Messung mit Oszilloskop

kommt auf das gerät an und auf das was du messen willst. aber probleme 
kann man da schon durchaus bekommen.

ich glaube in der größenordnung ist sogar widerstandsrauschen? kann mich 
irren.

Ein Oszi ist ein Guckgerät und kein Messgerät, auch wenn das "digitale" 
was anderes suggeriert. Da es extra µV-Messgeräte gibt, wird das mit dem 
"normalen" Oszi eher nichts werden.

Ich denk über ne Brücken-Schaltung nach, die ich gerne mal versuchen 
würde aufzubauen. Der Ausschlag der Brückenspannung wäre aber nur 
5-10µV.

Kann man da was mit nem rauscharmen OPV machen?

Die Schaltung soll bis max. 1kHz berieben werden.

Harald schrieb:
> kann man mit einem Osziloskop eigentlich Spannungen im Mikrovolt-Bereich
> (5-10µV) messen? Oder gibt es da schon Probleme mit Rauschen?

Falls die Frequenz nicht zu hoch ist und noch Geld für ein
Zusatzgerät vorhanden ist, könnte evtl. so etwas

DC/LF Messverstärker DC-1000
http://www.ame-hft.de/mess/dc-1000.html

oder einer von denen

Niederfrequenz Spannungsverstärker Serie DLPVA
http://www.femto.de/german/products/dlpva.html

helfen.

Aha, So was gibt es schon.

Könnte man das auch mit einer einfachen OPV-Schaltung schaffen? Ich bin 
nicht so der Schaltungsexperte.

Harald schrieb:
> Könnte man das auch mit einer einfachen OPV-Schaltung schaffen? Ich bin
> nicht so der Schaltungsexperte.

Z.B.
Low Noise Measurement Preamplifier
http://tangentsoft.net/elec/lnmp/

oder
Vorverstärker mit diskretem OpAmp und komplementärer 
Differenz-Eingangsstufe
http://gaedtke.name/Key_Verstaerker.htm

alesi schrieb:
> Niederfrequenz Spannungsverstärker Serie DLPVA
> http://www.femto.de/german/products/dlpva.html

Für den DLPVA-100-BUN-S spezifiziert Femto ein
Eingangsspannungsrauschen von lediglich 0.4nV/sqrt(Hz).
Das schaffen die ja sicher nur mit einer diskreten
Vorstufe. Kann jemand geeignete Doppeltransistoren
(ist das das deutsche Wort für matched pair?) dafür
empfehlen?
Gruß
 quiesel

Bei der Berechnung des Rauschens tauchen schon Fragen bei mir auf.

Angenommen ich mache aus der Brückenschaltung eine Ersatzsspaunngsquelle 
Uq und dem Innenwiderstand:

Ri = R1||R2 + R3||R4 + Rvor

Der Widerstand Rvor setzt sich aus dem innenwiderstand der 
Spannungsquelle und einem Vorwiderstand zusammen.

Wenn ich das thermische Rauschen dieser Ersatzschaltung berechnen 
möchte, ist es dann richtig, das thermische Rauschen an dem 
Innenwiderstand dieser Ersatzschaltung zu berechnen?

Hallo Harald,

es ist leider nicht möglich, mit den mir bekannten Oszilloskopen solche 
kleinen Spannungen zu messen. Hierbei ist das Grundproblem nicht das 
Rauschen, da dies durch Mittelung (z. B. HiRes oder Average) reduziert 
werden kann. Rauschen ist sogar gut, da durch das Rauschen die 
Nichtlinearität des ADC (bei 1mV/div ist ein LSB ca. 40µV) gedithert 
wird.
Die beschränkende Größe ist die Offset-Genauigkeit von Oszilloskopen, 
die selbst bei empfindlichen Einstellungen in dem Bereich von 1-2 mV 
liegt.

Möchtest Du aber die Differenz von zwei Spannungen messen, habe ich dies 
schon im Bereich von 10µV getan. Verglichen wurde die Differenzspannung 
mit einem Voltmeter in Vierdraht-Technik (4-T-sensing).
Gruss

Markus

MJF schrieb:
> Rauschen ist sogar gut, da durch das Rauschen die Nichtlinearität
> des ADC (bei 1mV/div ist ein LSB ca. 40µV)

Du meinst wohl eher das Wegmitteln des Quantisierungsrauschens ...
Mit Nichtlinearität wird die Abweichung der Gesamtübertragungskennlinie 
von einer Gerade bezeichnet.

Ein Gast schrieb:
> MJF schrieb:
>> Rauschen ist sogar gut, da durch das Rauschen die Nichtlinearität
>> des ADC (bei 1mV/div ist ein LSB ca. 40µV)
>
> Du meinst wohl eher das Wegmitteln des Quantisierungsrauschens ...
> Mit Nichtlinearität wird die Abweichung der Gesamtübertragungskennlinie
> von einer Gerade bezeichnet.
Hallo,

ich möchte nicht spießig sein, aber primär ist der ADC zunächst eine 
Nichlinearität (Kennlinie der Quantisierung). Der Begriff 
"Quantisierungsrauschen" ist etwas verwirrend, da der 
Quantisierungsfehler nicht unbedingt ein Verhalten eines Rauschens 
(irgendwie zufällig) hat. Erst wenn das Eingangssignal eines ADCs 
zufällig ist, wird auch der Quantisierungsfehler zufällig. Wenn's ans 
"Eingemachte" bei der Betrachtung der Genauigkeit von ADCs geht, ist 
dieser Unterschied hilfreich.

