-<br />
| P 1285<br />
| Peaktech<br />
| 389<br />
| 2<br />
| 500<br />
| 100<br />
| 8<br />
| 10M<br />
| USB und LAN Anschluss, 40V<sub>SS</sub> bei USB, 400V<sub>SS</sub> bei LAN<br />
|-<br />
| P 1290<br />
| Peaktech<br />
| 197<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 5k<br />
| 400V<sub>SS</sub> galv. Trennung zu USB<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=62 DSO-2090 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd.<br />
| 200<br />
| 2<br />
| 50<br>100<br />
| 40<br />
| 8<br />
| 32k<br>64k<br />
| Wenige Vorteile gegenüber einem Tischgerät. Analogbandbreite bei der Samplingrate nicht ausnutzbar. Kleiner Eingangsspannungsbereich. Unter diversen anderen Namen erhältlich.<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=63 DSO-2150 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd.<br />
| 200<br />
| 2<br />
| 150<br />
| 60<br />
| 8<br />
| 10K<br>32K<br />
| .<br />
|-<br />
| [http://www.hantek.com.cn/english/produce_list.asp?unid=64 DSO-2250 USB]<br />
| Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd. <br />
| 220<br />
| 2<br />
| 250<br />
| 100<br />
| 8<br />
| 10K-<br>512K<br />
| .<br />
|-<br />
| Mephisto Scope 1 (UM202)<br />
| Meilhaus<br />
| 333<br />
| 2<br />
| 1<br />
| 2<br />
| 16<br />
| 256K<br />
| 5 in 1,<br />
Oszilloskop,<br />
Logik-Analysator,<br />
Voltmeter,<br />
Datenlogger analog und digital,<br />
Digital-I/O<br />
|-<br />
| MSO-19<br />
| Link Instruments Inc.<br />
| 172<br />
| 1<br />
| 200<br />
| 60<br />
| ??<br />
| 1K<br />
|<br />
Oszilloskop,<br />
Logik-Analysator,<br />
Pattern Generator,<br />
TDR<br />
|-<br />
|VDS1022I<br />
|Owon<br />
| ca 80<br />
| 2<br />
| 100<br />
| 25<br />
| 8<br />
| 5k<br />
| USB galv. getrennt, auch verkauft als Peaktech 1290?<br />
|}<br />
<br />
==== Soundkarten-Oszilloskope ====<br />
[[Bild:Soundoszi.JPG|thumb|right|300px|Soundkarten Oszilloskop]]<br />
Wem ein wirklich einfaches Oszilloskop für kleine Frequenzen (bis etwa 20 kHz) ausreicht, bspw. um die Kommunikation am I2C-Bus zu analysieren, kann dazu die Soundkarte des PC benutzen.<br />
Allerdings eignet sich eine Soundkarte nicht dazu, Gleichspannungen zu messen, zu niederfrequente Signale können daher nicht damit erfasst werden: Im Screenshot nebenan erkennt man das z.&nbsp;B. an der fallenden Gerade am Schluss (obwohl der tatsächliche Signalpegel konstant oben bleibt). Auch ist hier besondere Vorsicht geboten, da Soundkarten nur für geringe Spannungen ausgelegt sind und bei einer zu hohen Eingangsspannung möglicherweise der ganze PC beschädigt wird. Daher ist eine Vorschaltung mit Spannungsbegrenzung (ca 0,7V) nötig. <br />
<br />
Der Vorteil der Soundkartennutzung ist, dass es sich dank des PCs um eine Art Speicheroszilloskop handelt und die Daten zum Beispiel in Excel analysiert werden können.<br />
<br />
* [http://www.scheidig.de/Deutsch/Download/SpekOszi/info.htm Hardy u. Karola Scheidig] verschiedene Programme zum Messen mit der Soundkarte.<br />
* [http://www.sillanumsoft.org/ Visual Analyser] von Alfredo Accattatis und der University of Rome Tor Vergata, "Donateware" <br />
* [http://www.zeitnitz.de/Christian/scope_en Soundcard Oscilloscope für Windows] von Christian Zeitnitz, kostenlos für Privatanwendung<br />
* [http://www.qsl.net/dl4yhf/spectra1.html Spectrum Lab von DL4YHF]<br />
* [http://w5big.com/spectrogram.htm Spectrogram] von R.S. Horne, ältere Version kostenlos<br />
* [http://www.audiotester.de/ Audiotester 30-Tage-Version kostenlos]<br />
* [http://www.dasylab.com/ DasyLab] Eingeschränkte Version (Soundkarte und serielle Schnittstelle) als Beilage zum Buch "Signale-Prozesse-Systeme" ISBN 9783642018633<br />
* [http://www.zelscope.com/ Zelscope] von Constantin Zeldovich 14-Tage Evaluationsversion<br />
* [http://web222.webclient5.de/prj/VarEl/SndCrdAmp/ Sound Card Pre-Amp] Selbstbau-Vorverstärker für Sound-Karte von Dr. Thomas Redelberger<br />
* [http://www.dxzone.com/catalog/Software/Spectrum_analyzers/ Linksammlung]<br />
<br />
==== Grafikkarten-Oszilloskope ====<br />
Videokarten, die über einen analogen Input verfügen, stellen ebenfalls eine Alternative zu käuflichen Oszilloskopen dar, da sie 3kanalig Frequenzen bis rund 180 MHz verarbeiten können. Die digitale Auflösung liegt meist bei 8 Bit maximal, was für einfache Anzeigen jedoch reicht, wenn die Aussteuerung entsprechend ist. Durch Übersampeln lässt sich die Auflösung wie gehabt steigern, indem man z.B. 4 Werte softwareseitig zusammenfasst und damit 1 Bit an Auflösung gewinnt. Bei 16 Werten kann man 2 Bit erwarten und erhält eine Güte von ca. 10 Bit bei 10MHz.<br />
<br />
=== Selbstbau ===<br />
Der Selbstbau eines solchen Gerätes erspart (wie fast immer in solchen Fällen) kein Geld, sofern man nicht eine Spezialfunktion benötigt, die im Markt nicht beschaffbar ist. Der Spaß liegt also wieder im Bauen selbst.<br />
<br />
Es gibt diverse preiswerte Bausätze für Spielzeug-Oszilloskope. Die Ergebnisse nach dem Zusammenbau sind aber als Oszilloskop wenig brauchbar.<br />
<br />
Daneben findet man nur sehr wenige Selbstbau-Projekte deren Ergebnisse überzeugen. Einige interessante Projekte sind [http://www.mikrocontroller.net/topic/228997?goto=new#2308320]n und [http://www.ssalewski.de/DAD.html.de]. Dazu sei allerdings gesagt, dass der Aufwand an Material und Messmitteln schnell die Kosten für ein fertiges Oszilloskop überschreitet.<br />
<br />
=== Umbau ===<br />
Sofern man tatsächlich etwas benötigt, was nicht käuflich zu erwerben ist, kann der Kauf und Umbau eines vorhandenen Gerätes sinnvoll sein. <br />
<br />
Auf eBay werden immer noch die Oszilloskope der früheren Firma Wittig (heute Welec), wie zum Beispiel das W2012A, angeboten. Als Alternative zu der fehlerträchtigen Orginalfirmware ist mittlerweile eine Open-Source Variante verfügbar die kontinuierlich weiterentwickelt wird. Ebenfalls wird an Hardware Erweiterungen gearbeitet die die Qualität des Oszilloskops deutlich steigern. Wer sich nicht sicher ist ob das Gerät seinen Ansprüchen genügt sollte bei den Entwicklern nachfragen. [http://sourceforge.net/apps/trac/welecw2000a/wiki] Auch hier ist der Weg das Ziel.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
<br />
* [[AVR_Softwarepool#Oszilloskop|AVR Softwarepool: Oszilloskop]]<br />
* [[Einfaches Oszilloskop mit Bascom-AVR]]<br />
* [[USB_Oszilloskop]]<br />
* [[Logic_Analyzer]]<br />
* [[LCS-1M - Ein einfaches, preiswertes, mikrokontrollergesteuertes Zweikanal-Oszilloskop zum Selberbauen | LCS-1M]] ([[Picaxe]])<br />
* [[media:Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf | Probe_Fundamentals-_Tektronix.pdf]] (engl.)<br />
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/389844#4467981 Forumsbeitrag]: Bitte Tipp für ein einfaches Speicheroszilloskop<br />
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/205596?goto=5724370#5724370 Forumsbeitrag]: Selbstbauprojekt für optisch getrennten Tastkopf<br />
<br />
== Links & Literatur ==<br />
* [http://www.elektronikpraxis.vogel.de/index.cfm?pid=9681 Online-Dossier Grundlagen digitaler Oszilloskope. ] Veröffentlicht auf Elektronikpraxis online<br />
* [http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/XYZs/03W_8605_3.pdf XYZs of Oscilloscopes Primer]. Die Grundlagen digitaler Oszilloskope <br />
* [http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/ABCsProbes/60W_6053_9.pdf ABCs of Probes Primer]. Die Grundlagen von Tastköpfen<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/1?filter=oszi*+-oszillator Forum-Beiträge zum Thema Oszilloskop] (Kaufberatung, Anwendung)<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/3?filter=oszi*+-oszillator Beiträge im Markt-Forum]<br />
* [http://www.virtuelles-oszilloskop.de/ Ein virtuelles interaktives Oszilloskop] ala HAMEG HM203-6 20 MHz zum Üben (Seite auf [http://www.virtuelles-oszilloskop.com Englisch])<br />
* [http://www.eosystems.ro/eoscope/eoscope_en.htm Selbstbau-DSO 40MSPS]<br />
* [http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm Probing High-Speed Digital Designs], Originally published in [http://www.elecdesign.com/ Electronic Design Magazine], March, 1997<br />
* [http://hackedgadgets.com/2007/12/10/oscilloscope-tutorials/ Oscilloscope Tutorials] Linkliste bei hackedgadgets.com<br />
* [http://www.eevblog.com/2011/03/30/eevblog-159-oscilloscope-trigger-holdoff-tutorial/ EEVBlog #159] Videotutorial von Dave Jones zu '''Trigger Holdoff''', (engl.)<br />
* [http://www.all-about-test.info/spezial-oszilloskope.html/ Marktübersicht Spezial-Oszilloskope mit Hintergrundinfos]<br />
* [http://oscopes.info/market/2256-usb-oscilloscopes-product-overview-low-end/ Produktübersicht kostengünstige USB-Oszilloskope (englisch)]<br />
* [https://www.youtube.com/watch?v=kUU2afffAdE&list=PLMKxBlyAyypxuaI7pbfRkSryvTDef_Y1S&index=16 Video] von Bob Peace zum Thema Tastköpfe und High Speed Measurements (engl.)<br />
* [http://www.eevblog.com/forum/testgear/digital-oscilloscope-comparison-chart EEVBlog: "Digital Oscilloscope Chart" - Große Vergleichsliste gängiger Digitaloszilloskope (engl.)]<br />
* [http://www.cbtricks.com/miscellaneous/tech_publications/scope/sampling.pdf Sampling Oscilloscope Techniques], von Tektronix, engl.<br />
* Isolierte Tastköpfe mit LWL-Kopplung<br />
** [https://www.tek.com/isolated-measurement-systems# IsoVu Isolated Probes] von Tektronix, 200-1000MHz, 14.000-27.000 Euro<br />
** [https://teledynelecroy.com/probes/high-voltage-fiber-optically-isolated-probes High Voltage Fiber Optically-isolated Probes] von Teledyne LeCroy, 60MHz, ca. 3900 Euro bei RS [https://de.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/1368330/ 136-8330]<br />
** [https://www.langer-emv.de/en/category/analog/60 Optical fibre cable probes] vom Langer EMV mit 25, 500 und 5000kHz Bandbreite, ca. 1000 Euro<br />
** [https://hackaday.io/project/12231-fiber-optic-isolated-voltage-probe Fiber Optic Isolated Voltage Probe] bei Hackaday, Selbstbauprojekt, 30MHz, ca. 50$<br />
<br />
== Software ==<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/167705#1602827 WinXP Software für OsziFox/ProbeScope] von Micha B. (chameo)<br />
<br />
* [http://users.physik.fu-berlin.de/~jtt/fsc2.phtml fsc2] is a program running under GNU/Linux for controlling spectrometers. Supported devices include digitizing oscilloscopes too:<br />
** Tektronix Digitizing Oscilloscope TDS520, TDS520A, TDS520C, TDS540, TDS744A and TDS754A<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope 9400, 9410, 9420, 9424, 9424e and 9450(A)<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope Waverunner and Waverunner-2 (LT224, LT 262, LT264, LT342, LT344, LT354, LT362, LT364, LT372, LT374, LT584, 44(M)Xi, 62X1, 64(M)Xi, 104(M)Xi, 204(M)Xi)<br />
** LeCroy Digitizing Oscilloscope WaveSurfer (422, 424, 432, 434, 452 and 454)<br />
<br />
* [http://xoscope.sourceforge.net/ xoscope, oscope] is a digital oscilloscope using input from a sound card or EsounD and/or a ProbeScope/osziFOX and Bitscope hardware. Includes 8 signal displays, variable time scale, math,memory, measurements, and file save/load. (Linux, GPL)<br />
<br />
* [http://www.mtoussaint.de/qtdso.html QtDSO] is a frontend for the Velleman PCS64i digital oscilloscope (Anm.: Velleman nicht mehr unterstützt) It provides a fully featured oscillocope mode (including XY plot and math) and a highly configurable spectrum analyzer mode. Für '''Digitalmultimeter''' gibt es vom gleichen Autor [http://www.mtoussaint.de/qtdmm.html QtDMM] und [http://www.mtoussaint.de/qtdmm2.html QtDMM2].<br />
<br />
* [http://www.eig.ch/fr/laboratoires/systemes-numeriques/projets/osqoop-l-oscilloscope-libre/index.html Osqoop] est un oscilloscope logiciel sous licence libre. Il permet de travailler sur un nombre arbitraire de canaux et des acquisitions de longue durée. Wiki description: [http://gitorious.org/osqoop Osqoop] is a multi-platform open source software oscilloscope based on Qt 4. It connects to various hardware data sources such as the sound input or a dedicated USB board.<br />
<br />
*[http://code.google.com/p/gds2000tools/ gds2000tools] ist eine Linux-Software für GW-Instek GDS-2000 und andere GW-Instek Oszilloskope.<br />
<br />
* [https://code.google.com/p/xoscillo/ Xoscillo] - A software oscilloscope that acquires data using an Arduino or a Parallax (more platforms to come). (Lizenz: CC-BY-NC-SA 3.0; Windows and Linux (needs mono))<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/oscope2100/ Oscope 2100] Linux software für Hantek DSO-2100.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/openhantek/ OpenHantek] Linux Software für Hantek (Voltcraft/Darkwire/Protek/Acetech) DSO-2090.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/dsoda/ Digital Soda] DSO-2250 Software.<br />
<br />
* [http://owondriver.sourceforge.net/ Owon Driver, Ownon Dump] Linux-Treiber für Owon-Oszilloskope.<br />
<br />
* [http://sdaaubckp.sourceforge.net/attenload/ Attenload] Linux - fetch data from Atten oscilloscopes via USB<br />
<br />
* [http://www.ant.uni-bremen.de/whomes/rinas/agiload/ Agiload] Linux - fetch data and screenshots from Agilent 5462x oscilloscopes - RS232<br />
<br />
* [http://foss.doredevelopment.dk/wiki/Lxi-control Lxi-Control] Kommandozeilen-Applikation zur Fernsteuerung von Geräten mit LXI-Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://gpib-utils.sourceforge.net/ gpib-util] Linux Kommandozeilen-Applikation, unterstützt diverse Oszilloskope (und andere Geräte) mit GPIB-Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://optics.eee.nottingham.ac.uk/vxi11/ VXI11] Bibliothek und Programme für Geräte mit VXI-11 Schnittstelle.<br />
<br />
* [http://sourceforge.net/projects/wfmreader/ Linux WFM Datenformat-Leser].<br />
<br />
* [http://sigrok.org/ ''sigrok'' Open Source Signal Analysis Software Suite]<br />
<br />
=== Datenauswertung ===<br />
<br />
Bei Oszilloskopen (DSOs), die es erlauben, die gemessenen Daten zu einem PC zu übertragen, kann man die Messwerte auf dem PC weiter auswerten. Zum Beispiel ein Signal demodulieren, filtern oder dekodieren. Grundsätzlich ist die Auswertung in jeder Programmiersprache möglich. Programmiersprachen für numerische Berechnungen eignen sich jedoch besonders.<br />
<br />
* [http://www.sigrok.org Sigrok] eine open source tool zur Ansteuerung und Auswertung von u.a. digitalen USB-Oszilloskopen<br />
<br />
* [http://www.mathworks.com Matlab] und Freie Alternativen wie [http://www.scilab.org/ SciLab] oder [http://www.gnu.org/software/octave/ GNU Octave]<br />
<br />
* [http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/?term=Oscilloscope Matlabcentral Fileexchange, Suche nach ''Oscilloscope''] Auf Matlabcentral Fileexchange finden sich auch MatLab Lese- und Auswertungsfunktionen für diverse Oszilloskope. Hinweis: Die von MatLab für die Kommunikation mit einem Oszilloskop verwendeten Toolboxen und Funktionen dürfen aufgrund der Matlabcentral Lizenz nicht mit freien Alternativen verwendet werden. [http://wiki.octave.org/FAQ#Why_can.27t_I_use_code_from_File_Exchange_in_Octave.3F_It.27s_released_under_a_BSD_license.21 siehe GNU OCtave FAQ]<br />
<br />
* [http://octave.sourceforge.net/instrument-control/ Octave-Forge instrument-control] für die Kommunikation mit diversen Geräten wie z.B. LXI-compatible Agilent, LeCroy or Tektronix Oszilloskope über VXI11. Außerdem UART, I2C, GPIB usw.<br />
<br />
* Eines Ingenieurs angeblich unwürdig<ref>Es ist sehr einfach Fehler in Tabellenkalkulationen zu machen, die typischerweise lange unentdeckt bleiben. [http://www.eusprig.org/ Untersuchungen] haben gezeigt, dass bereits dann bis zu 90% aller Tabellenkalkulationsblätter fehlerhaft sind, wenn es nur um einfache mathematische Grundoperationen (Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren, Dividieren) geht.</ref> sind Microsoft Excel oder andere Tabellenkalkulationen. Trotzdem sind sie zur Datenauswertung populär und auch geeignet, wenn sie richtig gehandhabt werden.<br />
<br />
== Fußnoten ==<br />
<references /><br />
<br />
[[Category:Grundlagen]]<br />
[[Category:Oszilloskope und Analyzer| ]]</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=Diskussion:Energieerzeugung_und_Speicherung&diff=104011Diskussion:Energieerzeugung und Speicherung2021-02-17T02:18:26Z<p>Technick2: </p>
<hr />
<div>== comment 1 ==<br />
Die Gliederung finde ich verwirrend:<br /><br />
