Hallo Forum,
meine Frage ist: Womit gleiche ich Tastköpfe für sehr steile Flanken ab?
Meine Situation: Ich messe den Verlauf der Drain-Source-Spannung und
Gate-Source-Spannung an schaltenden Fets mit 1:10er-Tastköpfen.
Ich möchte das Schaltverhalten mit allen Effekten, wie z.B.
Überschwingern am Gate aufzeichnen.
Der Tastkopf ist an der Referenz des Oszilloskops (1KHz) abgeglichen.
Für die Messungen an den Fets stelle ich den Zeitbereich auf 1 Kästchen
= 5ns..20ns.
Ich habe Zweifel, dass der Tastkopfes nach dem Abgleich mit dem
1KHz-Signal auch für einen Zeitbereich von 5ns..20ns abgeglichen ist.
Wie kann ich das prüfen? Ist es sinnig den Abgleich an einem
Signalgenerator mit einem 100MHz-Rechteck-Signal durchzuführen?
Danke!
spontan schrieb:> Hast Du den einen Generator, der die erhofften steilen Flanken bei 100> MHz liefert? Ist schon kein billiges Teil mehr.
Nennt sich PECL-Gatter und kostet ca 2€
Egon H. schrieb:> Ich habe Zweifel, dass der Tastkopfes nach dem Abgleich mit dem> 1KHz-Signal auch für einen Zeitbereich von 5ns..20ns abgeglichen ist.
Das ist nur eine Frage der Flankensteilheit des Testsignals. Und ein
Oszi sollte eigentlich einen Abgleichgenerator haben, der zu seine Daten
(Grenzfrequenz) passt.
Die Wiederholrate (1kHz) ist nicht relevant.
Gruß Dietrich
>Ich habe Zweifel, dass der Tastkopfes nach dem Abgleich mit dem>1KHz-Signal auch für einen Zeitbereich von 5ns..20ns abgeglichen ist.
Wenn es ein guter Tatskopf ist, dann ist das der Fall.
Die steilsten Flanken erhälst du, wenn du mit dem Tastkopf eine kleine,
niederohmige Gleichspannungquelle berührst. Du erhälst dabei zwar auch
jede Menge Prellen, aber für einen Tastkopf-Check dürfte es reichen.
Egon H. schrieb:> Ist es sinnig den Abgleich an einem> Signalgenerator mit einem 100MHz-Rechteck-Signal durchzuführen?
Nein, das ist unsinnig. Das einzige was Du dann "justieren" kannst ist
die Gesamtamplitude da bei dieser hohen Frequenz nur noch die
Kapazitäten wirksam sind. Aus diesem Grund ist der eingebaute
Abgleichgeno mit niedriger Frequenz laufend.
Wir haben das immer die Studenten durchführen lassen, keiner vergisst
es! Probier es selber...
>Nein, das ist unsinnig. Das einzige was Du dann "justieren" kannst ist>die Gesamtamplitude da bei dieser hohen Frequenz nur noch die>Kapazitäten wirksam sind. Aus diesem Grund ist der eingebaute>Abgleichgeno mit niedriger Frequenz laufend.
Es gibt aber auch Tastköpfe, die mehrere Abgleichelemente für
unterschiedliche Frequenzbereiche haben...
Dietrich L. schrieb:> ... Und ein Oszi sollte eigentlich einen Abgleichgenerator haben, der zu> seine Daten (Grenzfrequenz) passt.
Ja, das wäre wünschenswert, entspricht aber meistens nicht der Realität.
Bei den meisten modernen Oszis verdient der interne Ableichgenerator
diesen Namen eigentlich nicht.
Für einen HF-Abgleich braucht man entweder ein ziemlich teures Oszi oder
einen separaten Abgleichgenerator.
Danke für die Antworten.
Dietrich L. schrieb:> Und ein> Oszi sollte eigentlich einen Abgleichgenerator haben, der zu seine Daten> (Grenzfrequenz) passt.Johannes E. schrieb:> Ja, das wäre wünschenswert, entspricht aber meistens nicht der Realität.> Bei den meisten modernen Oszis verdient der interne Ableichgenerator> diesen Namen eigentlich nicht.
Ich habe folgendes festgestellt: An normalen Tischoszilloskopen war bei
50ns..20ns pro Kästchen, genau weiß ich es nicht mehr, das Testsignal
eine Rampe. Deshalb meine Frage. Es handelt sich um ein Oszil. mit 1GS
bzw. 50MHz.
Wenn ich über den Daumen rechne, passt das mit Dietrichs Aussage gut
zusammen: Der Generator ist auf 50MHz bandbegrenzt, also liegt die
Anstiegszeit des Signals bei höchstens 20ns.
Für die "richtigen" Messungen bekomme ich ein LeCroy Waverunner ??? mit
10GS. Der Gedanke, dass der Abgleichgenerator darin wahrscheinlich
steilere Flanken erzeugt, ist mir nicht gekommen.
Ich werde es ausprobieren!
