Mehrkanal-Schalter für das Oszi

karadur schrieb:
> Die Schaltung ist aber mindestens 40 Jahre alt.

Quellenangabe: Zeitschrift "Elektronik" des Franzisverlages, Ausgabe zw. 
1972 und 1977.
Ebenfalls abgedruckt im Buch Klasche/Hofer des Franzisverlages.

Ich könnte am WE mal die genaue Seite && Titel raussuchen, da steht auch 
die Beschreibung dabei. Ist aber schon von Dir richtig erklärt.

hanama schrieb:
> Meiner Meinung nach solltest du dir die Bastelei schenken und einen
> Logicanalysator (ab 10,-) kaufen.

Lieber Flo,

tu' das bitte nicht. Wenn jeder, insbesondere jeder Anfänger, jede 
Bastelidee verwirft, weil er das Ziel billiger mit irgendeinem 
Billigteil aus China, einer kostenlosen App oder irgendwas Ähnlichem 
schneller, einfacher und billiger erreichen kann, dann hätten wir bald 
keine Anfänger, keine Fortgeschrittenen und keine Profis mehr. Und wozu 
würdest du noch deinen Oszi brauchen? Alles was du damit machen kannst, 
ist eigentlich überflüssig. Kann man alles kaufen. Und wenn nicht, 
braucht man es eigentlich auch nicht. Also könntest du ihn auch gleich 
wegschmeißen - pardon, entsorgen.

Dieses ist ein Plädoyer für das Basteln, eine Tätigkeit, bei der - 
nachträglich betrachtet - eigentlich der Weg, zumindest aber der 
Erfahrungsgewinn das Ziel ist. Hätte ich nicht vor langer mit meinen 
stümperhaften Basteleien angefangen, wäre mein Leben viel langweiliger 
verlaufen. Ich bin heilfroh, dass ich es so gemacht habe.

Viel Glück und viel Spaß

Uwe

So, nun zum Inhaltlichen:

> ich besitze ein Einstrahl-Analogoszilloskop.
Wenn du und sagst, was für einen, können wir (vielleicht) erkennen, ob 
man die Schaltung überhaupt daran betreiben kann.

> Könnte jemand mir bitte mal den Schaltplan erklären?
Das hat man hier schon vollkommen richtig getan. Allerdings, wenn dir 
die Grundlagen fehlen, wenn du nicht weißt, was eine Flip-Flop, was ein 
Zähler und was eine Multiplexer ist, dann - ja, dann erahnst du es 
vielleicht aus der Schaltung und der Beschreibung und lernst es so.

> Will die Schaltung auch mit einer Platine verwirklichen, aber weis noch
> nicht genau, wie ich das machen soll :/
Ich empfehle erst mal ein Steckbrett zum Experimentieren: 
https://www.projektlabor.tu-berlin.de/menue/onlinekurs/testaufbau/wie_funktioniert_ein_steckbrett/. 
Gibt's "überall" zu kaufen.

> Und braucht man für diese Schaltung einen Abgleich? (Trimmer 500 Ohm)
Um das Verhältnis Zeilenabstand zu Signalhöhe einstellbar zu machen, ja. 
Kann man aber auch fest auf einen sinnvollen Wert einstellen.

Noch ein Tipp: Nimm nicht die veraltete Standard-TTL-Serie 74xxx, die 
gibt's ohnehin praktisch nicht mehr zu kaufen, sondern die 
CMOS-Versionen 74HCxxx oder 74HCTxxx. Die sind Pin-kompatibel, d. h., 
dar Schaltplan bleibt der selbe.

Solltest du tatsächlich damit anfangen, kann ich vielleicht noch ein 
paar Tipps geben.

Viel Erfolg!

Mit dem 74151 und noch mehr dem HC151 wird das nur etwas für digitale 
Signale.  Digital wäre als Eingang wohl so etwas wie 74HCT14 einfacher 
als die Transistorschaltung.

Wenn es auch um analoge Signale geht, bräuchte man schon etwas 
aufwändigere Verstärker am Eingang (mit Umschaltung der Verstärkung für 
jeden Kanal) und einen analogen MUX, wie etwa einen 7HC4051. Da wird man 
aber kaum 8 analoge Kanäle brauchen.

Ulrich H. schrieb:
> Mit dem 74151 und noch mehr dem HC151 wird das nur etwas für
> digitale
> Signale.  Digital wäre als Eingang wohl so etwas wie 74HCT14 einfacher
> als die Transistorschaltung.
>
> Wenn es auch um analoge Signale geht, bräuchte man schon etwas
> aufwändigere Verstärker am Eingang (mit Umschaltung der Verstärkung für
> jeden Kanal) und einen analogen MUX, wie etwa einen 7HC4051. Da wird man
> aber kaum 8 analoge Kanäle brauchen.