1 Energiespeicherung 1.1 Ideen für die Zukunft 1.2 aktuell im Betrieb<br /><br />
2 Energieerzeugung 2.1 Ideen für die Zukunft 2.2 aktuell im Betrieb<br />
<br />
Ich würde das umdrehen:<br /><br />
1 Energieerzeugung 1.1 aktuell im Betrieb 1.2 Ideen für die Zukunft<br /><br />
2 Energiespeicherung 2.1 aktuell im Betrieb 2.2 Ideen für die Zukunft<br />
<br />
Aber das soll der Ersteller des Artikels machen, ich möchte ihm da nicht hineinpfuschen.<br />
<br />
PS: Habe eine PN erhalten, wonach die bisherige Reihenfolge den Vorteil habe, dass das Interessantere oben steht.<br />
Ist auch meine Meinung.<br />
Aber die Wichtigkeit der Abschnitte würde vermutlich mit zunehmendem Ausbau des Artikels vor allem am Umfang der einzelnen Abschnitte zu erkennen sein.<br />
Und man könnte in einer Einleitung auf die wichtigen Abschnitte besonders hinweisen.<br />
Ich meine, für diesen Zweck ist der Preis der bisherigen Unübersichtlichkeit zu hoch.<br />
Was meinen denn Andere dazu?<br /><br />
PPS: Habe die Reihenfolge jetzt umgedreht, hoffe es ist nichts schiefgegangen.<br />
<br />
== comment 2==<br />
Das ist wohl insgesamt nichts für dieses Forum! Wikipedia hat ALLES zur Energie in sehr guter Aufmachung. [[Benutzer:Technick2|Technick2]] ([[Benutzer Diskussion:Technick2|Diskussion]]) 02:17, 17. Feb. 2021 (UTC)</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=Diskussion:Energieerzeugung_und_Speicherung&diff=104010Diskussion:Energieerzeugung und Speicherung2021-02-17T02:17:47Z<p>Technick2: ohoh</p>
<hr />
<div>== comment 1 == Die Gliederung finde ich verwirrend:<br /><br />
1 Energiespeicherung 1.1 Ideen für die Zukunft 1.2 aktuell im Betrieb<br /><br />
2 Energieerzeugung 2.1 Ideen für die Zukunft 2.2 aktuell im Betrieb<br />
<br />
Ich würde das umdrehen:<br /><br />
1 Energieerzeugung 1.1 aktuell im Betrieb 1.2 Ideen für die Zukunft<br /><br />
2 Energiespeicherung 2.1 aktuell im Betrieb 2.2 Ideen für die Zukunft<br />
<br />
Aber das soll der Ersteller des Artikels machen, ich möchte ihm da nicht hineinpfuschen.<br />
<br />
PS: Habe eine PN erhalten, wonach die bisherige Reihenfolge den Vorteil habe, dass das Interessantere oben steht.<br />
Ist auch meine Meinung.<br />
Aber die Wichtigkeit der Abschnitte würde vermutlich mit zunehmendem Ausbau des Artikels vor allem am Umfang der einzelnen Abschnitte zu erkennen sein.<br />
Und man könnte in einer Einleitung auf die wichtigen Abschnitte besonders hinweisen.<br />
Ich meine, für diesen Zweck ist der Preis der bisherigen Unübersichtlichkeit zu hoch.<br />
Was meinen denn Andere dazu?<br /><br />
PPS: Habe die Reihenfolge jetzt umgedreht, hoffe es ist nichts schiefgegangen.<br />
<br />
== comment 2==<br />
Das ist wohl insgesamt nichts für dieses Forum! Wikipedia hat ALLES zur Energie in sehr guter Aufmachung. [[Benutzer:Technick2|Technick2]] ([[Benutzer Diskussion:Technick2|Diskussion]]) 02:17, 17. Feb. 2021 (UTC)</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=Diskussion:MIDI&diff=102274Diskussion:MIDI2020-07-22T03:45:10Z<p>Technick2: Die Seite wurde neu angelegt: „== Protokolle == Für einige Punkte habe ich keine Quellen gefunden. == MIDI 2.0 == Müsste komplett eingearbeitet werden. Die neuen Stecker habe ich mal oben…“</p>
<hr />
<div>== Protokolle ==<br />
Für einige Punkte habe ich keine Quellen gefunden.<br />
<br />
== MIDI 2.0 ==<br />
Müsste komplett eingearbeitet werden. Die neuen Stecker habe ich mal oben reingepackt.<br />
[[Benutzer:Technick2|Technick2]] ([[Benutzer Diskussion:Technick2|Diskussion]]) 05:45, 22. Jul. 2020 (CEST)</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=MIDI&diff=102273MIDI2020-07-22T03:43:16Z<p>Technick2: /* MIDI HD */</p>
<hr />
<div>MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein zu Beginn der 1980er Jahre erfundenes Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. und auch dem Computer. Zu Beginn war es für die Steuerung von monophonen Synthesizern erdacht worden, entwickelte sich dann aber weiter zum Standard für elektronische Musikinstrumente. Es ist in praktisch allen elektronischen Klangerzeugern verfügbar und wird sogar zur Steuerung von Mischpulten eingesetzt. Einige Computerspiele nutzten MIDI in den späten 1980ern, um sich zu vernetzen, weil sie noch keine serielle Schnittstelle hatten. Siehe das Programm MIDI-MAZE.<br />
<br />
== Prokotoll ==<br />
Das Protokoll ist von der verwendeteten physikalischen Verbindung abhängig. In der ursprünglichen Version werden die Daten [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] über eine Stromschleife mit 5&nbsp;mA übertragen. Zur Vermeidung von Masseschleifen ist die Empfängerseite durch einen Hochgeschwindigkeits-[[Optokoppler]] (z.B. H11L1, 6N138) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll kann damit von allen gängigen [[UART]]s eines PC generiert werden.<br />
<br />
== Hardware ==<br />
Die Hardware-Spezifikation ist frei verfügbar<ref name="ElSpec">[https://www.midi.org/specifications/item/midi-din-electrical-specification MIDI DIN Electrical Specification]</ref>; die eigentliche MIDI-Spezifikation inzwischen auch<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/the-midi-1-0-specification The Complete MIDI 1.0 Detailed Specification]</ref>.<br />
<br />
=== Stecker ===<br />
==== DIN ====<br />
MIDI benutzt standardmäßige 5-polige DIN-Stecker, bei denen drei Pins belegt sind. Pins 4 und 5 übertragen das Signal, als Hin- und Rückleitung der Stromschleife; Pin 2 dient nur zur Abschirmung des Kabels. Es wird empfohlen, diese nicht dazu zu nutzen, die Massen der Geräte zu koppeln<br />
==== Klinke ====<br />
Später wurde auch eine SPEC für den 2.5 und auch den 3.5mm Klinkenstecker eingeführt, um den flachen Geräten gerecht zu werden. Dabei werden wieder 2 Kontakte verknüpft und die dritte dient als Abschirmung.<br />
<br />
=== Beschaltung ===<br />
==== Sender ====<br />
Im Ruhezustand ist Pin 5 beim Sender offen, was als logisch "1" gilt; zur Erzeugung einer logischen "0" muss er Pin 5 auf Masse schalten:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Sender.svg]]<br />
<br />
Die Widerstände begrenzen den Strom, sowohl für den normalen Betrieb, als auch im Falle eines Kurzschlusses (in diesem Fall muss R2 gut 100 mA vertragen - bei o.g. Dimensionierung etwa 75mA/250mW). Wenn nur eine 5V-Spannungsversorgung zur Verfügung steht, müssen R1 und R2 durch jeweils 220 Ω ersetzt werden.<br />
<br />
Wenn der TXD-Pin des Mikrocontrollers nicht als Open-Drain konfiguriert werden kann, müssen die I/O-Spannung des Mikrocontrollers und die Versorgungsspannung an R2 übereinstimmen. Wenn der TXD-Pin die gut 5 mA Strom nicht verträgt, muss das Signal durch einen Puffer (z.B. 74AHC1G07 oder -125) zwischen TXD und R1 verstärkt werden.<br />
<br />
==== Empfänger ====<br />
Der Empfänger muss den Strom, der zwischen Pins 4 und 5 fließt, auswerten. Zur Vermeidung eine Masseschleife darf Pin 2 nicht direkt mit der Masse des Empfängers verbunden werden:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger.svg]]<br />
<br />
VCC ist 3,3 V oder 5 V, R1 dient zur Strombegrenzung, D1 schützt die LED des Optokopplers vor einer zu hohen Rückwärtsspannung. <br />
<br />
Andere häufig verwendete Optokoppler sind 6N137 oder 6N138, die allerdings eine<br />
Versorgungsspannung von 5 V voraussetzen:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger-6N137.svg]] [[Bild:MIDI-Empfänger-6N138.svg]] <br />
<br />
Zur Verbesserung der EMI/EMC-Eigenschaften kann es notwendig sein, zusätzliche<br />
Kondensatoren und Filter einzusetzen.<ref name="ElSpec"/><br />
<br />
== Probleme ==<br />
=== Auflösung ===<br />
MIDI wurde ursprünglich im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich das Senden von 7-Bit-breiten Controllerwerten auf vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur sehr grob eingestellt- und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Um dem abzuhelfen, werden die empfangenen Controllerwerte im Endgerät meistens geglättet, was aber zu weiteren Problemen führt. Für einige wenige Controller wurden zudem Erweiterungen auf 14 Bits eingeführt.<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/table-3-control-change-messages-data-bytes-2 Control Change Messages]</ref><br />
<br />
MIDI 2.0 bringt nun Controller-Auflösungen bis 16Bit.<br />
<br />
=== Geschwindigkeit ===<br />
Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die ca. 31 kHz der physikalischen Schnittstelle nach wie vor nicht geeignet, um viele Kanäle zu bedienen und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie z.B. einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben:<br />
<br />
Ein MIDI-Ereignis benötigt mindestens 2 Bytes, wodurch 8 Finger auch ohne irgendwelche zusätzlichen Controllerwerte bereits 16 MIDI-Bytes erzeugen, was zu einer ungewollten Latenz von 6 ms für den letzen Wert gegenüber dem ersten führt. Mit kombinierten Controllerwerten zur Einstellung der Stimme inklusive "NOTE ON", "VELOCITY", "TUNING" etc, sind bei 10 Fingern bis zu 80 MIDI-Bytes zu übertragen, was etwa 30ms entspräche. Durch die verschieden langen Nachrichten kann es daher zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]] kommen. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit im Zusammenhang mit realer MIDI-Hardware nur sehr eingeschränkt und nur alleine verwendbar.<br />
<br />
Ein solcher Controller kann typisch etwa 500 Nachrichten in der Sekunde senden und damit das Anblasen einer Flöte in den ersten 50 ms mit etwa 16 Stützstellen auflösen. Für eine solche Bandbreite ist das USB-Protokoll ausreichend, allerdings besteht hier öfters das Problem der Anfangslatenz:<br />
<br />
=== Latenz ===<br />
Das USB-Protokoll, welches immer häufiger zur Anwendung kommt, bietet zwar eine mehr als ausreichende Bandbreite, jedoch wird dies von nur wenigen älteren Klangerzeugern unterstützt. Lediglich Softwaresampler und andere PC-basierte Systeme wie SW-Synthesizer und moderne Klanggeräte sind damit zu steuern. Hierbei wirkt sich aber die PC-typische Latenz des Betriebssystems sehr negativ aus. Ein tatsächlicher Echtzeitbetrieb ist mit keinem derzeit auf dem Markt verfügbaren Gerät möglich, daher haben moderne Geräte meistens beide Optionen: Klassisches MIDI und USB-MIDI.<br />
<br />
== Übertragungsprotokolle ==<br />
Statt des MIDI-Transports über die klassische serielle Verbindung mit Stand 1982 sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI über USB oder Ethernet. Transportmethoden wie Parallelport (EPP) oder S/PDIF wurden ebenfalls realisiert, konnten sich aber aufgrund mangelnder Kompatibilität nicht durchsetzen bzw. sind technisch überholt oder werden nur in Nischen oder Sonderanwendungen verwendet. Bei Geräten, die normalerweise nicht live eingesetzt werden, sondern an einen PC angeschlossen werden, hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle weitgehend durchgesetzt.<br />
<br />
=== MIDI over Audio ===<br />
Um die limitierte Bandbreite bei MIDI zu überwinden, wurde schon in den 1980ern vorgeschlagen, den MIDI-Datenstrom über Audiokanäle zu senden, um die dort vorhandene Infrastruktur für das Senden und Speichern zu nutzen. Da die MIDI-Bandbreite jedoch wegen der ca. 30kHz rund 100kHz beträgt, müssten 4 Audiokanäle belegt werden, was zum damaligen Zeitpunkt wegen der kaum verbreiteten 4-Kanal / bzw. Surround-Technik nicht für die Breite Masse der Nutzer einsetzbar war. Vereinzelt gelang es, ähnlich wie bei der Datasette im Computerbereich eine Speicherung vorzunehmen, indem eine erhöhte Bandbreite des Signals zusammen mit einer Kompression benutzt wurde. Später wurde Ähnliches mit den 48kHz-Digital-DAT-Recordern probiert, konnte sich aber nicht durchsetzen, weil die meisten Musiker noch analog aufzeichneten.<br />
<br />
=== MIDI über FireWire ===<br />
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde 1999 das sogenannte Music-LAN definiert, welches auf FireWire basiert und vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte. Einige Teile des Protokolls wurden veröffenlicht und standardisiert<ref>[https://webstore.iec.ch/publication/6069 Consumer audio/video equipment - Digital interface - Part 6: Audio and music data transmission protocol]</ref>, vollständige Interoperabilität ist damit aber nicht möglich. Da keine Möglichkeit zum Aushandeln einer höheren Geschwindigkeit definiert ist, ist die Bandbreite auf die normalen 3125 Bytes/s begrenzt<ref>[http://www.midi.org/techspecs/rp27v10spec(1394).pdf MIDI Media Adaptation Layer for IEEE-1394] (PDF)</ref>.<br />
<br />
=== Serial wire MIDI ===<br />
Mit Aufkommen der PCs gab es mehrere Ansätze, die COM-Schnittstelle für schnellere MIDI-Kommunikation zu nutzen. Mitte der 90er waren PC-UARTs mit typisch 115kbps, später auch 230kbps verfügbar. Diese wurden von Anwendern mittels proprietärer Software genutzt oder von Herstellern in einzelne Geräte integriert. Sehr bekannt sind die z.T. heute noch existierenden "TO HOST" Interfaces, die meist über MINI-DIN-Stecker erreichbar waren. Die Kommunikation erfolgte über einen eigenen Treiber. Es existierten Versionen mit RS 422 - interface <ref>[https://www.soundonsound.com/forum/viewtopic.php?f=23&t=73105&p=699550&hilit= 'to host' Interface auf SoundonSound]</ref> oder mit einer PS/2 Buchse. <ref>[http://www.korgforums.com/forum/phpBB2/viewtopic.php?t=45636&sid=f1ef3eead8d9c2c71abc128297951446 Korg Forum "to host interface"]</ref><br />
<br />
=== Parallel-Port-MIDI ===<br />
Ein Abkömmling des seriellen MIDIs sind Parallelport-Anwendungen, die aber nur bei einzelnen Geräten üblich waren. Oft wurden Mehrfach-MIDI-Controller mit einem Parallelport-Anschluss versehen, um die Datenrate für gleich mehrere MIDI-Geräte (in der Regel 8, seltener 16) bereitstellen zu können. Die ersten Geräte von M-Audio, MIDI-MAN und MOTU arbeiten auf diese Weise. Obwohl die Bandbreite praktisch verzehnfacht wurde, blieb es nur bei der Nutzung zwischen PCs und herstellerspezifischen Geräten. Die Protokolle sind untereinander meist nicht kompatibel. Bis Mitte der 2000er Jahre war dies die am meisten verbreitete Form der MIDI-Verschaltung in semiprofessionellen Studios, weil diese Geräte auch selbständig MIDI-Geräte untereinander verschalten konnten und eine MIDI-Matrix anboten. Später wurden diese Geräte durch USB-Versionen ersetzt, auch weil bei vielen PCs der Parallelport wegfiel.<br />
<br />
=== MIDI over S/PDIF ===<br />
Von unterschiedlichen Seiten wurde probiert, die limitierte Entfernung von MIDI-Verbindungen (meist 5m und weniger) durch Übersetzung auf alternative Protokolle zu vergrößern und die Verbindung auch störstabiler zu bekommen. Unter anderem wurde MIDI 2000 vorgeschlagen, welches das MIDI-Protokoll erweitert und in einen Stereo-[[S/PDIF]]-Datenstrom übersetzt und damit die Bandbreite praktisch um den Faktor 100 anhebt. Zum damaligen Zeitpunkt um die Jahrtausendwende waren bereits etliche Studiogeräte und Klangerzeuger mit S/PDIF ausgerüstet - auch Soundkarten mit S/PDIF-Ausgang waren schon lange verfügbar. Die Übertragung kann direkt in den Audiodaten erfolgen <ref>[http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm MIDI via S/PDIF] </ref> oder verpackt in Form von S/PDIF-Daten über Ethernet. <ref>[https://www.gearslutz.com/board/music-computers/697050-midi-over-spdif-without-es-4-a.html ES 4 MIDI Ethernet] </ref> Es blieb jedoch letztlich bei proprietären Applikationen, da sich von der PC-Seite her, [[USB]] 1.0 begann, durchzusetzen. Lediglich eine Firma weltweit bietet mit dem Gerät ES-4 einen S/PDIF-basierten MIDI-Übertragungsweg an.<br />
<br />
=== MIDI über USB ===<br />
USB erlaubt höhere Bandbreiten, bei SuperSpeed bis zu 5 GBit/s. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch mit Full Speed (12 MBit/s) oder High Speed (480 MBit/s). Auch moderne Geräte arbeiten meistens mit USB 2.0. Dies liegt oft an der noch größeren Latenz des USB 3.0, das auch Bandbreite ausgelegt ist. In der Praxis ist die Bandbreite durch den sendenden Mikrocontroller (Master-Keyboard) und dessen Software, oder den Pendants im Endgerät, bzw der PC-Infrastruktur begrenzt; üblich sind ca. 100 kBit/s. Die Latenzen liegen zwischen 15ms und bis über 150ms, abhängig von der Paketgröße und den verwendeten Chips.<br />
<br />
Das USB-MIDI-Protokoll<ref>[http://www.usb.org/developers/docs/devclass_docs/midi10.pdf USB MIDI Devices 1.0] (PDF)</ref><br />
