Hier ist eine Erklärung für die Schwingungen in der allerersten Messung
des TE.
Damit die im Screenshot
Rene M. schrieb:
Ladekurve_Spule_330_H_an_12V_Ladekurve_n.i.o..bmp
gezeigte Schwingung entsteht, muss sich im Testaufbau irgendwo eine
Kapazität von ca. 20nF verbergen, die zusammen mit der Spule einen
Schwingkreis bildet. Für eine parasitäre Kapazität wäre dieser Wert
ziemlich hoch, so dass er eher einem oder mehreren bewusst verwendeten
Kondensatoren zuzuordnen ist.
Da die Schaltung keine Kondensatoren enthält und die Kapazitäten der
Oszieingänge mit 20pF viel zu niedrig liegen, fragte ich oben:
Yalu X. schrieb:
- Woher kommen die 12V? Falls von einem Netzteil oder Netzgerät: Welches
Modell?
Rene M. schrieb:
die Spannungsquelle ist ein lineares Netzteil (Basetech 305)
Sehr gut, denn dazu hat Conrad sogar einen Schaltplan veröffentlicht:
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000513812CD01/schaltplan-513812-basetech-bt-305-labornetzgeraet-einstellbar-0-30-vdc-0-5-a-150-w-anzahl-ausgaenge-1-x.pdf
Die Ausgänge des Basetech BT-305 sind zwar potentialfrei, aber über
100nF-Kondensatoren nach PE geschaltet. Da das Oszi über PE geerdet ist,
sind die Ausgänge des Netzgeräts somit kapazitiv mit der Oszimasse
gekoppelt. Die Oszimasse wiederum ist am Knotenpunkt zwischen der Spule
und dem Widerstand angeschlossen, womit die Kondensatoren tatsächlich zu
einem relevanten Bestandteil des Testaufbaus werden und zusammen mit der
Spule den gesuchten Schwingkreis bilden.
In diesem Schwingreis sind die beiden Kondensatoren effektiv parallel
geschaltet, da die Ausgänge des Netzgeräts niederohmig sind und deswegen
AC-mäßig als kurzgeschlossen betrachtet werden können. Zusammen haben
die beiden Kondensatoren daher 200nF, was deutlich über dem erwarteten
Wert von 20nF liegt.
Da auch nirgends ein dazu in Serie geschalteter Kondensator zu finden
ist, der die Gesamtkapazität verringern würde, vermute ich, dass die
100nF im Schaltplan nicht stimmen. Vielleicht werden in anderen
Board-Revisionen stattdessen 10nF bestückt, ohne dass ein aktualisierter
Schaltplan veröffentlicht wurde.
Ich habe das Ganze mal simuliert (s. Anhang) und mich durch Anpassen der
Kapazitätswerte und Hinzufügen einiger parasitärer Elemente an die
Signalformen im Oszi-Screenshot herangetastet. Um den Vergleich zu
erleichtern, habe ich die Signale in derselben Skalierung dargestellt
wie auf dem Oszibildschirm.
Wie man sieht, lassen sich die Signale in der Simulation mit sehr hoher
Genauigkeit nachbilden, vorausgesetzt, die beiden Kondensatoren des
BT-305 haben jeweils 11nF. Dies lässt vermuten, dass tatsächlich
10nF±20% bestückt sind.
Ein wichtiges Detail des Testaufbaus ist übrigens der auf dem Foto
Rene M. schrieb:
IMG_3141.JPG
leicht zu übersehende Taster. Lässt man diesen weg und startet den
Prozess stattdessen mit dem Power-Schalter des Netzgeräts, sehen die
Signalformen anders aus, da die beiden PE-Kondensatoren anfangs noch
nicht vorgeladen sind.
Und was lernen wir aus dem Ganzen:
Bei einer von einem Netzgerät versorgten Schaltung sollte man die
Masseklemme(n) des Oszis nicht irgendwo in der Schaltung, sondern immer
an der Schaltungsmasse (also dem Potential des 0V-Ausgang des
Netzgeräts) anschließen. Sind Netzgerät und Oszi beide PE-geerdet, kann
es sonst zu bösen Kurzschlüssen über die PE-Leitung kommen. Aber auch
bei einem potentialfreien Netzgerät können seltsame Effekte entstehen,
wie dieser Thread zeigt.
Im konkreten Fall würde man die Messleitungen also folgendermaßen
anschließen:
1 |
GND─
|
2 |
CH3 CH2 Klemme
|
3 |
│ _____ │ │
|
4 |
────────┴────┤_____├────┴────UUUUU────┤
|
5 |
R L │
|
6 |
GND
|
Auf dem Oszi lässt man sich dann CH2 und CH3-CH2 anzeigen.
PS: Mir war ehrlich gesagt selber nicht bewusst, dass man sich mit einem
potentialfreien Netzgerät derart ins Knie schießen kann. Bei meinem
eigenen sind die PE-Kapazitäten zwar nur 2·1nF, aber auch diese können
bei höheren Frequenzen schon gewaltig stören, wenn man die Masseklemmen
des Oszi ungeschickt anschließt.