Letzteres erinnert mich an die Ausführung Tektronix 5103 mit 2x 5A14N.
Mein "low end low cost " Logikanalyser aus der Anfangszeit als Geld und 
Material knapp waren - mit dem 5A14 auch Analogsignal tauglich. Aber 
kein wirklich schönes Arbeiten .-).

Hallo Ulrich,

Flo weiß, dass das nur für digitale Signale gedacht ist, ansonsten hast 
du Recht. Ganz aufwändig ist es nicht. Sowohl das als auch den Tipp mit 
Schmitt-Triggern im Eingang würde ich auch vorschlagen. Ich hätte '32 
genommen, die kommen schon vor und zwei ICs braucht man sowieso. Aber 
einen Eingangsschutz sollte man noch vorsehen.

Erstmal soll sich Flo wieder melden.

Uwe

Flo20 schrieb:
> Also ist es somit möglich mit meinem Oszi mehere digitale Signale
> gleichzeitig darzustellen?

So es denn eine herausgeführten Ausgang für die 
Horizontal-Sägezahn-Ablenkspannung hat: JA, dann funktioniert die 
Schaltung recht gut.

Wenn nicht, läuft die Umschaltung zw. den Kanälen nicht befriedigend.

Melde dich doch bitte mal im forum an, damit man Dir PN senden kann - 
ich werde den Original-Text auds dem Franzisverlag nicht öffentlich 
einstellen.
Egal, ob nun gleich wieder ein paar Oberschlaumis behaupten das nach 30 
Jahren keine copyright, etc. blubblubblubb oder sonstiges..

Andrew Taylor schrieb:
> Wenn nicht, läuft die Umschaltung zw. den Kanälen nicht befriedigend.
Genauer: Alternierend geht gar nicht, choppend läuft ganz normal.

Sollte dein Oszi noch einen Z-Eingang haben, könnte man einen unschönen 
Effekt in der choppenden Betriebsart verhindern.

Kannst du uns den Typ vom Oszi verraten?

Ich fürchte, dass das mit diesem Oszi nicht bzw. nur teilweise, und zwar 
in der Betriebsart "Choppen" geht. Für die Betriebsart "Alternieren" 
fehlt der Ausgang der X-Ablenkung. Theoretisch kann man da zwar was 
machen, aber des sprengt den Rahmen dessen, was hier in Frage kommt. 
Zumindest vorläufig.

Wenn man auf 74HC / HCT umsteigt, sollte man auf die 7404 Gatter 
verzichten können, denn da wird dann auch ein Zähler schon einen 
definierten Pegel liefern können.

Der alternierende Modus ist tatsächlich vor allem für niedrigere 
Frequenzen geeignet. Der Sequenzielle Modus braucht halt ein gutes 
Triggersignal und so etwas wie ein X-Out, damit das Signal vernünftig 
weiter schaltet. Ganz sinnlos ist es aber auch ohne des X-Out Signal 
nicht, dann hat man halt eine mehr oder weniger zufällige Abtastung - 
auch ein langsamer asynchroner Takt statt dem X-out gibt noch ein Bild, 
wenn auch ggf. mit Flimmern und ähnlichem. Dabei sieht man Tiggerfehler 
sogar eher als bei Synchroner Schaltung mit dem x_out Signal.

Die Alternative zu dem Plan wäre sonst ein Bausatz / Plan für einen 
einfachen Logicanalysator auf µC Basis und Übertragung zum PC. So viel 
Aufwändiger muss das auch nicht werden, wenn man keine so hohen 
Ansprüche hat. Die Eigenschaften sind aber etwas anders.

Noch einer schrieb:
> Welche Frequenzen haben die Digitalsignale eigentlich?
Ich glaube, dass die darzustellenden Signale sich eher nach nach dem 
Multiplexer richten werden, weil das Ziel nicht eine Messaufgabe, 
sondern das Sammeln von Erfahrungen und ein Erfolgserlebnis sein soll. 
Der Weg ist das Ziel, und das finde ich wirklich gut.

lrep schrieb:
> ...und an Stelle des wahrscheinlich auch kaum noch erhältlichen '151 den
> 74HC4067 oder zwei 74HC4051.
74HC/HCT151 wird von NXP tatsächlich nur noch in SM-Gehäusen (SM heißt 
Surface Mount, ihr albernen Mutwillig-Missversteher :-) hergestellt. 
Aber im Handel sind sie noch reichlich zu finden. Solange es nicht für 
eine Serienproduktion für die nächsten Jahre ist, würde ich da erst mal 
nichts am Originalschaltplan rütteln. Wenn doch, dann erst in einem 
zweiten Schritt vollständig auf analog umrüsten. Da machen wir doch dem 
Flo einen kompletten neuen Schaltplan, oder? Und er steckt dann auf 
seinem Steckbrett die neue Variante zusammen.