ist mit dem 'normalen' USB-Serial-Protokoll (CDC) nicht kompatibel; deshalb ist es nicht möglich, USB-seriell-Konverter-Chips unverändert und ohne zusätzliche Treiber für MIDI zu verwenden. Es existiert aber eine Spezifikation zu class compliant devices, an die sich die meisten Hersteller inzwischen halten.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet/WLAN: RTP-MIDI ===<br />
Das Real-time Transport Protocol, das auf normalen UDP-Paketen basiert, hat auch die Möglichkeit, MIDI zu übertragen<ref>[http://www.midi.org/aboutmidi/rtpmidi.php About RTP-MIDI]</ref><ref>[https://tools.ietf.org/html/rfc6295 RFC 6295: RTP Payload Format for MIDI]</ref>. <ref>[https://www.tobias-erichsen.de/software/rtpmidi.html Seite von Tobias Erichsen]</ref><br />
<br />
=== MIDI über Ethernet: AVB ===<br />
IEEE-1722 (Audio/Video Bridging) definiert ein Protokoll zur Übertragung von Multimedia-Information. Dabei ist es notwendig, dass alle beteiligten Netzwerk-Karten und Switches/Router AVB in Hardware unterstützen. AVB verwendet die gleichen Datenformate wie FireWire und hat die gleichen Einschränkungen.<br />
<br />
=== Sonstige ===<br />
Für Sonderapplikationen gibt es eine Spezifikation für das Senden von MIDI über AES3 oder MADI.<br />
<br />
== MIDI HD ==<br />
Seit 2005 berät sich das MIDI-Komitee über einen offiziellen Nachfolger der MIDI-Spezifikation<ref>[http://www.midi.org/aboutus/news/hd.php MIDI Manufacturers Investigate HD Protocol]</ref>.<br />
<br />
Im Jahre 2020 wurde dann schließlich die neue Spezifikation MIDI 2.0 vorgestellt.<br />
<br />
== Verwendung ==<br />
=== DIN - MIDI ===<br />
DIN-MIDI-Geräte verfügen meist über eine IN / OUT Buchse mit der sich Ringe aufbauen lassen, sofern das jeweilige Gerät über Filter verfügt, um eingehende Daten, die verarbeitet wurden rauszufiltern und eigene beizumischen. Dann kann ein Folgegerät an die out des ersten angeschlossen werden. Zu bevorzugen ist jedoch die THRU-Buchse, wenn vorhanden. Ideal sind MIDI-Matrix-Geräte, die eine Sternverdrahtung in beide Richtungen ermöglichen.<br />
<br />
=== USB - Geräte ===<br />
Üblicherweise gibt es bei USB einen host und mehrere slaves. Bei PC-Anwendungen ist dieser immer der host, d.h. sowohl das keyboard. als auch das Musikgerät sind der slave. Es gibt daher keine Möglichkeit, ein MIDI-keyboard direkt an ein Gerät anzuschließen, das nur über einen physikalischen MIDI-Eingang verfügt. Dazu benötigt man einen MIDI-host, der USB-MIDI-Geräte verwalten und erkennen kann und dann auch das MIDI übersetzt.<ref>[https://miditech.de/portfolio/usb-midi-host/ USB MIDI host]</ref><br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
=== Artikel auf Mikrocontroller ===<br />
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]<br />
<br />
=== Beiträge auf Mikrocontroller ===<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI Platinenselbstbau]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/295657 Eigenbau MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/323354 MIDI mit BASCOM und AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/330669 MIDI Orgel Schieberegister]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI-Platine Eigenbau]<br />
<br />
== Referenzen ==<br />
<references/><br />
<br />
== externe Links ins Web ==<br />
* [http://educypedia.karadimov.info/library/The_MIDI_Specification.pdf Frei einsehbare MIDI Spec]<br />
* [http://www.zem-college.de/midi/mc_form.htm MIDI College]<br />
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI in der Wikipedia]<br />
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI mit vielen Projekten] <br />
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]<br />
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]<br />
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]<br />
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - high speed MIDI over S/PDIF]<br />
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGA Evalboard mit Audio MIDI IO]<br />
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]<br />
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]<br />
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]<br />
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]<br />
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de - viele DIY MIDI Projekte]<br />
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]<br />
* [http://home.snafu.de/sicpaul/midi/midi0a.htm MIDI Lexicon]<br />
* [http://unseretollepage.de/hosted/midiguide/index.html MIDI Guide]<br />
<br />
[[Kategorie:Audio]]<br />
[[Kategorie:Datenübertragung]]</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=MIDI&diff=102272MIDI2020-07-22T03:35:09Z<p>Technick2: /* Erweiterungen */ nochmal zeitlich geordnet</p>
<hr />
<div>MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein zu Beginn der 1980er Jahre erfundenes Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. und auch dem Computer. Zu Beginn war es für die Steuerung von monophonen Synthesizern erdacht worden, entwickelte sich dann aber weiter zum Standard für elektronische Musikinstrumente. Es ist in praktisch allen elektronischen Klangerzeugern verfügbar und wird sogar zur Steuerung von Mischpulten eingesetzt. Einige Computerspiele nutzten MIDI in den späten 1980ern, um sich zu vernetzen, weil sie noch keine serielle Schnittstelle hatten. Siehe das Programm MIDI-MAZE.<br />
<br />
== Prokotoll ==<br />
Das Protokoll ist von der verwendeteten physikalischen Verbindung abhängig. In der ursprünglichen Version werden die Daten [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] über eine Stromschleife mit 5&nbsp;mA übertragen. Zur Vermeidung von Masseschleifen ist die Empfängerseite durch einen Hochgeschwindigkeits-[[Optokoppler]] (z.B. H11L1, 6N138) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll kann damit von allen gängigen [[UART]]s eines PC generiert werden.<br />
<br />
== Hardware ==<br />
Die Hardware-Spezifikation ist frei verfügbar<ref name="ElSpec">[https://www.midi.org/specifications/item/midi-din-electrical-specification MIDI DIN Electrical Specification]</ref>; die eigentliche MIDI-Spezifikation inzwischen auch<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/the-midi-1-0-specification The Complete MIDI 1.0 Detailed Specification]</ref>.<br />
<br />
=== Stecker ===<br />
==== DIN ====<br />
MIDI benutzt standardmäßige 5-polige DIN-Stecker, bei denen drei Pins belegt sind. Pins 4 und 5 übertragen das Signal, als Hin- und Rückleitung der Stromschleife; Pin 2 dient nur zur Abschirmung des Kabels. Es wird empfohlen, diese nicht dazu zu nutzen, die Massen der Geräte zu koppeln<br />
==== Klinke ====<br />
Später wurde auch eine SPEC für den 2.5 und auch den 3.5mm Klinkenstecker eingeführt, um den flachen Geräten gerecht zu werden. Dabei werden wieder 2 Kontakte verknüpft und die dritte dient als Abschirmung.<br />
<br />
=== Beschaltung ===<br />
==== Sender ====<br />
Im Ruhezustand ist Pin 5 beim Sender offen, was als logisch "1" gilt; zur Erzeugung einer logischen "0" muss er Pin 5 auf Masse schalten:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Sender.svg]]<br />
<br />
Die Widerstände begrenzen den Strom, sowohl für den normalen Betrieb, als auch im Falle eines Kurzschlusses (in diesem Fall muss R2 gut 100 mA vertragen - bei o.g. Dimensionierung etwa 75mA/250mW). Wenn nur eine 5V-Spannungsversorgung zur Verfügung steht, müssen R1 und R2 durch jeweils 220 Ω ersetzt werden.<br />
<br />
Wenn der TXD-Pin des Mikrocontrollers nicht als Open-Drain konfiguriert werden kann, müssen die I/O-Spannung des Mikrocontrollers und die Versorgungsspannung an R2 übereinstimmen. Wenn der TXD-Pin die gut 5 mA Strom nicht verträgt, muss das Signal durch einen Puffer (z.B. 74AHC1G07 oder -125) zwischen TXD und R1 verstärkt werden.<br />
<br />
==== Empfänger ====<br />
Der Empfänger muss den Strom, der zwischen Pins 4 und 5 fließt, auswerten. Zur Vermeidung eine Masseschleife darf Pin 2 nicht direkt mit der Masse des Empfängers verbunden werden:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger.svg]]<br />
<br />
VCC ist 3,3 V oder 5 V, R1 dient zur Strombegrenzung, D1 schützt die LED des Optokopplers vor einer zu hohen Rückwärtsspannung. <br />
<br />
Andere häufig verwendete Optokoppler sind 6N137 oder 6N138, die allerdings eine<br />
Versorgungsspannung von 5 V voraussetzen:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger-6N137.svg]] [[Bild:MIDI-Empfänger-6N138.svg]] <br />
<br />
Zur Verbesserung der EMI/EMC-Eigenschaften kann es notwendig sein, zusätzliche<br />
Kondensatoren und Filter einzusetzen.<ref name="ElSpec"/><br />
<br />
== Probleme ==<br />
=== Auflösung ===<br />
MIDI wurde ursprünglich im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich das Senden von 7-Bit-breiten Controllerwerten auf vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur sehr grob eingestellt- und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Um dem abzuhelfen, werden die empfangenen Controllerwerte im Endgerät meistens geglättet, was aber zu weiteren Problemen führt. Für einige wenige Controller wurden zudem Erweiterungen auf 14 Bits eingeführt.<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/table-3-control-change-messages-data-bytes-2 Control Change Messages]</ref><br />
<br />
MIDI 2.0 bringt nun Controller-Auflösungen bis 16Bit.<br />
<br />
=== Geschwindigkeit ===<br />
Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die ca. 31 kHz der physikalischen Schnittstelle nach wie vor nicht geeignet, um viele Kanäle zu bedienen und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie z.B. einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben:<br />
<br />
Ein MIDI-Ereignis benötigt mindestens 2 Bytes, wodurch 8 Finger auch ohne irgendwelche zusätzlichen Controllerwerte bereits 16 MIDI-Bytes erzeugen, was zu einer ungewollten Latenz von 6 ms für den letzen Wert gegenüber dem ersten führt. Mit kombinierten Controllerwerten zur Einstellung der Stimme inklusive "NOTE ON", "VELOCITY", "TUNING" etc, sind bei 10 Fingern bis zu 80 MIDI-Bytes zu übertragen, was etwa 30ms entspräche. Durch die verschieden langen Nachrichten kann es daher zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]] kommen. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit im Zusammenhang mit realer MIDI-Hardware nur sehr eingeschränkt und nur alleine verwendbar.<br />
<br />
Ein solcher Controller kann typisch etwa 500 Nachrichten in der Sekunde senden und damit das Anblasen einer Flöte in den ersten 50 ms mit etwa 16 Stützstellen auflösen. Für eine solche Bandbreite ist das USB-Protokoll ausreichend, allerdings besteht hier öfters das Problem der Anfangslatenz:<br />
<br />
=== Latenz ===<br />
Das USB-Protokoll, welches immer häufiger zur Anwendung kommt, bietet zwar eine mehr als ausreichende Bandbreite, jedoch wird dies von nur wenigen älteren Klangerzeugern unterstützt. Lediglich Softwaresampler und andere PC-basierte Systeme wie SW-Synthesizer und moderne Klanggeräte sind damit zu steuern. Hierbei wirkt sich aber die PC-typische Latenz des Betriebssystems sehr negativ aus. Ein tatsächlicher Echtzeitbetrieb ist mit keinem derzeit auf dem Markt verfügbaren Gerät möglich, daher haben moderne Geräte meistens beide Optionen: Klassisches MIDI und USB-MIDI.<br />
<br />
== Übertragungsprotokolle ==<br />
Statt des MIDI-Transports über die klassische serielle Verbindung mit Stand 1982 sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI über USB oder Ethernet. Transportmethoden wie Parallelport (EPP) oder S/PDIF wurden ebenfalls realisiert, konnten sich aber aufgrund mangelnder Kompatibilität nicht durchsetzen bzw. sind technisch überholt oder werden nur in Nischen oder Sonderanwendungen verwendet. Bei Geräten, die normalerweise nicht live eingesetzt werden, sondern an einen PC angeschlossen werden, hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle weitgehend durchgesetzt.<br />
<br />
=== MIDI over Audio ===<br />
Um die limitierte Bandbreite bei MIDI zu überwinden, wurde schon in den 1980ern vorgeschlagen, den MIDI-Datenstrom über Audiokanäle zu senden, um die dort vorhandene Infrastruktur für das Senden und Speichern zu nutzen. Da die MIDI-Bandbreite jedoch wegen der ca. 30kHz rund 100kHz beträgt, müssten 4 Audiokanäle belegt werden, was zum damaligen Zeitpunkt wegen der kaum verbreiteten 4-Kanal / bzw. Surround-Technik nicht für die Breite Masse der Nutzer einsetzbar war. Vereinzelt gelang es, ähnlich wie bei der Datasette im Computerbereich eine Speicherung vorzunehmen, indem eine erhöhte Bandbreite des Signals zusammen mit einer Kompression benutzt wurde. Später wurde Ähnliches mit den 48kHz-Digital-DAT-Recordern probiert, konnte sich aber nicht durchsetzen, weil die meisten Musiker noch analog aufzeichneten.<br />
<br />
=== MIDI über FireWire ===<br />
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde 1999 das sogenannte Music-LAN definiert, welches auf FireWire basiert und vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte. Einige Teile des Protokolls wurden veröffenlicht und standardisiert<ref>[https://webstore.iec.ch/publication/6069 Consumer audio/video equipment - Digital interface - Part 6: Audio and music data transmission protocol]</ref>, vollständige Interoperabilität ist damit aber nicht möglich. Da keine Möglichkeit zum Aushandeln einer höheren Geschwindigkeit definiert ist, ist die Bandbreite auf die normalen 3125 Bytes/s begrenzt<ref>[http://www.midi.org/techspecs/rp27v10spec(1394).pdf MIDI Media Adaptation Layer for IEEE-1394] (PDF)</ref>.<br />
<br />
=== Serial wire MIDI ===<br />
Mit Aufkommen der PCs gab es mehrere Ansätze, die COM-Schnittstelle für schnellere MIDI-Kommunikation zu nutzen. Mitte der 90er waren PC-UARTs mit typisch 115kbps, später auch 230kbps verfügbar. Diese wurden von Anwendern mittels proprietärer Software genutzt oder von Herstellern in einzelne Geräte integriert. Sehr bekannt sind die z.T. heute noch existierenden "TO HOST" Interfaces, die meist über MINI-DIN-Stecker erreichbar waren. Die Kommunikation erfolgte über einen eigenen Treiber. Es existierten Versionen mit RS 422 - interface <ref>[https://www.soundonsound.com/forum/viewtopic.php?f=23&t=73105&p=699550&hilit= 'to host' Interface auf SoundonSound]</ref> oder mit einer PS/2 Buchse. <ref>[http://www.korgforums.com/forum/phpBB2/viewtopic.php?t=45636&sid=f1ef3eead8d9c2c71abc128297951446 Korg Forum "to host interface"]</ref><br />
<br />
=== Parallel-Port-MIDI ===<br />
Ein Abkömmling des seriellen MIDIs sind Parallelport-Anwendungen, die aber nur bei einzelnen Geräten üblich waren. Oft wurden Mehrfach-MIDI-Controller mit einem Parallelport-Anschluss versehen, um die Datenrate für gleich mehrere MIDI-Geräte (in der Regel 8, seltener 16) bereitstellen zu können. Die ersten Geräte von M-Audio, MIDI-MAN und MOTU arbeiten auf diese Weise. Obwohl die Bandbreite praktisch verzehnfacht wurde, blieb es nur bei der Nutzung zwischen PCs und herstellerspezifischen Geräten. Die Protokolle sind untereinander meist nicht kompatibel. Bis Mitte der 2000er Jahre war dies die am meisten verbreitete Form der MIDI-Verschaltung in semiprofessionellen Studios, weil diese Geräte auch selbständig MIDI-Geräte untereinander verschalten konnten und eine MIDI-Matrix anboten. Später wurden diese Geräte durch USB-Versionen ersetzt, auch weil bei vielen PCs der Parallelport wegfiel.<br />
<br />
=== MIDI over S/PDIF ===<br />
Von unterschiedlichen Seiten wurde probiert, die limitierte Entfernung von MIDI-Verbindungen (meist 5m und weniger) durch Übersetzung auf alternative Protokolle zu vergrößern und die Verbindung auch störstabiler zu bekommen. Unter anderem wurde MIDI 2000 vorgeschlagen, welches das MIDI-Protokoll erweitert und in einen Stereo-[[S/PDIF]]-Datenstrom übersetzt und damit die Bandbreite praktisch um den Faktor 100 anhebt. Zum damaligen Zeitpunkt um die Jahrtausendwende waren bereits etliche Studiogeräte und Klangerzeuger mit S/PDIF ausgerüstet - auch Soundkarten mit S/PDIF-Ausgang waren schon lange verfügbar. Die Übertragung kann direkt in den Audiodaten erfolgen <ref>[http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm MIDI via S/PDIF] </ref> oder verpackt in Form von S/PDIF-Daten über Ethernet. <ref>[https://www.gearslutz.com/board/music-computers/697050-midi-over-spdif-without-es-4-a.html ES 4 MIDI Ethernet] </ref> Es blieb jedoch letztlich bei proprietären Applikationen, da sich von der PC-Seite her, [[USB]] 1.0 begann, durchzusetzen. Lediglich eine Firma weltweit bietet mit dem Gerät ES-4 einen S/PDIF-basierten MIDI-Übertragungsweg an.<br />