Gruß

Markus

In Ordnung, ohne Verstärker ist es also nicht möglich, die Spannung mit 
einem Oszilloskop zu messen.

Mich würde es aber trotzdem interessieren, ob meine Ansatz zur 
Berechnung des Rauschens richtig ist:

Ich berechne den Innenwiderstand der Ersatzspannungsquelle, die meine 
Brückenschaltung repräsentiert. Um das Rauschen der Schaltung zu 
berechnen berechne ich das Rauschen an dem Innwiderstand. (Ohne 
Berücksichtig des Lastwiderstands zunächst)
Ist das richtig?

Ralph Berres schrieb:
> Bedenke aber das das Eingangsrauschen des Messverstärkers mit eingeht,
>
> und das vor allem die Bandbreite noch zu berücksichtigen sind.

Ja, das berücksichtige ich, sobald ich raus habe, wo die untere Grenze 
bez des SNRs hier liegt.

Hab mich mal schlau gemacht zur Berechnung des Rauschens einer 
Schaltung.
Jeder Widerstand besteht in dem Ersatzschaltbild aus 
Rausch-Spannungsquelle und idealem nichtrauschenden Widerstand.

Rauschanteile der einzelnen Widerstände lassen sich dann über das 
Superpositionsverfahren berechnen.

Zum Schluss werden die ganzen Rauschanteile über Ur,ges=(Ur,1^2 + Ur,2^2 
+ ... )^.5 zusammengerechnet.

Es ist also nicht richtig die Rauschspannung über den Innenwiderstand zu 
berechnen.

Kann das jemand bestätigen?

Ralph Berres schrieb:
> Du kannst aber auch vorher den gesamtwiderstand der Schaltung berechnen,
>
> und dann die Rauschspannung an dem Gesamtwiderstand berechnen.

Den Innenwiderstand der äquivalenten Spannungsquelle meinst du?

Und gerade das ist nicht ganz richtig dacht ich.

Genau, ich meine die Wheatstone-Brücke:

R1||R2 + R3||R4 + Rvor

R1 ist mit R2 parallel und R3 mit R4. Zusätzlich berücksichtige ich den 
Innenwiderstand der Spannungsquelle, mit der ich die Brücke betreibe.

Wie für jede Schaltung, kann man auch hier ein Ersatzschaltbild 
bestehend aus Ersatzspannungsquelle und Innenwiderstand erstellen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Ersatzschaltbild (Unter weiteres Beispiel)

Und bevor ich mir Gedanken um das Rauschen der Verstärkerschaltung 
mache, möchte ich erstmal berechnen, welche Rauschspannung diese Brücke 
erzeugt.

Reicht es jetzt das thermische Rauschen an dem Innenwiederstand Rq 
(siehe Link) zu berechnen? Oder muss ich per Superpositionsprinzip das 
Rauschen der Brückenschaltung berechnen?

"Ein Oszi ist ein Guckgerät und kein Messgerät, auch wenn das "digitale"
was anderes suggeriert."

=> Unfug. Natürlich kann man mit einem Oszilloskop "messen", auch mit 
einem analogen.

Wenn es denn kalibriert ist, eben so "genau", wie es seine Spec. 
aussagt.

MJF schrieb:
> ich möchte nicht spießig sein, aber primär ist der ADC zunächst eine
> Nichlinearität (Kennlinie der Quantisierung).

Leider nicht. Bei der Angabe der Nichtlinearität eines ADC wird der 
Quantisierungsfehler aus der Abweichung von einer Geraden 
herausgerechnet.
http://www.vias.org/mikroelektronik/adda_specs.html

Mir ist klar, dass ich das Signal ohne Verstärkung nicht messen kann.

Mich interessiert jetzt erstmal das Rauschen meiner Schaltung.

Ein Gast schrieb:
> MJF schrieb:
>> ich möchte nicht spießig sein, aber primär ist der ADC zunächst eine
>> Nichlinearität (Kennlinie der Quantisierung).
>
> Leider nicht. Bei der Angabe der Nichtlinearität eines ADC wird der
> Quantisierungsfehler aus der Abweichung von einer Geraden
> herausgerechnet.
> http://www.vias.org/mikroelektronik/adda_specs.html

Hallo,

das man die ideale Kennlinie bei der Angabe von DNL und INL 
herausrechnet ändert nichts daran, dass diese da ist. Es ist nur ein 
Modell um die über den grundlegenden Fehler hinweggehende 
Nichtlinearität darzustellen.

Gruß

Markus