So etwas in der Art habe ich mir auch mal gebaut. Allerdings habe ich 
das mit einem Analogmultiplexer (CD4052) gemacht. Einer der 
4-zu-1-Multiplexer war für das zu messende Signal zuständig, an den vier 
Eingängen hing mit einem Teiler jeweils einer der Signaleingänge. Der 
4-zu-1-Multiplexer reichte vier unterschiedliche (und wenn ich mich 
recht erinnere, per Poti verstellbare) Gleichspannungen durch.

Die Ausgänge beider Multiplexer wurden mit einem OpAmp addiert und an 
den Y-Eingang des Oszilloskops ausgegeben.
Die Takterzeugung war nicht gerade perfekt, getriggert wurde mit dem 
Takt, der auch die Kanalumschaltung durchführte (das entspricht dem 
"Alt"-Betrieb), aber das reichte mir, zum Choppen waren die Signale, die 
ich mir ansehen wollte, eh' zu schnell.

Wenn man obige Schaltung und die von mir gerade beschriebene 
Multiplexer-Schaltung kombiniert, und gegebenenfalls noch brauchbare 
OpAmps in die Eingangsstufe mit umschaltbaren Eingangsabschwächern und 
(abschaltbaren) Koppelkondensatoren einbaut, erhält man einen vielleicht 
sogar ganz brauchbaren Vierkanalvorsatz; statt des CD4052 kann man ja 
auch irgendwas etwas besseres verwenden.

Hallo zusammen,

ich habe jetz die Schaltung auf einen Steckbrett aufgebaut und in 
Betrieb genommen.


Ulrich H. schrieb:
> Ganz sinnlos ist es aber auch ohne des X-Out Signal
> nicht, dann hat man halt eine mehr oder weniger zufällige Abtastung -
> auch ein langsamer asynchroner Takt statt dem X-out gibt noch ein Bild,
> wenn auch ggf. mit Flimmern und ähnlichem.

Ja genau, diesen Effekt konnte ich bei mir feststellen.

Jetz wäre meine Frage, ob ich ohne den Sägezahnspannungsausgang mit 
meinem Oszi die Signale vernünftig triggern kann?

Gruß

Ich benutze ja den externen Triggereingang, indem ich mit dem 
darzustellenden Signal triggere, oder hab ich was falsch gemacht? :O

Hupps, ist ja plötzlich doch ein 2-Kanal Oszi bei dir!

Andreas F. schrieb:
> Jetz wäre meine Frage, ob ich ohne den Sägezahnspannungsausgang mit
> meinem Oszi die Signale vernünftig triggern kann?

Du kannst den ext. Trigger des Oszis mit dem Signal an Pin 14 am 7490 
(Clock) verbinden. Dann startet das Oszi beim Umschalten des Kanal am 
linken Bildrand, wenn du die Flanke richtig herum wählst. Und das ist 
genau das, was du brauchst.

Matthias Sch. schrieb:
> Hupps, ist ja plötzlich doch ein 2-Kanal Oszi bei dir!

Das ist das Oszi eines Freundes, weil ich die Schaltung bei ihm/ mit ihm 
aufgebaut habe.


Du kannst den ext. Trigger des Oszis mit dem Signal an Pin 14 am 7490
(Clock) verbinden. Dann startet das Oszi beim Umschalten des Kanal am
linken Bildrand, wenn du die Flanke richtig herum wählst. Und das ist
genau das, was du brauchst.

Irgendwie verbessert sich die Triggerung dadurch nicht :(
Ich glaube wir machen da etwas falsch :/

Also am Kanal 2 des Oszis erscheint eine Treppenspannung, die ich mit 
dem externen Trigger auf den jeweiligen Eingangskanal triggere. Nur das 
geht nicht richtig.

Ich hab nun den externen Trigger mit dem Pin 14 des 7490 verbunden, doch 
es ergibt sich keine bessere Triggerung.

Mein Ziel ist es, das jeweilige Eingangssignal gut getriggert 
darzustellen.