<br />
=== MIDI über USB ===<br />
USB erlaubt höhere Bandbreiten, bei SuperSpeed bis zu 5 GBit/s. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch mit Full Speed (12 MBit/s) oder High Speed (480 MBit/s). Auch moderne Geräte arbeiten meistens mit USB 2.0. Dies liegt oft an der noch größeren Latenz des USB 3.0, das auch Bandbreite ausgelegt ist. In der Praxis ist die Bandbreite durch den sendenden Mikrocontroller (Master-Keyboard) und dessen Software, oder den Pendants im Endgerät, bzw der PC-Infrastruktur begrenzt; üblich sind ca. 100 kBit/s. Die Latenzen liegen zwischen 15ms und bis über 150ms, abhängig von der Paketgröße und den verwendeten Chips.<br />
<br />
Das USB-MIDI-Protokoll<ref>[http://www.usb.org/developers/docs/devclass_docs/midi10.pdf USB MIDI Devices 1.0] (PDF)</ref><br />
ist mit dem 'normalen' USB-Serial-Protokoll (CDC) nicht kompatibel; deshalb ist es nicht möglich, USB-seriell-Konverter-Chips unverändert und ohne zusätzliche Treiber für MIDI zu verwenden. Es existiert aber eine Spezifikation zu class compliant devices, an die sich die meisten Hersteller inzwischen halten.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet/WLAN: RTP-MIDI ===<br />
Das Real-time Transport Protocol, das auf normalen UDP-Paketen basiert, hat auch die Möglichkeit, MIDI zu übertragen<ref>[http://www.midi.org/aboutmidi/rtpmidi.php About RTP-MIDI]</ref><ref>[https://tools.ietf.org/html/rfc6295 RFC 6295: RTP Payload Format for MIDI]</ref>. <ref>[https://www.tobias-erichsen.de/software/rtpmidi.html Seite von Tobias Erichsen]</ref><br />
<br />
=== MIDI über Ethernet: AVB ===<br />
IEEE-1722 (Audio/Video Bridging) definiert ein Protokoll zur Übertragung von Multimedia-Information. Dabei ist es notwendig, dass alle beteiligten Netzwerk-Karten und Switches/Router AVB in Hardware unterstützen. AVB verwendet die gleichen Datenformate wie FireWire und hat die gleichen Einschränkungen.<br />
<br />
=== Sonstige ===<br />
Für Sonderapplikationen gibt es eine Spezifikation für das Senden von MIDI über AES3 oder MADI.<br />
<br />
=== MIDI HD ===<br />
Seit 2005 berät sich das MIDI-Komitee über einen offiziellen Nachfolger der MIDI-Spezifikation<ref>[http://www.midi.org/aboutus/news/hd.php MIDI Manufacturers Investigate HD Protocol]</ref>.<br />
<br />
Im Jahre 2020 wurde dann schließlich die neue Spezifikation MIDI 2.0 vorgestellt.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
=== Artikel auf Mikrocontroller ===<br />
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]<br />
<br />
=== Beiträge auf Mikrocontroller ===<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI Platinenselbstbau]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/295657 Eigenbau MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/323354 MIDI mit BASCOM und AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/330669 MIDI Orgel Schieberegister]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI-Platine Eigenbau]<br />
<br />
== Referenzen ==<br />
<references/><br />
<br />
== externe Links ins Web ==<br />
* [http://educypedia.karadimov.info/library/The_MIDI_Specification.pdf Frei einsehbare MIDI Spec]<br />
* [http://www.zem-college.de/midi/mc_form.htm MIDI College]<br />
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI in der Wikipedia]<br />
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI mit vielen Projekten] <br />
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]<br />
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]<br />
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]<br />
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - high speed MIDI over S/PDIF]<br />
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGA Evalboard mit Audio MIDI IO]<br />
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]<br />
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]<br />
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]<br />
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]<br />
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de - viele DIY MIDI Projekte]<br />
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]<br />
* [http://home.snafu.de/sicpaul/midi/midi0a.htm MIDI Lexicon]<br />
* [http://unseretollepage.de/hosted/midiguide/index.html MIDI Guide]<br />
<br />
[[Kategorie:Audio]]<br />
[[Kategorie:Datenübertragung]]</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=MIDI&diff=102271MIDI2020-07-22T03:30:36Z<p>Technick2: /* MIDI HD */ endlich!</p>
<hr />
<div>MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein zu Beginn der 1980er Jahre erfundenes Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. und auch dem Computer. Zu Beginn war es für die Steuerung von monophonen Synthesizern erdacht worden, entwickelte sich dann aber weiter zum Standard für elektronische Musikinstrumente. Es ist in praktisch allen elektronischen Klangerzeugern verfügbar und wird sogar zur Steuerung von Mischpulten eingesetzt. Einige Computerspiele nutzten MIDI in den späten 1980ern, um sich zu vernetzen, weil sie noch keine serielle Schnittstelle hatten. Siehe das Programm MIDI-MAZE.<br />
<br />
== Prokotoll ==<br />
Das Protokoll ist von der verwendeteten physikalischen Verbindung abhängig. In der ursprünglichen Version werden die Daten [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] über eine Stromschleife mit 5&nbsp;mA übertragen. Zur Vermeidung von Masseschleifen ist die Empfängerseite durch einen Hochgeschwindigkeits-[[Optokoppler]] (z.B. H11L1, 6N138) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll kann damit von allen gängigen [[UART]]s eines PC generiert werden.<br />
<br />
== Hardware ==<br />
Die Hardware-Spezifikation ist frei verfügbar<ref name="ElSpec">[https://www.midi.org/specifications/item/midi-din-electrical-specification MIDI DIN Electrical Specification]</ref>; die eigentliche MIDI-Spezifikation inzwischen auch<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/the-midi-1-0-specification The Complete MIDI 1.0 Detailed Specification]</ref>.<br />
<br />
=== Stecker ===<br />
==== DIN ====<br />
MIDI benutzt standardmäßige 5-polige DIN-Stecker, bei denen drei Pins belegt sind. Pins 4 und 5 übertragen das Signal, als Hin- und Rückleitung der Stromschleife; Pin 2 dient nur zur Abschirmung des Kabels. Es wird empfohlen, diese nicht dazu zu nutzen, die Massen der Geräte zu koppeln<br />
==== Klinke ====<br />
Später wurde auch eine SPEC für den 2.5 und auch den 3.5mm Klinkenstecker eingeführt, um den flachen Geräten gerecht zu werden. Dabei werden wieder 2 Kontakte verknüpft und die dritte dient als Abschirmung.<br />
<br />
=== Beschaltung ===<br />
==== Sender ====<br />
Im Ruhezustand ist Pin 5 beim Sender offen, was als logisch "1" gilt; zur Erzeugung einer logischen "0" muss er Pin 5 auf Masse schalten:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Sender.svg]]<br />
<br />
Die Widerstände begrenzen den Strom, sowohl für den normalen Betrieb, als auch im Falle eines Kurzschlusses (in diesem Fall muss R2 gut 100 mA vertragen - bei o.g. Dimensionierung etwa 75mA/250mW). Wenn nur eine 5V-Spannungsversorgung zur Verfügung steht, müssen R1 und R2 durch jeweils 220 Ω ersetzt werden.<br />
<br />
Wenn der TXD-Pin des Mikrocontrollers nicht als Open-Drain konfiguriert werden kann, müssen die I/O-Spannung des Mikrocontrollers und die Versorgungsspannung an R2 übereinstimmen. Wenn der TXD-Pin die gut 5 mA Strom nicht verträgt, muss das Signal durch einen Puffer (z.B. 74AHC1G07 oder -125) zwischen TXD und R1 verstärkt werden.<br />
<br />
==== Empfänger ====<br />
Der Empfänger muss den Strom, der zwischen Pins 4 und 5 fließt, auswerten. Zur Vermeidung eine Masseschleife darf Pin 2 nicht direkt mit der Masse des Empfängers verbunden werden:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger.svg]]<br />
<br />
VCC ist 3,3 V oder 5 V, R1 dient zur Strombegrenzung, D1 schützt die LED des Optokopplers vor einer zu hohen Rückwärtsspannung. <br />
<br />
Andere häufig verwendete Optokoppler sind 6N137 oder 6N138, die allerdings eine<br />
Versorgungsspannung von 5 V voraussetzen:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger-6N137.svg]] [[Bild:MIDI-Empfänger-6N138.svg]] <br />
<br />
Zur Verbesserung der EMI/EMC-Eigenschaften kann es notwendig sein, zusätzliche<br />
Kondensatoren und Filter einzusetzen.<ref name="ElSpec"/><br />
<br />
== Probleme ==<br />
=== Auflösung ===<br />
MIDI wurde ursprünglich im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich das Senden von 7-Bit-breiten Controllerwerten auf vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur sehr grob eingestellt- und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Um dem abzuhelfen, werden die empfangenen Controllerwerte im Endgerät meistens geglättet, was aber zu weiteren Problemen führt. Für einige wenige Controller wurden zudem Erweiterungen auf 14 Bits eingeführt.<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/table-3-control-change-messages-data-bytes-2 Control Change Messages]</ref><br />
<br />
MIDI 2.0 bringt nun Controller-Auflösungen bis 16Bit.<br />
<br />
=== Geschwindigkeit ===<br />
Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die ca. 31 kHz der physikalischen Schnittstelle nach wie vor nicht geeignet, um viele Kanäle zu bedienen und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie z.B. einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben:<br />
<br />
Ein MIDI-Ereignis benötigt mindestens 2 Bytes, wodurch 8 Finger auch ohne irgendwelche zusätzlichen Controllerwerte bereits 16 MIDI-Bytes erzeugen, was zu einer ungewollten Latenz von 6 ms für den letzen Wert gegenüber dem ersten führt. Mit kombinierten Controllerwerten zur Einstellung der Stimme inklusive "NOTE ON", "VELOCITY", "TUNING" etc, sind bei 10 Fingern bis zu 80 MIDI-Bytes zu übertragen, was etwa 30ms entspräche. Durch die verschieden langen Nachrichten kann es daher zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]] kommen. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit im Zusammenhang mit realer MIDI-Hardware nur sehr eingeschränkt und nur alleine verwendbar.<br />
<br />
Ein solcher Controller kann typisch etwa 500 Nachrichten in der Sekunde senden und damit das Anblasen einer Flöte in den ersten 50 ms mit etwa 16 Stützstellen auflösen. Für eine solche Bandbreite ist das USB-Protokoll ausreichend, allerdings besteht hier öfters das Problem der Anfangslatenz:<br />
<br />
=== Latenz ===<br />
Das USB-Protokoll, welches immer häufiger zur Anwendung kommt, bietet zwar eine mehr als ausreichende Bandbreite, jedoch wird dies von nur wenigen älteren Klangerzeugern unterstützt. Lediglich Softwaresampler und andere PC-basierte Systeme wie SW-Synthesizer und moderne Klanggeräte sind damit zu steuern. Hierbei wirkt sich aber die PC-typische Latenz des Betriebssystems sehr negativ aus. Ein tatsächlicher Echtzeitbetrieb ist mit keinem derzeit auf dem Markt verfügbaren Gerät möglich, daher haben moderne Geräte meistens beide Optionen: Klassisches MIDI und USB-MIDI.<br />
<br />
== Erweiterungen ==<br />
Statt des MIDI-Transports über die klassische serielle Verbindung mit Stand 1982 sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI über USB oder Ethernet. Transportmethoden wie Parallelport (EPP) oder S/PDIF wurden ebenfalls realisiert, konnten sich aber aufgrund mangelnder Kompatibilität nicht durchsetzen bzw. sind technisch überholt oder werden nur in Nischen oder Sonderanwendungen verwendet. Bei Geräten, die normalerweise nicht live eingesetzt werden, sondern an einen PC angeschlossen werden, hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt.<br />
<br />
=== MIDI über USB ===<br />
USB erlaubt höhere Bandbreiten, bei SuperSpeed bis zu 5 GBit/s. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch mit Full Speed (12 MBit/s) oder High Speed (480 MBit/s). Auch moderne Geräte arbeiten meistens mit USB 2.0. Dies liegt oft an der noch größeren Latenz des USB 3.0, das auch Bandbreite ausgelegt ist. In der Praxis ist die Bandbreite durch den sendenden Mikrocontroller (Master-Keyboard) und dessen Software, oder den Pendants im Endgerät, bzw der PC-Infrastruktur begrenzt; üblich sind ca. 100 kBit/s. Die Latenzen liegen zwischen 15ms und bis über 150ms, abhängig von der Paketgröße und den verwendeten Chips.<br />
<br />
Das USB-MIDI-Protokoll<ref>[http://www.usb.org/developers/docs/devclass_docs/midi10.pdf USB MIDI Devices 1.0] (PDF)</ref><br />
ist mit dem 'normalen' USB-Serial-Protokoll (CDC) nicht kompatibel; deshalb ist es nicht möglich, USB-seriell-Konverter-Chips unverändert und ohne zusätzliche Treiber für MIDI zu verwenden. Es existiert aber eine Spezifikation zu class compliant devices, an die sich die meisten Hersteller inzwischen halten.<br />
<br />
=== MIDI over Audio ===<br />
Um die limitierte Bandbreite bei MIDI zu überwinden, wurde schon in den 80ern vorgeschlagen, den MIDI-Datenstrom über Audiokanäle zu senden, um die dort vorhandene Infrastruktur für das Senden und Speichern zu nutzen. Da die MIDI-Bandbreite jedoch wegen der ca. 30kHz rund 100kHz beträgt, müssten 4 Audiokanäle belegt werden, was zum damaligen Zeitpunkt wegen der kaum verbreiteten 4-Kanal / bzw. Surround-Technik nicht für die Breite Masse der Nutzer einsetzbar war. Vereinzelt gelang es, ähnlich wie bei der Datasette im Computerbereich eine Speicherung vorzunehmen, indem eine erhöhte Bandbreite des Signals zusammen mit einer Kompression benutzt wurde. Später wurde Ähnliches mit den 48kHz-Digital-DAT-Recordern probiert, konnte sich aber nicht durchsetzen, weil die meisten Musiker noch analog aufzeichneten.<br />
<br />
=== MIDI über FireWire ===<br />
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde 1999 das sogenannte Music-LAN definiert, welches auf FireWire basiert und vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte. Einige Teile des Protokolls wurden veröffenlicht und standardisiert<ref>[https://webstore.iec.ch/publication/6069 Consumer audio/video equipment - Digital interface - Part 6: Audio and music data transmission protocol]</ref>, vollständige Interoperabilität ist damit aber nicht möglich.<br />
<br />
Da keine Möglichkeit zum Aushandeln einer höheren Geschwindigkeit definiert ist, ist die Bandbreite auf die normalen 3125 Bytes/s begrenzt<ref>[http://www.midi.org/techspecs/rp27v10spec(1394).pdf MIDI Media Adaptation Layer for IEEE-1394] (PDF)</ref>.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet/WLAN: RTP-MIDI ===<br />
Das Real-time Transport Protocol, das auf normalen UDP-Paketen basiert, hat auch die Möglichkeit, MIDI zu übertragen<ref>[http://www.midi.org/aboutmidi/rtpmidi.php About RTP-MIDI]</ref><ref>[https://tools.ietf.org/html/rfc6295 RFC 6295: RTP Payload Format for MIDI]</ref>.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet: AVB ===<br />
IEEE-1722 (Audio/Video Bridging) definiert ein Protokoll zur Übertragung von Multimedia-Information. Dabei ist es notwendig, dass alle beteiligten Netzwerk-Karten und Switches/Router AVB in Hardware unterstützen. AVB verwendet die gleichen Datenformate wie FireWire und hat die gleichen Einschränkungen.<br />
<br />
=== Serial wire MIDI ===<br />
Mit Aufkommen der PCs gab es mehrere Ansätze, die COM-Schnittstelle für schnellere MIDI-Kommunikation zu nutzen. Mitte der 90er waren PC-UARTs mit typisch 115kbps, später auch 230kbps verfügbar. Diese wurden von Anwendern mittels proprietärer Software genutzt oder von Herstellern in einzelne Geräte integriert. Sehr bekannt sind die z.T. heute noch existierenden "TO HOST" Interfaces, die meist über MINI-DIN-Stecker erreichbar waren. Die Kommunikation erfolgte über einen eigenen Treiber. Es existierten Versionen mit RS 422 - interface <ref>[https://www.soundonsound.com/forum/viewtopic.php?f=23&t=73105&p=699550&hilit= 'to host' Interface auf SoundonSound]</ref> oder mit einer PS/2 Buchse. <ref>[http://www.korgforums.com/forum/phpBB2/viewtopic.php?t=45636&sid=f1ef3eead8d9c2c71abc128297951446 Korg Forum "to host interface"]</ref><br />
<br />
=== Parallel-Port-MIDI ===<br />