Danke und Gruß
Egon
Egon H. schrieb:> Ich habe folgendes festgestellt: An normalen Tischoszilloskopen war bei> 50ns..20ns pro Kästchen, genau weiß ich es nicht mehr, das Testsignal> eine Rampe.
Wenn Du das Signal mit dem gleichen Oszi misst, weißt Du natürlich
nicht, ob das Signal nicht steiler ist oder das Oszi es wegen seinen
50MHz nicht besser darstellen kann.
> Der Generator ist auf 50MHz bandbegrenzt
Der Generator wird bestimmt nicht extra bandbegrenzt sein, höchsten "von
Natur aus" nicht schneller.
In diesem Frequenzbereich sollte es allerdings kein Problem und kein
großer Aufwand sein, ein Rechteck mit steileren Flanken zu erzeugen.
Gruß Dietrich
Mit dem Abgleich stellst Du nicht den Tastkopf allein ein, sondern passt
den Tastkopf an den Oszi-Eingang an.
D.h. beim Wechseln muss ein neuer Abgleich erfolgen.
Bei hochwertigen Tastköpfen gibt es mehrere Einstellungen, die sich auf
Amplitude, Überschwingen, Rise-Time, Rechteckform ... auswirken.
Bei der P6015 High Voltage Probe sind es z.B. 4 Rs und 3 Cs.
eProfi schrieb:> Bei hochwertigen Tastköpfen gibt es mehrere Einstellungen, die sich auf>> Amplitude, Überschwingen, Rise-Time, Rechteckform ... auswirken.>>>> Bei der P6015 High Voltage Probe sind es z.B. 4 Rs und 3 Cs.
Dazu benötigt man aber ein Rechteckgenerator , der auch 1MHz erzeugen
kann, mit entsprechend steile Flanken.
Von Hameg gab es mal einen Abgleichgenerator HZ64 oder ähnlich nannte
der sich. Der war im Preis halbwegs erschwinglich.
Ralph Berres
Wenn du das in einer Firma machen willst dann gehe zu deinem Chef und
lass ein gescheites Oszi kaufen. Wir verwenden aus diesem Grund nur noch
mindestens 500mHz Bandbreite bei 4GS. Das hat bei uns jeder als
Standard. Das ist de facto billiger als wegen ungenauen Messungen
"Scheiße" zu fabrizieren. Wenn es noch genauer sein soll haben wir noch
was besseres was dann aber von allen zusammen genutzt wird.
Was nützt dir ein super abgeglichener Tastkopf wenn bei 50Mhz die 3dB
Grenze erreicht wird?
Ich glaube einige von euch gehen von anderen Voraussetzungen aus, als
sie vorliegen...
Ich bekomme für die Messungen ein "gescheites" Oszil. mit ausreichender
Bandreite und dazu passende Tastköpfe. Mich haben die Versuche mit den
Tischoszil. irritiert, weil ich in der Materie noch neu bin.
Mein Betreuer hat mir das Tischoszil. nur zum Einarbeiten gegeben.
Mein Gedankenfehler hat sich vorallem dank Dietrich L. aufgeklärt,
nämlich, dass die Abtastrate des Oszil. und die Eckfrequenz des
Eingangsverstärkers zwei Paar Schuhe sind.
Egon
Egon H. schrieb:> Der Generator ist auf 50MHz bandbegrenzt, also liegt die> Anstiegszeit des Signals bei höchstens 20ns.
Als Faustregel rechnet man:
Bandbreite [MHz] = 350 / Anstiegszeit [ns].
Mit 50 MHz Bandbreite sollte das Oszi also eine Anstiegszeit von ca. 7
ns erreichen. Wenn es langsamer ist, dann liegt es entweder am Generator
oder am Tastkopf.
Egon H. schrieb:> Wo kommt diese Faustregel her?
Was meinst du damit? Wer diese Formel herausgefunden hat, kann ich nicht
sagen. Die ist auch nicht mathematisch exakt, man kann sie also nicht
direkt herleiten.
In der Praxis stimmt sie relativ gut; das kannst du selber nachprüfen,
indem du dir mal die Datenblatt-Angaben von Oszilloskopen für
Anstiegszeiten und Bandbreite anschaust.
Johannes E. schrieb:> Die ist auch nicht mathematisch exakt, man kann sie also nicht> direkt herleiten.
Ich hab jetzt mal versucht, das zu berechnen:
Bei einem Tiefpass erster Ordnung mit Grenzfrequenz f_g schwingt das
Signal in einer e-Funktion ein mit der Zeitkonstante
Die e-Funktion ist:
Die Anstiegszeit ist definiert als die Zeit, in der das Signal von 10%
auf 90% ansteigt, also 0.1 < x < 0.9. Wenn man das für x einsetzt und
nach t auflöst, bekommt man als Anstiegszeit:
Die Abschätzung mit 350 ist also schon ziemlich genau.
Kai Klaas schrieb:> Der Umrechnungsfaktor schwankt bei den Oszis aber teilweise:
Ja, das kommt vermutlich daher, dass man bei sehr schnellen Scopes nicht
mehr mit einem Tiefpass 1. Ordnung rechnen kann. Bei höherer Ordnung
passt die Formel nicht mehr.