Ich habe ich Sachen Oszilloskop leider noch nicht so viel Erfahrung :/

Andreas F. schrieb:
> Ich hab nun den externen Trigger mit dem Pin 14 des 7490 verbunden, doch
> es ergibt sich keine bessere Triggerung.

Hab ich auch Unsinn erzählt, beim nochmaligen Hinschauen ist es Quatsch, 
mit dem Umschaltsignal der Kanäle zu triggern.

Andreas F. schrieb:
> Nur das
> geht nicht richtig.

Spiel mal mit dem Triggerpegel des Oszis. Was legst du denn da für 
Eingangssignale an die Kanäle des Umschalters?

Ich kann die Treppenspannung schön darstellen (Bild 1), da ich auf den 
Kanal 2 triggere, und wenn ich am Poti drehe, verändert sich der Pegel 
der Signale (Bild 2)

Wenn ich aber nun den Kanal 2 mit dem Eingangssignal triggere, flimmert 
alles nur noch.


Ich speise im Moment 4 digitale Eingangssignale ein, die ich mittels 
eines Teiler-ICs erzeugt habe. Jedoch haben diese Signale nur ein Uss 
von ca. 100mV
Frequenzmäßgig befinden sich die 4 Signale bei ca 7 - 60 kHz

Andreas F. schrieb:
> Jedoch haben diese Signale nur ein Uss
> von ca. 100mV

Dann schaltet aber der Eingangstransistor eines Kanals noch gar nicht. 
Der braucht mindestens etwa 0,7V an der Basis, damit er durchschaltet, 
vorausgesetzt, du hast die Schaltung des ersten Beitrags recht genau 
nachgebaut.

Tschuldigung hab mich vertan :/
Sind 4V Uss

Ja habe die Schaltung nach dem Plan auf einem Steckbrett nachgebaut, 
jedoch fehlt mir der Sägezahnausgang des Oszis, wodurch die Schaltung 
nur in der choppenden Betriebsart funktioniert, bis auf die Triggerung 
der einzelnen Eingangskanäle

Andreas F. schrieb:
> wodurch die Schaltung
> nur in der choppenden Betriebsart funktioniert,

Beim Choppen muss die Umschaltfrequenz sehr, sehr viel höher sein, als 
die der Signale. Alternate hingegen schaltet nach jedem Durchlauf des 
Strahls auf den nächsten Kanal, was bei dir ja nicht geht.
Also ist z.B. eine Chopperfrequenz von 3-4 Mhz bei 100 kHz Nutzsignalen 
gar nicht zu hoch angesetzt.
Miss dann mit dem Rigol direkt am Ausgang des Multiplexers (Pin 6), da 
muss ein Frequenzgemisch deiner Eingangfrequenzen stehen. Auch an den 
Eingängen des Multiplexers solltest du nochmal schauen, ob die Signale 
da auch wirklich ankommen.

Matthias Sch. schrieb:
> Miss dann mit dem Rigol direkt am Ausgang des Multiplexers (Pin 6), da
> muss ein Frequenzgemisch deiner Eingangfrequenzen stehen. Auch an den
> Eingängen des Multiplexers solltest du nochmal schauen, ob die Signale
> da auch wirklich ankommen.

Ja, da ergibt sich ein Frequenzgemisch.
Ja, die Signale kommmen am Eingang des Multiplexers alle an.

Matthias Sch. schrieb:
> Beim Choppen muss die Umschaltfrequenz sehr, sehr viel höher sein, als
> die der Signale.

Du schaltest aber nur etwa alle 10µs um, da sind 100 kHz. Das musst du 
mal so richtig erhöhen, indem du z.B. statt des 33nF am Oszillator einen 
1nF hinsetzt. Erst dann werden die Signale beim Choppen sinnvoll 
dargestellt. Wie schon gesagt, am Eingang des 7490 können ruhig mal 
3-4MHz stehen, wird ja nochmal durch 8 geteilt.

Nach dem Wechsel auf 1nF hab ich am Eingang des 7490 ca. 2 MHz, die dann 
durch 10 geteilt werden.

Aber jetzt ergibt sich irgendwie ein komisches Ausgangssignal an Eingang 
2 des Oszi´s :( Wenn ich mit dem jeweiligen Eingangssignal extern 
triggere, geht das wieder nicht richtig.