Ein Abkömmling des seriellen MIDIs sind Parallelport-Anwendungen, die aber nur bei einzelnen Geräten üblich waren. Oft wurden Mehrfach-MIDI-Controller mit einem Parallelport-Anschluss versehen, um die Datenrate für gleich mehrere MIDI-Geräte (in der Regel 8, seltener 16) bereitstellen zu können. Die ersten Geräte von M-Audio, MIDI-MAN und MOTU arbeiten auf diese Weise. Obwohl die Bandbreite praktisch verzehnfacht wurde, blieb es nur bei der Nutzung zwischen PCs und herstellerspezifischen Geräten. Die Protokolle sind untereinander meist nicht kompatibel. Bis Mitte der 2000er Jahre war dies die am meisten verbreitete Form der MIDI-Verschaltung in semiprofessionellen Studios, weil diese Geräte auch selbständig MIDI-Geräte untereinander verschalten konnten und eine MIDI-Matrix anboten. Später wurden diese Geräte durch USB-Versionen ersetzt, auch weil bei vielen PCs der Parallelport wegfiel.<br />
<br />
=== MIDI over S/PDIF ===<br />
Von unterschiedlichen Seiten wurde probiert, die limitierte Entfernung von MIDI-Verbindungen (meist 5m und weniger) durch Übersetzung auf alternative Protokolle zu vergrößern und die Verbindung auch störstabiler zu bekommen. Unter anderem wurde MIDI 2000 vorgeschlagen, welches das MIDI-Protokoll erweitert und in einen Stereo-[[S/PDIF]]-Datenstrom übersetzt und damit die Bandbreite praktisch um den Faktor 100 anhebt. Zum damaligen Zeitpunkt um die Jahrtausendwende waren bereits etliche Studiogeräte und Klangerzeuger mit S/PDIF ausgerüstet - auch Soundkarten mit S/PDIF-Ausgang waren schon lange verfügbar. Die Übertragung kann direkt in den Audiodaten erfolgen <ref>[http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm MIDI via S/PDIF] </ref> oder verpackt in Form von S/PDIF-Daten über Ethernet. <ref>[https://www.gearslutz.com/board/music-computers/697050-midi-over-spdif-without-es-4-a.html ES 4 MIDI Ethernet] </ref> Es blieb jedoch letztlich bei proprietären Applikationen, da sich von der PC-Seite her, [[USB]] 1.0 begann, durchzusetzen. Lediglich eine Firma weltweit bietet mit dem Gerät ES-4 einen S/PDIF-basierten MIDI-Übertragungsweg an.<br />
<br />
=== Sonstige ===<br />
Für Sonderapplikationen gibt es eine Spezifikation für das Senden von MIDI über AES3 oder MADI.<br />
<br />
=== MIDI HD ===<br />
Seit 2005 berät sich das MIDI-Komitee über einen offiziellen Nachfolger der MIDI-Spezifikation<ref>[http://www.midi.org/aboutus/news/hd.php MIDI Manufacturers Investigate HD Protocol]</ref>.<br />
<br />
Im Jahre 2020 wurde dann schließlich die neue Spezifikation MIDI 2.0 vorgestellt.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
=== Artikel auf Mikrocontroller ===<br />
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]<br />
<br />
=== Beiträge auf Mikrocontroller ===<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI Platinenselbstbau]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/295657 Eigenbau MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/323354 MIDI mit BASCOM und AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/330669 MIDI Orgel Schieberegister]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI-Platine Eigenbau]<br />
<br />
== Referenzen ==<br />
<references/><br />
<br />
== externe Links ins Web ==<br />
* [http://educypedia.karadimov.info/library/The_MIDI_Specification.pdf Frei einsehbare MIDI Spec]<br />
* [http://www.zem-college.de/midi/mc_form.htm MIDI College]<br />
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI in der Wikipedia]<br />
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI mit vielen Projekten] <br />
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]<br />
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]<br />
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]<br />
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - high speed MIDI over S/PDIF]<br />
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGA Evalboard mit Audio MIDI IO]<br />
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]<br />
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]<br />
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]<br />
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]<br />
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de - viele DIY MIDI Projekte]<br />
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]<br />
* [http://home.snafu.de/sicpaul/midi/midi0a.htm MIDI Lexicon]<br />
* [http://unseretollepage.de/hosted/midiguide/index.html MIDI Guide]<br />
<br />
[[Kategorie:Audio]]<br />
[[Kategorie:Datenübertragung]]</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=MIDI&diff=102270MIDI2020-07-22T03:29:38Z<p>Technick2: /* Erweiterungen */ Sonderformen und zeitlich geordnet</p>
<hr />
<div>MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein zu Beginn der 1980er Jahre erfundenes Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. und auch dem Computer. Zu Beginn war es für die Steuerung von monophonen Synthesizern erdacht worden, entwickelte sich dann aber weiter zum Standard für elektronische Musikinstrumente. Es ist in praktisch allen elektronischen Klangerzeugern verfügbar und wird sogar zur Steuerung von Mischpulten eingesetzt. Einige Computerspiele nutzten MIDI in den späten 1980ern, um sich zu vernetzen, weil sie noch keine serielle Schnittstelle hatten. Siehe das Programm MIDI-MAZE.<br />
<br />
== Prokotoll ==<br />
Das Protokoll ist von der verwendeteten physikalischen Verbindung abhängig. In der ursprünglichen Version werden die Daten [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] über eine Stromschleife mit 5&nbsp;mA übertragen. Zur Vermeidung von Masseschleifen ist die Empfängerseite durch einen Hochgeschwindigkeits-[[Optokoppler]] (z.B. H11L1, 6N138) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll kann damit von allen gängigen [[UART]]s eines PC generiert werden.<br />
<br />
== Hardware ==<br />
Die Hardware-Spezifikation ist frei verfügbar<ref name="ElSpec">[https://www.midi.org/specifications/item/midi-din-electrical-specification MIDI DIN Electrical Specification]</ref>; die eigentliche MIDI-Spezifikation inzwischen auch<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/the-midi-1-0-specification The Complete MIDI 1.0 Detailed Specification]</ref>.<br />
<br />
=== Stecker ===<br />
==== DIN ====<br />
MIDI benutzt standardmäßige 5-polige DIN-Stecker, bei denen drei Pins belegt sind. Pins 4 und 5 übertragen das Signal, als Hin- und Rückleitung der Stromschleife; Pin 2 dient nur zur Abschirmung des Kabels. Es wird empfohlen, diese nicht dazu zu nutzen, die Massen der Geräte zu koppeln<br />
==== Klinke ====<br />
Später wurde auch eine SPEC für den 2.5 und auch den 3.5mm Klinkenstecker eingeführt, um den flachen Geräten gerecht zu werden. Dabei werden wieder 2 Kontakte verknüpft und die dritte dient als Abschirmung.<br />
<br />
=== Beschaltung ===<br />
==== Sender ====<br />
Im Ruhezustand ist Pin 5 beim Sender offen, was als logisch "1" gilt; zur Erzeugung einer logischen "0" muss er Pin 5 auf Masse schalten:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Sender.svg]]<br />
<br />
Die Widerstände begrenzen den Strom, sowohl für den normalen Betrieb, als auch im Falle eines Kurzschlusses (in diesem Fall muss R2 gut 100 mA vertragen - bei o.g. Dimensionierung etwa 75mA/250mW). Wenn nur eine 5V-Spannungsversorgung zur Verfügung steht, müssen R1 und R2 durch jeweils 220 Ω ersetzt werden.<br />
<br />
Wenn der TXD-Pin des Mikrocontrollers nicht als Open-Drain konfiguriert werden kann, müssen die I/O-Spannung des Mikrocontrollers und die Versorgungsspannung an R2 übereinstimmen. Wenn der TXD-Pin die gut 5 mA Strom nicht verträgt, muss das Signal durch einen Puffer (z.B. 74AHC1G07 oder -125) zwischen TXD und R1 verstärkt werden.<br />
<br />
==== Empfänger ====<br />
Der Empfänger muss den Strom, der zwischen Pins 4 und 5 fließt, auswerten. Zur Vermeidung eine Masseschleife darf Pin 2 nicht direkt mit der Masse des Empfängers verbunden werden:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger.svg]]<br />
<br />
VCC ist 3,3 V oder 5 V, R1 dient zur Strombegrenzung, D1 schützt die LED des Optokopplers vor einer zu hohen Rückwärtsspannung. <br />
<br />
Andere häufig verwendete Optokoppler sind 6N137 oder 6N138, die allerdings eine<br />
Versorgungsspannung von 5 V voraussetzen:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger-6N137.svg]] [[Bild:MIDI-Empfänger-6N138.svg]] <br />
<br />
Zur Verbesserung der EMI/EMC-Eigenschaften kann es notwendig sein, zusätzliche<br />
Kondensatoren und Filter einzusetzen.<ref name="ElSpec"/><br />
<br />
== Probleme ==<br />
=== Auflösung ===<br />
MIDI wurde ursprünglich im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich das Senden von 7-Bit-breiten Controllerwerten auf vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur sehr grob eingestellt- und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Um dem abzuhelfen, werden die empfangenen Controllerwerte im Endgerät meistens geglättet, was aber zu weiteren Problemen führt. Für einige wenige Controller wurden zudem Erweiterungen auf 14 Bits eingeführt.<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/table-3-control-change-messages-data-bytes-2 Control Change Messages]</ref><br />
<br />
MIDI 2.0 bringt nun Controller-Auflösungen bis 16Bit.<br />
<br />
=== Geschwindigkeit ===<br />
Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die ca. 31 kHz der physikalischen Schnittstelle nach wie vor nicht geeignet, um viele Kanäle zu bedienen und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie z.B. einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben:<br />
<br />
Ein MIDI-Ereignis benötigt mindestens 2 Bytes, wodurch 8 Finger auch ohne irgendwelche zusätzlichen Controllerwerte bereits 16 MIDI-Bytes erzeugen, was zu einer ungewollten Latenz von 6 ms für den letzen Wert gegenüber dem ersten führt. Mit kombinierten Controllerwerten zur Einstellung der Stimme inklusive "NOTE ON", "VELOCITY", "TUNING" etc, sind bei 10 Fingern bis zu 80 MIDI-Bytes zu übertragen, was etwa 30ms entspräche. Durch die verschieden langen Nachrichten kann es daher zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]] kommen. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit im Zusammenhang mit realer MIDI-Hardware nur sehr eingeschränkt und nur alleine verwendbar.<br />
<br />
Ein solcher Controller kann typisch etwa 500 Nachrichten in der Sekunde senden und damit das Anblasen einer Flöte in den ersten 50 ms mit etwa 16 Stützstellen auflösen. Für eine solche Bandbreite ist das USB-Protokoll ausreichend, allerdings besteht hier öfters das Problem der Anfangslatenz:<br />
<br />
=== Latenz ===<br />
Das USB-Protokoll, welches immer häufiger zur Anwendung kommt, bietet zwar eine mehr als ausreichende Bandbreite, jedoch wird dies von nur wenigen älteren Klangerzeugern unterstützt. Lediglich Softwaresampler und andere PC-basierte Systeme wie SW-Synthesizer und moderne Klanggeräte sind damit zu steuern. Hierbei wirkt sich aber die PC-typische Latenz des Betriebssystems sehr negativ aus. Ein tatsächlicher Echtzeitbetrieb ist mit keinem derzeit auf dem Markt verfügbaren Gerät möglich, daher haben moderne Geräte meistens beide Optionen: Klassisches MIDI und USB-MIDI.<br />
<br />
== Erweiterungen ==<br />
Statt des MIDI-Transports über die klassische serielle Verbindung mit Stand 1982 sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI über USB oder Ethernet. Transportmethoden wie Parallelport (EPP) oder S/PDIF wurden ebenfalls realisiert, konnten sich aber aufgrund mangelnder Kompatibilität nicht durchsetzen bzw. sind technisch überholt oder werden nur in Nischen oder Sonderanwendungen verwendet. Bei Geräten, die normalerweise nicht live eingesetzt werden, sondern an einen PC angeschlossen werden, hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt.<br />
<br />
=== MIDI über USB ===<br />
USB erlaubt höhere Bandbreiten, bei SuperSpeed bis zu 5 GBit/s. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch mit Full Speed (12 MBit/s) oder High Speed (480 MBit/s). Auch moderne Geräte arbeiten meistens mit USB 2.0. Dies liegt oft an der noch größeren Latenz des USB 3.0, das auch Bandbreite ausgelegt ist. In der Praxis ist die Bandbreite durch den sendenden Mikrocontroller (Master-Keyboard) und dessen Software, oder den Pendants im Endgerät, bzw der PC-Infrastruktur begrenzt; üblich sind ca. 100 kBit/s. Die Latenzen liegen zwischen 15ms und bis über 150ms, abhängig von der Paketgröße und den verwendeten Chips.<br />
<br />
Das USB-MIDI-Protokoll<ref>[http://www.usb.org/developers/docs/devclass_docs/midi10.pdf USB MIDI Devices 1.0] (PDF)</ref><br />
ist mit dem 'normalen' USB-Serial-Protokoll (CDC) nicht kompatibel; deshalb ist es nicht möglich, USB-seriell-Konverter-Chips unverändert und ohne zusätzliche Treiber für MIDI zu verwenden. Es existiert aber eine Spezifikation zu class compliant devices, an die sich die meisten Hersteller inzwischen halten.<br />
<br />
=== MIDI over Audio ===<br />
Um die limitierte Bandbreite bei MIDI zu überwinden, wurde schon in den 80ern vorgeschlagen, den MIDI-Datenstrom über Audiokanäle zu senden, um die dort vorhandene Infrastruktur für das Senden und Speichern zu nutzen. Da die MIDI-Bandbreite jedoch wegen der ca. 30kHz rund 100kHz beträgt, müssten 4 Audiokanäle belegt werden, was zum damaligen Zeitpunkt wegen der kaum verbreiteten 4-Kanal / bzw. Surround-Technik nicht für die Breite Masse der Nutzer einsetzbar war. Vereinzelt gelang es, ähnlich wie bei der Datasette im Computerbereich eine Speicherung vorzunehmen, indem eine erhöhte Bandbreite des Signals zusammen mit einer Kompression benutzt wurde. Später wurde Ähnliches mit den 48kHz-Digital-DAT-Recordern probiert, konnte sich aber nicht durchsetzen, weil die meisten Musiker noch analog aufzeichneten.<br />
<br />
=== MIDI über FireWire ===<br />
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde 1999 das sogenannte Music-LAN definiert, welches auf FireWire basiert und vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte. Einige Teile des Protokolls wurden veröffenlicht und standardisiert<ref>[https://webstore.iec.ch/publication/6069 Consumer audio/video equipment - Digital interface - Part 6: Audio and music data transmission protocol]</ref>, vollständige Interoperabilität ist damit aber nicht möglich.<br />
<br />
Da keine Möglichkeit zum Aushandeln einer höheren Geschwindigkeit definiert ist, ist die Bandbreite auf die normalen 3125 Bytes/s begrenzt<ref>[http://www.midi.org/techspecs/rp27v10spec(1394).pdf MIDI Media Adaptation Layer for IEEE-1394] (PDF)</ref>.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet/WLAN: RTP-MIDI ===<br />
Das Real-time Transport Protocol, das auf normalen UDP-Paketen basiert, hat auch die Möglichkeit, MIDI zu übertragen<ref>[http://www.midi.org/aboutmidi/rtpmidi.php About RTP-MIDI]</ref><ref>[https://tools.ietf.org/html/rfc6295 RFC 6295: RTP Payload Format for MIDI]</ref>.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet: AVB ===<br />
IEEE-1722 (Audio/Video Bridging) definiert ein Protokoll zur Übertragung von Multimedia-Information. Dabei ist es notwendig, dass alle beteiligten Netzwerk-Karten und Switches/Router AVB in Hardware unterstützen. AVB verwendet die gleichen Datenformate wie FireWire und hat die gleichen Einschränkungen.<br />
<br />
=== Serial wire MIDI ===<br />
Mit Aufkommen der PCs gab es mehrere Ansätze, die COM-Schnittstelle für schnellere MIDI-Kommunikation zu nutzen. Mitte der 90er waren PC-UARTs mit typisch 115kbps, später auch 230kbps verfügbar. Diese wurden von Anwendern mittels proprietärer Software genutzt oder von Herstellern in einzelne Geräte integriert. Sehr bekannt sind die z.T. heute noch existierenden "TO HOST" Interfaces, die meist über MINI-DIN-Stecker erreichbar waren. Die Kommunikation erfolgte über einen eigenen Treiber. Es existierten Versionen mit RS 422 - interface <ref>[https://www.soundonsound.com/forum/viewtopic.php?f=23&t=73105&p=699550&hilit= 'to host' Interface auf SoundonSound]</ref> oder mit einer PS/2 Buchse. <ref>[http://www.korgforums.com/forum/phpBB2/viewtopic.php?t=45636&sid=f1ef3eead8d9c2c71abc128297951446 Korg Forum "to host interface"]</ref><br />
<br />
=== Parallel-Port-MIDI ===<br />
Ein Abkömmling des seriellen MIDIs sind Parallelport-Anwendungen, die aber nur bei einzelnen Geräten üblich waren. Oft wurden Mehrfach-MIDI-Controller mit einem Parallelport-Anschluss versehen, um die Datenrate für gleich mehrere MIDI-Geräte (in der Regel 8, seltener 16) bereitstellen zu können. Die ersten Geräte von M-Audio, MIDI-MAN und MOTU arbeiten auf diese Weise. Obwohl die Bandbreite praktisch verzehnfacht wurde, blieb es nur bei der Nutzung zwischen PCs und herstellerspezifischen Geräten. Die Protokolle sind untereinander meist nicht kompatibel. Bis Mitte der 2000er Jahre war dies die am meisten verbreitete Form der MIDI-Verschaltung in semiprofessionellen Studios, weil diese Geräte auch selbständig MIDI-Geräte untereinander verschalten konnten und eine MIDI-Matrix anboten. Später wurden diese Geräte durch USB-Versionen ersetzt, auch weil bei vielen PCs der Parallelport wegfiel.<br />
<br />
=== MIDI over S/PDIF ===<br />
Von unterschiedlichen Seiten wurde probiert, die limitierte Entfernung von MIDI-Verbindungen (meist 5m und weniger) durch Übersetzung auf alternative Protokolle zu vergrößern und die Verbindung auch störstabiler zu bekommen. Unter anderem wurde MIDI 2000 vorgeschlagen, welches das MIDI-Protokoll erweitert und in einen Stereo-[[S/PDIF]]-Datenstrom übersetzt und damit die Bandbreite praktisch um den Faktor 100 anhebt. Zum damaligen Zeitpunkt um die Jahrtausendwende waren bereits etliche Studiogeräte und Klangerzeuger mit S/PDIF ausgerüstet - auch Soundkarten mit S/PDIF-Ausgang waren schon lange verfügbar. Die Übertragung kann direkt in den Audiodaten erfolgen <ref>[http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm MIDI via S/PDIF] </ref> oder verpackt in Form von S/PDIF-Daten über Ethernet. <ref>[https://www.gearslutz.com/board/music-computers/697050-midi-over-spdif-without-es-4-a.html ES 4 MIDI Ethernet] </ref> Es blieb jedoch letztlich bei proprietären Applikationen, da sich von der PC-Seite her, [[USB]] 1.0 begann, durchzusetzen. Lediglich eine Firma weltweit bietet mit dem Gerät ES-4 einen S/PDIF-basierten MIDI-Übertragungsweg an.<br />
<br />
=== Sonstige ===<br />
Für Sonderapplikationen gibt es eine Spezifikation für das Senden von MIDI über AES3 oder MADI.<br />
<br />
=== MIDI HD ===<br />
Seit 2005 berät sich das MIDI-Komitee über einen offiziellen Nachfolger der MIDI-Spezifikation<ref>[http://www.midi.org/aboutus/news/hd.php MIDI Manufacturers Investigate HD Protocol]</ref>.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
=== Artikel auf Mikrocontroller ===<br />
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]<br />
<br />
=== Beiträge auf Mikrocontroller ===<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI Platinenselbstbau]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/295657 Eigenbau MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/323354 MIDI mit BASCOM und AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/330669 MIDI Orgel Schieberegister]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI-Platine Eigenbau]<br />
<br />
== Referenzen ==<br />
<references/><br />
<br />
== externe Links ins Web ==<br />
* [http://educypedia.karadimov.info/library/The_MIDI_Specification.pdf Frei einsehbare MIDI Spec]<br />
* [http://www.zem-college.de/midi/mc_form.htm MIDI College]<br />
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI in der Wikipedia]<br />
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI mit vielen Projekten] <br />
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]<br />
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]<br />
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]<br />
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - high speed MIDI over S/PDIF]<br />
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGA Evalboard mit Audio MIDI IO]<br />
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]<br />
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]<br />
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]<br />
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]<br />
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de - viele DIY MIDI Projekte]<br />
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]<br />
* [http://home.snafu.de/sicpaul/midi/midi0a.htm MIDI Lexicon]<br />
* [http://unseretollepage.de/hosted/midiguide/index.html MIDI Guide]<br />
<br />
[[Kategorie:Audio]]<br />
[[Kategorie:Datenübertragung]]</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=MIDI&diff=102269MIDI2020-07-22T03:24:09Z<p>Technick2: /* Erweiterungen */</p>
<hr />
<div>MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein zu Beginn der 1980er Jahre erfundenes Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. und auch dem Computer. Zu Beginn war es für die Steuerung von monophonen Synthesizern erdacht worden, entwickelte sich dann aber weiter zum Standard für elektronische Musikinstrumente. Es ist in praktisch allen elektronischen Klangerzeugern verfügbar und wird sogar zur Steuerung von Mischpulten eingesetzt. Einige Computerspiele nutzten MIDI in den späten 1980ern, um sich zu vernetzen, weil sie noch keine serielle Schnittstelle hatten. Siehe das Programm MIDI-MAZE.<br />
<br />
== Prokotoll ==<br />
Das Protokoll ist von der verwendeteten physikalischen Verbindung abhängig. In der ursprünglichen Version werden die Daten [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] über eine Stromschleife mit 5&nbsp;mA übertragen. Zur Vermeidung von Masseschleifen ist die Empfängerseite durch einen Hochgeschwindigkeits-[[Optokoppler]] (z.B. H11L1, 6N138) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll kann damit von allen gängigen [[UART]]s eines PC generiert werden.<br />
<br />
== Hardware ==<br />
Die Hardware-Spezifikation ist frei verfügbar<ref name="ElSpec">[https://www.midi.org/specifications/item/midi-din-electrical-specification MIDI DIN Electrical Specification]</ref>; die eigentliche MIDI-Spezifikation inzwischen auch<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/the-midi-1-0-specification The Complete MIDI 1.0 Detailed Specification]</ref>.<br />
<br />
=== Stecker ===<br />
==== DIN ====<br />
MIDI benutzt standardmäßige 5-polige DIN-Stecker, bei denen drei Pins belegt sind. Pins 4 und 5 übertragen das Signal, als Hin- und Rückleitung der Stromschleife; Pin 2 dient nur zur Abschirmung des Kabels. Es wird empfohlen, diese nicht dazu zu nutzen, die Massen der Geräte zu koppeln<br />
==== Klinke ====<br />
Später wurde auch eine SPEC für den 2.5 und auch den 3.5mm Klinkenstecker eingeführt, um den flachen Geräten gerecht zu werden. Dabei werden wieder 2 Kontakte verknüpft und die dritte dient als Abschirmung.<br />
<br />
=== Beschaltung ===<br />
==== Sender ====<br />
Im Ruhezustand ist Pin 5 beim Sender offen, was als logisch "1" gilt; zur Erzeugung einer logischen "0" muss er Pin 5 auf Masse schalten:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Sender.svg]]<br />
<br />
Die Widerstände begrenzen den Strom, sowohl für den normalen Betrieb, als auch im Falle eines Kurzschlusses (in diesem Fall muss R2 gut 100 mA vertragen - bei o.g. Dimensionierung etwa 75mA/250mW). Wenn nur eine 5V-Spannungsversorgung zur Verfügung steht, müssen R1 und R2 durch jeweils 220 Ω ersetzt werden.<br />
<br />
Wenn der TXD-Pin des Mikrocontrollers nicht als Open-Drain konfiguriert werden kann, müssen die I/O-Spannung des Mikrocontrollers und die Versorgungsspannung an R2 übereinstimmen. Wenn der TXD-Pin die gut 5 mA Strom nicht verträgt, muss das Signal durch einen Puffer (z.B. 74AHC1G07 oder -125) zwischen TXD und R1 verstärkt werden.<br />
<br />
==== Empfänger ====<br />
Der Empfänger muss den Strom, der zwischen Pins 4 und 5 fließt, auswerten. Zur Vermeidung eine Masseschleife darf Pin 2 nicht direkt mit der Masse des Empfängers verbunden werden:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger.svg]]<br />
<br />
VCC ist 3,3 V oder 5 V, R1 dient zur Strombegrenzung, D1 schützt die LED des Optokopplers vor einer zu hohen Rückwärtsspannung. <br />
<br />
Andere häufig verwendete Optokoppler sind 6N137 oder 6N138, die allerdings eine<br />
Versorgungsspannung von 5 V voraussetzen:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger-6N137.svg]] [[Bild:MIDI-Empfänger-6N138.svg]] <br />
<br />
Zur Verbesserung der EMI/EMC-Eigenschaften kann es notwendig sein, zusätzliche<br />
Kondensatoren und Filter einzusetzen.<ref name="ElSpec"/><br />
<br />
== Probleme ==<br />
=== Auflösung ===<br />
MIDI wurde ursprünglich im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich das Senden von 7-Bit-breiten Controllerwerten auf vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur sehr grob eingestellt- und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Um dem abzuhelfen, werden die empfangenen Controllerwerte im Endgerät meistens geglättet, was aber zu weiteren Problemen führt. Für einige wenige Controller wurden zudem Erweiterungen auf 14 Bits eingeführt.<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/table-3-control-change-messages-data-bytes-2 Control Change Messages]</ref><br />
<br />
MIDI 2.0 bringt nun Controller-Auflösungen bis 16Bit.<br />
<br />
=== Geschwindigkeit ===<br />
Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die ca. 31 kHz der physikalischen Schnittstelle nach wie vor nicht geeignet, um viele Kanäle zu bedienen und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie z.B. einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben:<br />
<br />
Ein MIDI-Ereignis benötigt mindestens 2 Bytes, wodurch 8 Finger auch ohne irgendwelche zusätzlichen Controllerwerte bereits 16 MIDI-Bytes erzeugen, was zu einer ungewollten Latenz von 6 ms für den letzen Wert gegenüber dem ersten führt. Mit kombinierten Controllerwerten zur Einstellung der Stimme inklusive "NOTE ON", "VELOCITY", "TUNING" etc, sind bei 10 Fingern bis zu 80 MIDI-Bytes zu übertragen, was etwa 30ms entspräche. Durch die verschieden langen Nachrichten kann es daher zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]] kommen. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit im Zusammenhang mit realer MIDI-Hardware nur sehr eingeschränkt und nur alleine verwendbar.<br />
<br />
Ein solcher Controller kann typisch etwa 500 Nachrichten in der Sekunde senden und damit das Anblasen einer Flöte in den ersten 50 ms mit etwa 16 Stützstellen auflösen. Für eine solche Bandbreite ist das USB-Protokoll ausreichend, allerdings besteht hier öfters das Problem der Anfangslatenz:<br />
<br />
=== Latenz ===<br />
Das USB-Protokoll, welches immer häufiger zur Anwendung kommt, bietet zwar eine mehr als ausreichende Bandbreite, jedoch wird dies von nur wenigen älteren Klangerzeugern unterstützt. Lediglich Softwaresampler und andere PC-basierte Systeme wie SW-Synthesizer und moderne Klanggeräte sind damit zu steuern. Hierbei wirkt sich aber die PC-typische Latenz des Betriebssystems sehr negativ aus. Ein tatsächlicher Echtzeitbetrieb ist mit keinem derzeit auf dem Markt verfügbaren Gerät möglich, daher haben moderne Geräte meistens beide Optionen: Klassisches MIDI und USB-MIDI.<br />
<br />
== Erweiterungen ==<br />
Statt des MIDI-Transports über die klassische serielle Verbindung mit Stand 1982 sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI über USB oder Ethernet. Transportmethoden wie Parallelport (EPP) oder S/PDIF wurden ebenfalls realisiert, konnten sich aber aufgrund mangelnder Kompatibilität nicht durchsetzen bzw. sind technisch überholt oder werden nur in Nischen oder Sonderanwendungen verwendet. Bei Geräten, die normalerweise nicht live eingesetzt werden, sondern an einen PC angeschlossen werden, hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt.<br />
<br />
=== MIDI über USB ===<br />
USB erlaubt höhere Bandbreiten, bei SuperSpeed bis zu 5 GBit/s. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch mit Full Speed (12 MBit/s) oder High Speed (480 MBit/s). Auch moderne Geräte arbeiten meistens mit USB 2.0. Dies liegt oft an der noch größeren Latenz des USB 3.0, das auch Bandbreite ausgelegt ist. In der Praxis ist die Bandbreite durch den sendenden Mikrocontroller (Master-Keyboard) und dessen Software, oder den Pendants im Endgerät, bzw der PC-Infrastruktur begrenzt; üblich sind ca. 100 kBit/s. Die Latenzen liegen zwischen 15ms und bis über 150ms, abhängig von der Paketgröße und den verwendeten Chips.<br />
<br />
Das USB-MIDI-Protokoll<ref>[http://www.usb.org/developers/docs/devclass_docs/midi10.pdf USB MIDI Devices 1.0] (PDF)</ref><br />
ist mit dem 'normalen' USB-Serial-Protokoll (CDC) nicht kompatibel; deshalb ist es nicht möglich, USB-seriell-Konverter-Chips unverändert und ohne zusätzliche Treiber für MIDI zu verwenden. Es existiert aber eine Spezifikation zu class compliant devices, an die sich die meisten Hersteller inzwischen halten.<br />
<br />
=== MIDI über FireWire ===<br />
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde 1999 das sogenannte Music-LAN definiert, welches auf FireWire basiert und vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte. Einige Teile des Protokolls wurden veröffenlicht und standardisiert<ref>[https://webstore.iec.ch/publication/6069 Consumer audio/video equipment - Digital interface - Part 6: Audio and music data transmission protocol]</ref>, vollständige Interoperabilität ist damit aber nicht möglich.<br />
<br />
Da keine Möglichkeit zum Aushandeln einer höheren Geschwindigkeit definiert ist, ist die Bandbreite auf die normalen 3125 Bytes/s begrenzt<ref>[http://www.midi.org/techspecs/rp27v10spec(1394).pdf MIDI Media Adaptation Layer for IEEE-1394] (PDF)</ref>.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet/WLAN: RTP-MIDI ===<br />
Das Real-time Transport Protocol, das auf normalen UDP-Paketen basiert, hat auch die Möglichkeit, MIDI zu übertragen<ref>[http://www.midi.org/aboutmidi/rtpmidi.php About RTP-MIDI]</ref><ref>[https://tools.ietf.org/html/rfc6295 RFC 6295: RTP Payload Format for MIDI]</ref>.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet: AVB ===<br />
IEEE-1722 (Audio/Video Bridging) definiert ein Protokoll zur Übertragung von Multimedia-Information. Dabei ist es notwendig, dass alle beteiligten Netzwerk-Karten und Switches/Router AVB in Hardware unterstützen. AVB verwendet die gleichen Datenformate wie FireWire und hat die gleichen Einschränkungen.<br />
<br />
=== Serial wire MIDI ===<br />
Mit Aufkommen der PCs gab es mehrere Ansätze, die COM-Schnittstelle für schnellere MIDI-Kommunikation zu nutzen. Mitte der 90er waren PC-UARTs mit typisch 115kbps, später auch 230kbps verfügbar. Diese wurden von Anwendern mittels proprietärer Software genutzt oder von Herstellern in einzelne Geräte integriert. Sehr bekannt sind die z.T. heute noch existierenden "TO HOST" Interfaces, die meist über MINI-DIN-Stecker erreichbar waren. Die Kommunikation erfolgte über einen eigenen Treiber. Es existierten Versionen mit RS 422 - interface <ref>[https://www.soundonsound.com/forum/viewtopic.php?f=23&t=73105&p=699550&hilit= 'to host' Interface auf SoundonSound]</ref> oder mit einer PS/2 Buchse. <ref>[http://www.korgforums.com/forum/phpBB2/viewtopic.php?t=45636&sid=f1ef3eead8d9c2c71abc128297951446 Korg Forum "to host interface"]</ref><br />
<br />
=== Parallel-Port-MIDI ===<br />
Ein Abkömmling des seriellen MIDIs sind Parallelport-Anwendungen, die aber nur bei einzelnen Geräten üblich waren. Oft wurden Mehrfach-MIDI-Controller mit einem Parallelport-Anschluss versehen, um die Datenrate für gleich mehrere MIDI-Geräte (in der Regel 8, seltener 16) bereitstellen zu können. Die ersten Geräte von M-Audio, MIDI-MAN und MOTU arbeiten auf diese Weise. Obwohl die Bandbreite praktisch verzehnfacht wurde, blieb es nur bei der Nutzung zwischen PCs und herstellerspezifischen Geräten. Die Protokolle sind untereinander meist nicht kompatibel. Bis Mitte der 2000er Jahre war dies die am meisten verbreitete Form der MIDI-Verschaltung in semiprofessionellen Studios, weil diese Geräte auch selbständig MIDI-Geräte untereinander verschalten konnten und eine MIDI-Matrix anboten. Später wurden diese Geräte durch USB-Versionen ersetzt, auch weil bei vielen PCs der Parallelport wegfiel.<br />
<br />
=== MIDI over S/PDIF ===<br />
Von unterschiedlichen Seiten wurde probiert, die limitierte Entfernung von MIDI-Verbindungen (meist 5m und weniger) durch Übersetzung auf alternative Protokolle zu vergrößern und die Verbindung auch störstabiler zu bekommen. Unter anderem wurde MIDI 2000 vorgeschlagen, welches das MIDI-Protokoll erweitert und in einen Stereo-[[S/PDIF]]-Datenstrom übersetzt und damit die Bandbreite praktisch um den Faktor 100 anhebt. Zum damaligen Zeitpunkt um die Jahrtausendwende waren bereits etliche Studiogeräte und Klangerzeuger mit S/PDIF ausgerüstet - auch Soundkarten mit S/PDIF-Ausgang waren verfügbar. Es blieb jedoch letztlich bei proprietären Applikationen, da sich von der PC-Seite her, [[USB]] 1.0 begann, durchzusetzen. Lediglich eine Firma weltweit bietet mit dem Gerät ES-4 einen S/PDIF-basierten MIDI-Übertragungsweg an.<br />