Andreas F. schrieb:
> die dann
> durch 10 geteilt werden

Da der D Ausgang des 7490 direkt mit seinem Reset verbunden ist, teilt 
er nur durch 8, was ja bei 8 Kanälen auch sinnvoll ist.
2MHz/8 sind also noch 250kHz pro Kanal. Ein 100 kHz Signal wird also nur 
2,5 Wellenzüge auf dem Kanal darstellen. Du solltest also die 
Chopperfrequenz noch höher machen.

Vieles an den unscharfen Signalen ist natürlich auf den Aufbau mit 
Steckbrett zurückzuführen, jede Leitung mit hoher Frequenz muss so kurz 
wie möglich sein. Es wird im Schaltbild auch nicht erwähnt, aber an 
jedes IC sollte noch ein 100nF Abblockkondensator zwischen +5V und 
Masse, wie immer bei Digitalschaltungen. Die Masseleitungen sollten dick 
und kurz sein.

Okay, hab die Chopperfrequenz noch höher gemacht, aber der selbe Effekt, 
die Signale ließen sich nicht triggern, da hab ich mal den Kondensator 
auf 500nF erhöht und die Signale erschienen in einer Treppenspannung, wo 
ich nun auch z.B. feststellen konnte, dass Signal 2 eine doppelt so hohe 
Frequenz hat, als Signal 1.
So werden beim 100kHz Eingangssignal 18 Schwingungen dargestellt, beim 
50kHz Signal folglich 9 Schwingungen.

PS. An jedem IC befindet sich ein 100nF zwischen +Ub und GND.

Hallo Andreas,

ich bin jetzt zurück und "löse meine Versprechen ein".

Du hast mit dem Digital-Oszi offensichtlich mehrere Probleme.

Zum Einen: (D)Ein Digital-Oszi zeichnet eine senkrechte Linie, wenn der 
"Strahl" einen plötzlichen Sprung macht.

 Matthias Sch. schrieb:
> Beim Choppen muss die Umschaltfrequenz sehr, sehr viel höher sein, als
> die der Signale. Alternate hingegen schaltet nach jedem Durchlauf des
> Strahls auf den nächsten Kanal, was bei dir ja nicht geht.
> Also ist z.B. eine Chopperfrequenz von 3-4 Mhz bei 100 kHz Nutzsignalen
> gar nicht zu hoch angesetzt.

Das ist richtig: Der Strahl springt also in der choppenden Betriebsart 
sehr häufig pro X-Durchlauf, deswegen bekämst du nur noch einen dicken, 
breiten Balken auf dem Bild.

Fazit: Mit einem Digital-Oszi geht das Verfahren auch nicht. Es geht nur 
mit einem Analog-Oszi, bei dem ein Sprung so schnell dargestellt wird, 
dass die vertikale Verbindungslinie ausreichend unsichtbar bleibt.

Dumm gelaufen.

Zum Zweiten: Ich erkenne auf den Oszillogrammen eine Anstiegszeit von 
ca. 0,5 us. Das ist elend lang und würde auch bei einem Analog-Oszi dazu 
führen, dass du nur bei geringen Multiplex-Frequenzen eine vernünftige 
Darstellung bekommst. Gering heißt, dass die Anstiegszeit (hier die 0,5 
us) sehr klein gegenüber der Taktzeit sein muss, also z. B. 10 bis 100 
us, das ergibt Taktfrequenzen von nur 10 bis 100 kHz. Da für den 
choppenden Betrieb sehr viele Zyklen (= sehr oft die 10 bis 100 us) pro 
Horizontal-Durchlauf durchlaufen werden müssen, landest du bei 
Ablenkzeiten von 1 ms/cm und mehr.

Die 0,5 us sind vermeidbar und stammen offensichtlich daher, dass du 
einen Tastkopf ohne 10:1 Teiler verwendest. Dadurch ist die 
Tastkopf-Kapazität sehr hoch, und zusammen mit dem Ausgangswiderstand 
des Teilers (1,65 kOhm) ergibt sich die große Anstiegszeit. Nach dieser 
Theorie müsste allerdings die Tastkopf-Kapazität  bei fast 300 pF 
liegen, dürfte aber in der Realität bei eher 100 pF sein. Also:

1. Tastkopf mit Teiler verwenden und eine sehr geringe Anstiegszeit 
nachweisen. 20 - 30 ns sollten möglich sein. (Es gibt auch noch weitere 
einfache Möglichkeiten, die Anstiegszeit zu reduzieren.)
2. Analog-Oszi verwenden.
3. Das Trigger-Problem ist derzeit dein kleinstes.

Weiter korrekte Tipps habe ich schon in den anderen Antworten vorher 
gesehen.

Grüße, Uwe