<br />
=== MIDI over Audio ===<br />
Um die limitierte Bandbreite bei MIDI zu überwinden, wurde schon in den 80ern vorgeschlagen, den MIDI-Datenstrom über Audiokanäle zu senden, um die dort vorhandene Infrastruktur für das Senden und Speichern zu nutzen. Da die MIDI-Bandbreite jedoch wegen der ca. 30kHz rund 100kHz beträgt, müssten 4 Audiokanäle belegt werden, was zum damaligen Zeitpunkt wegen der kaum verbreiteten 4-Kanal / bzw. Surround-Technik nicht für die Breite Masse der Nutzer einsetzbar war. Vereinzelt gelang es, ähnlich wie bei der Datasette im Computerbereich eine Speicherung vorzunehmen, indem eine erhöhte Bandbreite des Signals zusammen mit einer Kompression benutzt wurde. Später wurde Ähnliches mit den 48kHz-Digital-DAT-Recordern probiert, konnte sich aber nicht durchsetzen, weil die meisten Musiker noch analog aufzeichneten.<br />
<br />
=== Sonstige ===<br />
Für Sonderapplikationen gibt es eine Spezifikation für das Senden von MIDI über AES3 oder MADI.<br />
<br />
=== MIDI HD ===<br />
Seit 2005 berät sich das MIDI-Komitee über einen offiziellen Nachfolger der MIDI-Spezifikation<ref>[http://www.midi.org/aboutus/news/hd.php MIDI Manufacturers Investigate HD Protocol]</ref>.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
=== Artikel auf Mikrocontroller ===<br />
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]<br />
<br />
=== Beiträge auf Mikrocontroller ===<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI Platinenselbstbau]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/295657 Eigenbau MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/323354 MIDI mit BASCOM und AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/330669 MIDI Orgel Schieberegister]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI-Platine Eigenbau]<br />
<br />
== Referenzen ==<br />
<references/><br />
<br />
== externe Links ins Web ==<br />
* [http://educypedia.karadimov.info/library/The_MIDI_Specification.pdf Frei einsehbare MIDI Spec]<br />
* [http://www.zem-college.de/midi/mc_form.htm MIDI College]<br />
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI in der Wikipedia]<br />
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI mit vielen Projekten] <br />
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]<br />
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]<br />
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]<br />
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - high speed MIDI over S/PDIF]<br />
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGA Evalboard mit Audio MIDI IO]<br />
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]<br />
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]<br />
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]<br />
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]<br />
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de - viele DIY MIDI Projekte]<br />
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]<br />
* [http://home.snafu.de/sicpaul/midi/midi0a.htm MIDI Lexicon]<br />
* [http://unseretollepage.de/hosted/midiguide/index.html MIDI Guide]<br />
<br />
[[Kategorie:Audio]]<br />
[[Kategorie:Datenübertragung]]</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=MIDI&diff=102268MIDI2020-07-22T03:14:12Z<p>Technick2: </p>
<hr />
<div>MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein zu Beginn der 1980er Jahre erfundenes Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. und auch dem Computer. Zu Beginn war es für die Steuerung von monophonen Synthesizern erdacht worden, entwickelte sich dann aber weiter zum Standard für elektronische Musikinstrumente. Es ist in praktisch allen elektronischen Klangerzeugern verfügbar und wird sogar zur Steuerung von Mischpulten eingesetzt. Einige Computerspiele nutzten MIDI in den späten 1980ern, um sich zu vernetzen, weil sie noch keine serielle Schnittstelle hatten. Siehe das Programm MIDI-MAZE.<br />
<br />
== Prokotoll ==<br />
Das Protokoll ist von der verwendeteten physikalischen Verbindung abhängig. In der ursprünglichen Version werden die Daten [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] über eine Stromschleife mit 5&nbsp;mA übertragen. Zur Vermeidung von Masseschleifen ist die Empfängerseite durch einen Hochgeschwindigkeits-[[Optokoppler]] (z.B. H11L1, 6N138) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll kann damit von allen gängigen [[UART]]s eines PC generiert werden.<br />
<br />
== Hardware ==<br />
Die Hardware-Spezifikation ist frei verfügbar<ref name="ElSpec">[https://www.midi.org/specifications/item/midi-din-electrical-specification MIDI DIN Electrical Specification]</ref>; die eigentliche MIDI-Spezifikation inzwischen auch<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/the-midi-1-0-specification The Complete MIDI 1.0 Detailed Specification]</ref>.<br />
<br />
=== Stecker ===<br />
==== DIN ====<br />
MIDI benutzt standardmäßige 5-polige DIN-Stecker, bei denen drei Pins belegt sind. Pins 4 und 5 übertragen das Signal, als Hin- und Rückleitung der Stromschleife; Pin 2 dient nur zur Abschirmung des Kabels. Es wird empfohlen, diese nicht dazu zu nutzen, die Massen der Geräte zu koppeln<br />
==== Klinke ====<br />
Später wurde auch eine SPEC für den 2.5 und auch den 3.5mm Klinkenstecker eingeführt, um den flachen Geräten gerecht zu werden. Dabei werden wieder 2 Kontakte verknüpft und die dritte dient als Abschirmung.<br />
<br />
=== Beschaltung ===<br />
==== Sender ====<br />
Im Ruhezustand ist Pin 5 beim Sender offen, was als logisch "1" gilt; zur Erzeugung einer logischen "0" muss er Pin 5 auf Masse schalten:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Sender.svg]]<br />
<br />
Die Widerstände begrenzen den Strom, sowohl für den normalen Betrieb, als auch im Falle eines Kurzschlusses (in diesem Fall muss R2 gut 100 mA vertragen - bei o.g. Dimensionierung etwa 75mA/250mW). Wenn nur eine 5V-Spannungsversorgung zur Verfügung steht, müssen R1 und R2 durch jeweils 220 Ω ersetzt werden.<br />
<br />
Wenn der TXD-Pin des Mikrocontrollers nicht als Open-Drain konfiguriert werden kann, müssen die I/O-Spannung des Mikrocontrollers und die Versorgungsspannung an R2 übereinstimmen. Wenn der TXD-Pin die gut 5 mA Strom nicht verträgt, muss das Signal durch einen Puffer (z.B. 74AHC1G07 oder -125) zwischen TXD und R1 verstärkt werden.<br />
<br />
==== Empfänger ====<br />
Der Empfänger muss den Strom, der zwischen Pins 4 und 5 fließt, auswerten. Zur Vermeidung eine Masseschleife darf Pin 2 nicht direkt mit der Masse des Empfängers verbunden werden:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger.svg]]<br />
<br />
VCC ist 3,3 V oder 5 V, R1 dient zur Strombegrenzung, D1 schützt die LED des Optokopplers vor einer zu hohen Rückwärtsspannung. <br />
<br />
Andere häufig verwendete Optokoppler sind 6N137 oder 6N138, die allerdings eine<br />
Versorgungsspannung von 5 V voraussetzen:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger-6N137.svg]] [[Bild:MIDI-Empfänger-6N138.svg]] <br />
<br />
Zur Verbesserung der EMI/EMC-Eigenschaften kann es notwendig sein, zusätzliche<br />
Kondensatoren und Filter einzusetzen.<ref name="ElSpec"/><br />
<br />
== Probleme ==<br />
=== Auflösung ===<br />
MIDI wurde ursprünglich im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich das Senden von 7-Bit-breiten Controllerwerten auf vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur sehr grob eingestellt- und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Um dem abzuhelfen, werden die empfangenen Controllerwerte im Endgerät meistens geglättet, was aber zu weiteren Problemen führt. Für einige wenige Controller wurden zudem Erweiterungen auf 14 Bits eingeführt.<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/table-3-control-change-messages-data-bytes-2 Control Change Messages]</ref><br />
<br />
MIDI 2.0 bringt nun Controller-Auflösungen bis 16Bit.<br />
<br />
=== Geschwindigkeit ===<br />
Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die ca. 31 kHz der physikalischen Schnittstelle nach wie vor nicht geeignet, um viele Kanäle zu bedienen und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie z.B. einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben:<br />
<br />
Ein MIDI-Ereignis benötigt mindestens 2 Bytes, wodurch 8 Finger auch ohne irgendwelche zusätzlichen Controllerwerte bereits 16 MIDI-Bytes erzeugen, was zu einer ungewollten Latenz von 6 ms für den letzen Wert gegenüber dem ersten führt. Mit kombinierten Controllerwerten zur Einstellung der Stimme inklusive "NOTE ON", "VELOCITY", "TUNING" etc, sind bei 10 Fingern bis zu 80 MIDI-Bytes zu übertragen, was etwa 30ms entspräche. Durch die verschieden langen Nachrichten kann es daher zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]] kommen. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit im Zusammenhang mit realer MIDI-Hardware nur sehr eingeschränkt und nur alleine verwendbar.<br />
<br />
Ein solcher Controller kann typisch etwa 500 Nachrichten in der Sekunde senden und damit das Anblasen einer Flöte in den ersten 50 ms mit etwa 16 Stützstellen auflösen. Für eine solche Bandbreite ist das USB-Protokoll ausreichend, allerdings besteht hier öfters das Problem der Anfangslatenz:<br />
<br />
=== Latenz ===<br />
Das USB-Protokoll, welches immer häufiger zur Anwendung kommt, bietet zwar eine mehr als ausreichende Bandbreite, jedoch wird dies von nur wenigen älteren Klangerzeugern unterstützt. Lediglich Softwaresampler und andere PC-basierte Systeme wie SW-Synthesizer und moderne Klanggeräte sind damit zu steuern. Hierbei wirkt sich aber die PC-typische Latenz des Betriebssystems sehr negativ aus. Ein tatsächlicher Echtzeitbetrieb ist mit keinem derzeit auf dem Markt verfügbaren Gerät möglich, daher haben moderne Geräte meistens beide Optionen: Klassisches MIDI und USB-MIDI.<br />
<br />
== Erweiterungen ==<br />
Statt des MIDI-Transports über die klassische serielle Verbindung mit Stand 1982 sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI über USB oder Ethernet. Transportmethoden wie Parallelport (EPP) oder S/PDIF wurden ebenfalls realisiert, konnten sich aber aufgrund mangelnder Kompatibilität nicht durchsetzen bzw. sind technisch überholt oder werden nur in Nischen oder Sonderanwendungen verwendet. Bei Geräten, die normalerweise nicht live eingesetzt werden, sondern an einen PC angeschlossen werden, hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt.<br />
<br />
=== MIDI über USB ===<br />
USB erlaubt höhere Bandbreiten, bei SuperSpeed bis zu 5 GBit/s. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch mit Full Speed (12 MBit/s) oder High Speed (480 MBit/s). Auch moderne Geräte arbeiten meistens mit USB 2.0. Dies liegt oft an der noch größeren Latenz des USB 3.0, das auch Bandbreite ausgelegt ist. In der Praxis ist die Bandbreite durch den sendenden Mikrocontroller (Master-Keyboard) und dessen Software, oder den Pendants im Endgerät, bzw der PC-Infrastruktur begrenzt; üblich sind ca. 100 kBit/s. Die Latenzen liegen zwischen 15ms und bis über 150ms, abhängig von der Paketgröße und den verwendeten Chips.<br />
<br />
Das USB-MIDI-Protokoll<ref>[http://www.usb.org/developers/docs/devclass_docs/midi10.pdf USB MIDI Devices 1.0] (PDF)</ref><br />
ist mit dem 'normalen' USB-Serial-Protokoll (CDC) nicht kompatibel; deshalb ist es nicht möglich, USB-seriell-Konverter-Chips unverändert und ohne zusätzliche Treiber für MIDI zu verwenden. Es existiert aber eine Spezifikation zu class compliant devices, an die sich die meisten Hersteller inzwischen halten.<br />
<br />
=== MIDI über FireWire ===<br />
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde 1999 das sogenannte Music-LAN definiert, welches auf FireWire basiert und vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte. Einige Teile des Protokolls wurden veröffenlicht und standardisiert<ref>[https://webstore.iec.ch/publication/6069 Consumer audio/video equipment - Digital interface - Part 6: Audio and music data transmission protocol]</ref>, vollständige Interoperabilität ist damit aber nicht möglich.<br />
<br />
Da keine Möglichkeit zum Aushandeln einer höheren Geschwindigkeit definiert ist, ist die Bandbreite auf die normalen 3125 Bytes/s begrenzt<ref>[http://www.midi.org/techspecs/rp27v10spec(1394).pdf MIDI Media Adaptation Layer for IEEE-1394] (PDF)</ref>.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet/WLAN: RTP-MIDI ===<br />
Das Real-time Transport Protocol, das auf normalen UDP-Paketen basiert,<br />
hat auch die Möglichkeit, MIDI zu übertragen<ref>[http://www.midi.org/aboutmidi/rtpmidi.php About RTP-MIDI]</ref><ref>[https://tools.ietf.org/html/rfc6295 RFC 6295: RTP Payload Format for MIDI]</ref>.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet: AVB ===<br />
IEEE-1722 (Audio/Video Bridging) definiert ein Protokoll zur Übertragung<br />
von Multimedia-Information. Dabei ist es notwendig, dass alle beteiligten<br />
Netzwerk-Karten und Switches/Router AVB in Hardware unterstützen.<br />
<br />
AVB verwendet die gleichen Datenformate wie FireWire und hat die gleichen<br />
Einschränkungen.<br />
<br />
=== Serial wire MIDI ===<br />
Mit Aufkommen der PCs gab es mehrere Versuche, die COM-Schnittstelle für schnellere MIDI-Kommunikation zu nutzen. Mitte der 90er waren PC-UARTs mit typisch 115k verfügbar. Diese wurden von Anwendern mittels proprietärer Software genutzt oder von Herstellern in einzelne Geräte integriert. Sehr bekannt sind die z.T. heute noch existierenden "TO HOST" Interfaces, die meist über MINI-DIN-Stecker erreichbar waren. Die Kommunikation erfolgte über einen eigenen Treiber.<br />
<br />
=== Parallel-Port-MIDI ===<br />
Ein Abkömmling des seriellen MIDIs sind Parallelportanwendungen, die aber nur bei einzelnen Geräten üblich waren. Oft wurden Mehrfach-MIDI-Controller mit einem Parallelport-Anschluss versehen, um die Datenrate für gleich mehrere MIDI-Geräte (in der Regel 8, seltener 16) bereitstellen zu können. Die ersten Geräte von M-Audio, MIDI-MAN und MOTU arbeiten auf diese Weise. Obwohl die Bandbreite praktisch verzehnfacht wurde, blieb es nur bei der Nutzung zwischen PCs und herstellerspezifischen Geräten. Die Protokolle sind meist nicht kompatibel.<br />
<br />
=== MIDI over S/PDIF ===<br />
Von unterschiedlichen Seiten wurde probiert, die limitierte Entfernung von MIDI-Verbindungen (meist 5m und weniger) durch Übersetzung auf alternative Protokolle zu vergrößern und die Verbindung auch störstabiler zu bekommen. Unter anderem wurde MIDI 2000 vorgeschlagen, welches das MIDI-Protokoll erweitert und in einen Stereo-[[S/PDIF]]-Datenstrom übersetzt und damit die Bandbreite praktisch um den Faktor 100 anhebt. Zum damaligen Zeitpunkt um die Jahrtausendwende waren bereits etliche Studiogeräte und Klangerzeuger mit S/PDIF ausgerüstet - auch Soundkarten mit S/PDIF-Ausgang waren verfügbar. Es blieb jedoch letztlich bei proprietären Applikationen, da sich von der PC-Seite her, [[USB]] 1.0 begann, durchzusetzen. Lediglich eine Firma weltweit bietet mit dem Gerät ES-4 einen S/PDIF-basierten MIDI-Übertragungsweg an.<br />
<br />
=== MIDI over Audio ===<br />
Um die limitierte Bandbreite bei MIDI zu überwinden, wurde schon in den 80ern vorgeschlagen, den MIDI-Datenstrom über Audiokanäle zu senden, um die dort vorhandene Infrastruktur für das Senden und Speichern zu nutzen. Da die MIDI-Bandbreite jedoch wegen der ca. 30kHz rund 100kHz beträgt, müssten 4 Audiokanäle belegt werden, was zum damaligen Zeitpunkt wegen der kaum verbreiteten 4-Kanal / bzw. Surround-Technik nicht für die Breite Masse der Nutzer einsetzbar war. Vereinzelt gelang es, ähnlich wie bei der Datasette im Computerbereich eine Speicherung vorzunehmen, indem eine erhöhte Bandbreite des Signals zusammen mit einer Kompression benutzt wurde. Später wurde Ähnliches mit den 48kHz-Digital-DAT-Recordern probiert, konnte sich aber nicht durchsetzen, weil die meisten Musiker noch analog aufzeichneten.<br />
<br />
=== Sonstige ===<br />
Für Sonderapplikationen gibt es eine Spezifikation für das Senden von MIDI über AES3 oder MADI.<br />
<br />
=== MIDI HD ===<br />
Seit 2005 berät sich das MIDI-Komitee über einen offiziellen Nachfolger der MIDI-Spezifikation<ref>[http://www.midi.org/aboutus/news/hd.php MIDI Manufacturers Investigate HD Protocol]</ref>.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
=== Artikel auf Mikrocontroller ===<br />
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]<br />
<br />
=== Beiträge auf Mikrocontroller ===<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI Platinenselbstbau]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/295657 Eigenbau MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/323354 MIDI mit BASCOM und AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/330669 MIDI Orgel Schieberegister]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI-Platine Eigenbau]<br />
<br />
== Referenzen ==<br />
<references/><br />
<br />
== externe Links ins Web ==<br />
* [http://educypedia.karadimov.info/library/The_MIDI_Specification.pdf Frei einsehbare MIDI Spec]<br />
* [http://www.zem-college.de/midi/mc_form.htm MIDI College]<br />
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI in der Wikipedia]<br />
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI mit vielen Projekten] <br />
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]<br />
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]<br />
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]<br />
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - high speed MIDI over S/PDIF]<br />
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGA Evalboard mit Audio MIDI IO]<br />
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]<br />
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]<br />
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]<br />
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]<br />
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de - viele DIY MIDI Projekte]<br />
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]<br />
* [http://home.snafu.de/sicpaul/midi/midi0a.htm MIDI Lexicon]<br />
* [http://unseretollepage.de/hosted/midiguide/index.html MIDI Guide]<br />
<br />
[[Kategorie:Audio]]<br />
[[Kategorie:Datenübertragung]]</div>Technick2https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=MIDI&diff=102267MIDI2020-07-22T03:02:59Z<p>Technick2: </p>
<hr />
<div>MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein zu Beginn der 1980er Jahre erfundenes Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. und auch dem Computer. Zu Beginn war es für die Steuerung von monophonen Synthesizern erdacht worden, entwickelte sich dann aber weiter zum Standard für elektronische Musikinstrumente. Es ist in praktisch allen elektronischen Klangerzeugern verfügbar und wird sogar zur Steuerung von Mischpulten eingesetzt. Einige Computerspiele nutzten MIDI in den späten 1980ern, um sich zu vernetzen, weil sie noch keine serielle Schnittstelle hatten. Siehe das Programm MIDI-MAZE.<br />
<br />
== Prokotoll ==<br />
Das Protokoll ist von der verwendeteten physikalischen Verbindung abhängig. In der ursprünglichen Version werden die Daten [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] über eine Stromschleife mit 5&nbsp;mA übertragen. Zur Vermeidung von Masseschleifen ist die Empfängerseite durch einen Hochgeschwindigkeits-[[Optokoppler]] (z.B. H11L1, 6N138) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll kann damit von allen gängigen [[UART]]s eines PC generiert werden.<br />
<br />
== Hardware ==<br />
Die Hardware-Spezifikation ist frei verfügbar<ref name="ElSpec">[https://www.midi.org/specifications/item/midi-din-electrical-specification MIDI DIN Electrical Specification]</ref>; die eigentliche MIDI-Spezifikation inzwischen auch<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/the-midi-1-0-specification The Complete MIDI 1.0 Detailed Specification]</ref>.<br />
<br />
=== Stecker ===<br />
MIDI benutzt standardmäßige 5-polige DIN-Stecker, bei denen drei Pins belegt sind. Pins 4 und 5 übertragen das Signal, als Hin- und Rückleitung der Stromschleife; Pin 2 dient nur zur Abschirmung des Kabels. Es wird empfohlen, diese nicht dazu zu nutzen, die Massen der Geräte zu koppeln<br />
<br />
=== Beschaltung ===<br />
==== Sender ====<br />
Im Ruhezustand ist Pin 5 beim Sender offen, was als logisch "1" gilt; zur Erzeugung einer logischen "0" muss er Pin 5 auf Masse schalten:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Sender.svg]]<br />
<br />
Die Widerstände begrenzen den Strom, sowohl für den normalen Betrieb, als auch im Falle eines Kurzschlusses (in diesem Fall muss R2 gut 100 mA vertragen - bei o.g. Dimensionierung etwa 75mA/250mW). Wenn nur eine 5V-Spannungsversorgung zur Verfügung steht, müssen R1 und R2 durch jeweils 220 Ω ersetzt werden.<br />
<br />
Wenn der TXD-Pin des Mikrocontrollers nicht als Open-Drain konfiguriert werden kann, müssen die I/O-Spannung des Mikrocontrollers und die Versorgungsspannung an R2 übereinstimmen. Wenn der TXD-Pin die gut 5 mA Strom nicht verträgt, muss das Signal durch einen Puffer (z.B. 74AHC1G07 oder -125) zwischen TXD und R1 verstärkt werden.<br />
<br />
==== Empfänger ====<br />
Der Empfänger muss den Strom, der zwischen Pins 4 und 5 fließt, auswerten. Zur Vermeidung eine Masseschleife darf Pin 2 nicht direkt mit der Masse des Empfängers verbunden werden:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger.svg]]<br />
<br />
VCC ist 3,3 V oder 5 V, R1 dient zur Strombegrenzung, D1 schützt die LED des Optokopplers vor einer zu hohen Rückwärtsspannung. <br />
<br />
Andere häufig verwendete Optokoppler sind 6N137 oder 6N138, die allerdings eine<br />
Versorgungsspannung von 5 V voraussetzen:<br />
<br />
[[Bild:MIDI-Empfänger-6N137.svg]] [[Bild:MIDI-Empfänger-6N138.svg]] <br />
<br />
Zur Verbesserung der EMI/EMC-Eigenschaften kann es notwendig sein, zusätzliche<br />
Kondensatoren und Filter einzusetzen.<ref name="ElSpec"/><br />
<br />
== Probleme ==<br />
=== Auflösung ===<br />
MIDI wurde ursprünglich im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich das Senden von 7-Bit-breiten Controllerwerten auf vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur sehr grob eingestellt- und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können.<br />
<br />
Um dem abzuhelfen, werden die empfangenen Controllerwerte im Endgerät meistens geglättet. Für einige wenige Controller wurden zudem Erweiterungen auf 14 Bits eingeführt.<ref>[https://www.midi.org/specifications/item/table-3-control-change-messages-data-bytes-2 Control Change Messages]</ref><br />
<br />
=== Geschwindigkeit ===<br />
Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die ca. 30 kHz der physikalischen Schnittstelle aber nach wie vor nicht geeignet, um viele Kanäle zu bedienen und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie z.B. einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben:<br />
<br />
Ein MIDI-Ergeinis benötigt mindestens 2 Bytes, wodurch 8 Finger auch ohne irgendwelche zusätzlichen Controllerwerte bereits 16 MIDI-Bytes erzeugen, was zu einer ungewollten Latenz von 6 ms für den letzen Wert gegenüber dem ersten führt. Mit kombinierten Controllerwerten zur Einstellung der Stimme inklusive "NOTE ON", "VELOCITY", "TUNING" etc, sind bei 10 Fingern bis zu 80 MIDI-Bytes zu übertragen, was etwa 30ms entspräche.<br />
<br />
Durch die verschieden langen Nachrichten kann es daher zu unmusikalischem,<br />
unvorhersehbaren [[Jitter]] kommen. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit im Zusammenhang mit realer MIDI-Hardware nur sehr eingeschränkt und nur alleine verwendbar.<br />
<br />
Ein solcher Controller kann typisch etwa 500 Nachrichten in der Sekunde senden und damit das Anblasen einer Flöte in den ersten 50 ms mit etwa 16 Stützstellen auflösen.<br />
<br />
=== Latenz ===<br />
Auch das USB-Protokoll, welches immer häufiger zur Anwendung kommt, bietet zwar eine mehr als ausreichende Bandbreite, jedoch wird dies von nur wenigen Klangerzeugern unterstützt. Lediglich Softwaresampler und andere PC-basierte Systeme wie SW-Synthesizer sind damit zu steuern. Hierbei wirkt sich aber die PC-typische Latenz des Betriebssystems sehr negativ aus. Ein tatsächlicher Echtzeitbetrieb ist mit keinem derzeit auf dem Markt verfügbaren Gerät möglich.<br />
<br />
== Erweiterungen ==<br />
Statt des MIDI-Transports über die klassische serielle Verbindung, sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI über USB oder Ethernet. Transportmethoden wie Parallelport (EPP) oder S/PDIF wurden ebenfalls realisiert, konnten sich aber aufgrund mangelnder Kompatibilität nicht durchsetzen bzw sind technisch überholt oder werden nur in Nischen oder Sonderanwendungen verwendet. Bei Geräten, die normalerweise nicht live eingesetzt werden, sondern an einen PC angeschlossen werden, hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt.<br />
<br />
=== MIDI über USB ===<br />
USB erlaubt höhere Bandbreiten, bei SuperSpeed bis zu 5 GBit/s. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch mit Full Speed (12 MBit/s) oder High Speed (480 MBit/s). In der Praxis ist die Geschwindigkeit durch den Mikrocontroller und dessen Software im Endgerät sowie der PC-Infrastruktur begrenzt; üblich sind ca. 100 kBit/s.<br />
<br />
Das USB-MIDI-Protokoll<ref>[http://www.usb.org/developers/docs/devclass_docs/midi10.pdf USB MIDI Devices 1.0] (PDF)</ref><br />
ist mit dem 'normalen' USB-Serial-Protokoll (CDC) nicht kompatibel; deshalb<br />
ist es nicht möglich, USB-seriell-Konverter-Chips unverändert und ohne<br />
zusätzliche Treiber für MIDI zu verwenden.<br />
<br />
=== MIDI über FireWire ===<br />
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde 1999 das sogenannte Music-LAN definiert, welches auf FireWire basiert und vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte. Einige Teile des Protokolls wurden veröffenlicht und standardisiert<ref>[https://webstore.iec.ch/publication/6069 Consumer audio/video equipment - Digital interface - Part 6: Audio and music data transmission protocol]</ref>, vollständige Interoperabilität ist damit aber nicht möglich.<br />
<br />
Da keine Möglichkeit zum Aushandeln einer höheren Geschwindigkeit definiert ist, ist die Bandbreite auf die normalen 3125 Bytes/s begrenzt<ref>[http://www.midi.org/techspecs/rp27v10spec(1394).pdf MIDI Media Adaptation Layer for IEEE-1394] (PDF)</ref>.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet/WLAN: RTP-MIDI ===<br />
Das Real-time Transport Protocol, das auf normalen UDP-Paketen basiert,<br />
hat auch die Möglichkeit, MIDI zu übertragen<ref>[http://www.midi.org/aboutmidi/rtpmidi.php About RTP-MIDI]</ref><ref>[https://tools.ietf.org/html/rfc6295 RFC 6295: RTP Payload Format for MIDI]</ref>.<br />
<br />
=== MIDI über Ethernet: AVB ===<br />
IEEE-1722 (Audio/Video Bridging) definiert ein Protokoll zur Übertragung<br />
von Multimedia-Information. Dabei ist es notwendig, dass alle beteiligten<br />
Netzwerk-Karten und Switches/Router AVB in Hardware unterstützen.<br />
<br />
AVB verwendet die gleichen Datenformate wie FireWire und hat die gleichen<br />
Einschränkungen.<br />
<br />
=== Serial wire MIDI ===<br />
Mit Aufkommen der PCs gab es mehrere Versuche, die COM-Schnittstelle für schnellere MIDI-Kommunikation zu nutzen. Mitte der 90er waren PC-UARTs mit typisch 115k verfügbar. Diese wurden von Anwendern mittels proprietärer Software genutzt oder von Herstellern in einzelne Geräte integriert. Sehr bekannt sind die z.T. heute noch existierenden "TO HOST" Interfaces, die meist über MINI-DIN-Stecker erreichbar waren. Die Kommunikation erfolgte über einen eigenen Treiber.<br />
<br />
=== Parallel-Port-MIDI ===<br />
Ein Abkömmling des seriellen MIDIs sind Parallelportanwendungen, die aber nur bei einzelnen Geräten üblich waren. Oft wurden Mehrfach-MIDI-Controller mit einem Parallelport-Anschluss versehen, um die Datenrate für gleich mehrere MIDI-Geräte (in der Regel 8, seltener 16) bereitstellen zu können. Die ersten Geräte von M-Audio, MIDI-MAN und MOTU arbeiten auf diese Weise. Obwohl die Bandbreite praktisch verzehnfacht wurde, blieb es nur bei der Nutzung zwischen PCs und herstellerspezifischen Geräten. Die Protokolle sind meist nicht kompatibel.<br />
<br />
=== MIDI over S/PDIF ===<br />
Von unterschiedlichen Seiten wurde probiert, die limitierte Entfernung von MIDI-Verbindungen (meist 5m und weniger) durch Übersetzung auf alternative Protokolle zu vergrößern und die Verbindung auch störstabiler zu bekommen. Unter anderem wurde MIDI 2000 vorgeschlagen, welches das MIDI-Protokoll erweitert und in einen Stereo-[[S/PDIF]]-Datenstrom übersetzt und damit die Bandbreite praktisch um den Faktor 100 anhebt. Zum damaligen Zeitpunkt um die Jahrtausendwende waren bereits etliche Studiogeräte und Klangerzeuger mit S/PDIF ausgerüstet - auch Soundkarten mit S/PDIF-Ausgang waren verfügbar. Es blieb jedoch letztlich bei proprietären Applikationen, da sich von der PC-Seite her, [[USB]] 1.0 begann, durchzusetzen. Lediglich eine Firma weltweit bietet mit dem Gerät ES-4 einen S/PDIF-basierten MIDI-Übertragungsweg an.<br />
<br />
=== MIDI over Audio ===<br />
Um die limitierte Bandbreite bei MIDI zu überwinden, wurde schon in den 80ern vorgeschlagen, den MIDI-Datenstrom über Audiokanäle zu senden, um die dort vorhandene Infrastruktur für das Senden und Speichern zu nutzen. Da die MIDI-Bandbreite jedoch wegen der ca. 30kHz rund 100kHz beträgt, müssten 4 Audiokanäle belegt werden, was zum damaligen Zeitpunkt wegen der kaum verbreiteten 4-Kanal / bzw. Surround-Technik nicht für die Breite Masse der Nutzer einsetzbar war. Vereinzelt gelang es, ähnlich wie bei der Datasette im Computerbereich eine Speicherung vorzunehmen, indem eine erhöhte Bandbreite des Signals zusammen mit einer Kompression benutzt wurde. Später wurde Ähnliches mit den 48kHz-Digital-DAT-Recordern probiert, konnte sich aber nicht durchsetzen, weil die meisten Musiker noch analog aufzeichneten.<br />
<br />
=== Sonstige ===<br />
Für Sonderapplikationen gibt es eine Spezifikation für das Senden von MIDI über AES3 oder MADI.<br />
<br />
=== MIDI HD ===<br />
Seit 2005 berät sich das MIDI-Komitee über einen offiziellen Nachfolger der MIDI-Spezifikation<ref>[http://www.midi.org/aboutus/news/hd.php MIDI Manufacturers Investigate HD Protocol]</ref>.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
=== Artikel auf Mikrocontroller ===<br />
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]<br />
<br />
=== Beiträge auf Mikrocontroller ===<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI Platinenselbstbau]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/295657 Eigenbau MIDI Controller]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/323354 MIDI mit BASCOM und AVR]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/330669 MIDI Orgel Schieberegister]<br />
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI-Platine Eigenbau]<br />
<br />
== Referenzen ==<br />
<references/><br />
<br />
== externe Links ins Web ==<br />
* [http://educypedia.karadimov.info/library/The_MIDI_Specification.pdf Frei einsehbare MIDI Spec]<br />
* [http://www.zem-college.de/midi/mc_form.htm MIDI College]<br />
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI in der Wikipedia]<br />
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI mit vielen Projekten] <br />
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]<br />
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]<br />
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]<br />
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - high speed MIDI over S/PDIF]<br />
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGA Evalboard mit Audio MIDI IO]<br />
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]<br />
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]<br />
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]<br />
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]<br />
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de - viele DIY MIDI Projekte]<br />
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]<br />
* [http://home.snafu.de/sicpaul/midi/midi0a.htm MIDI Lexicon]<br />
* [http://unseretollepage.de/hosted/midiguide/index.html MIDI Guide]<br />
<br />
[[Kategorie:Audio]]<br />
[[Kategorie:Datenübertragung]]</div>Technick2