Hallo,
ich hab mich heute mal mit unserem Oszilloskop ein wenig auseinander
gesetzt und da ist mir im FFT-Modus aufgefallen, dass er eine Menge
Spektrallinien anzeigt, obwohl am Eingang nichts angeschlossen war. Hab
zunächst vermutet, dass der Eingang als kleine Empfangsantenne wirkt,
also hab ich den Kanal angepasst abgeschlossen. Dadurch sind ein paar
Spektrallinien verschwunden, aber dennoch eine ganze Menge stehen
geblieben. 2 oder 3 hatten sogar einen beachtlichen Pegel!
Ich dachte mir das er vielleicht jetzt irgendwie die Eigenfrequenzen
anzeigt. Also von irgendwelchen internen Oszillatoren und evtl. noch
dessen Oberwellen bzw. Subharmonische.
Aber ist das normal? Ich meine das kann ja doch sehr verwirrend wirken.
Und war sicherlich kein billiges Oszilloskop!
Hab die Spektrallinien jetzt wegbekommen, indem ich den angepasst,
abgeschlossenen Kanal vom "Messkanal" subtrahiert und daraus die FFT
gebildet habe. Aber hat da jemand ein paar Informationen zu dem Thema?
Hab wirklich lange gesucht und nirgends eine Erklärung gefunden!
Gruß
Auch Spektrumanalysatoren haben in gewissen Grenzen Eigenstörer. Ein
Oszilloskop wird immer ein wenig Störsignale am Eingang haben, die
tauchen manchmal auch bei A/B-Triggerung auf, wenn man das Signal in den
Bereich der Triggerschwelle abschwächt. Daher ist auch in der
log-Darstellung etwas davon zu sehen.
einfach "nichts" anzuschliessen, sprich, die Eingänge einfach offen zu
lassen, ist nicht gut. Ohne ordentlichen Abschluss kannst Du keine
Aussage darüber treffen, welche "Frewuenzen" dein Analyzer selbst
produziert.
Vielen Dank Petra, werde ich mir morgen in Ruhe durchlesen.
@ Klaus: Hab doch geschrieben, dass ich ein 50 Ohm Abschlusswiederstand
auf den Kanal gesteckt habe. Oder wird das anders gemacht?
Aber erstmal lese ich das von Petra bevor ich weiterfrage. Vielleicht
finde ich ja dort eine Antwort.
Gruß
Wenn ich es richtig verstehe, verwendest Du ein Oszilloskop. Da bei
diesen meist mehrere ADCs zeitversetzt das Eingangssignal abtasten,
entstehen durch die unterschiedlichen Offset- und Verstärkungsfehler der
ADCs Spektrallinien nach der FFT.
Beispiel:
Am Eingang des Oszis wird eine konstante Spannung angelegt. Da jeder der
ADCs die konstante Spannung leicht unterschiedlich in seinem Wert
abtastet, entsteht eine periodische Störung, die im Spektrum als
Spektrallinie gesehen wird. Anhand der Frequenzen dieser Spektrallinien
kann abgeschätzt werden, wieviele ADCs verwendet werden.
Weitere mögliche Fehlerquellen sind:
+ der Clock der ADCs ist nicht sauber genug. Dies bildet sich im
Spektrum ab.
+ die Schirmung in Oszis sind bei weitem nicht so aufwendig, wie in
Spektrumanalysatoren. Deshalb können interne Takte (z. B. Prozessor) in
den Eingang übersprechen.
+ sind die Störungen im kHz-Bereich, können DC/DC-Wandler der Grund
sein.
Aufgrund der unterschiedlichen Konzepte (mehrstufige Mischkonzepte)
können selbst günstige Spektrumamalysatoren genauer als teure Oszis
sein. Dafür sind selbst billige Oszis breitbandiger als sehr teure
Spektrumanalysatoren. Jedes Gerät galt eben seine Existenzberechtigung.
Das durch Abziehen eines vorher aufgenommenen Signals die Spektrallinien
verschwinden, überrascht mich ein wenig. Diese würden nur dann
verschwinden, wenn die Phasenlage exakt richtig ist. Ich habe eine Idee,
hängt aber stark von der Art und Weise ab, wie die Erfassung des Oszis
arbeitet.
Markus
Guten Morgen,
also zunächst nochmal: wo steht denn das die Eingänge offen sind? In
meinem ersten Beitrag hab ich doch eindeutig geschrieben:
"Hab zunächst vermutet, dass der Eingang als kleine Empfangsantenne
wirkt, also hab ich den Kanal angepasst abgeschlossen."
Nachdem Klaus Kaiser ebenfalls einen offen gelassenen Eingang vermutet
hat, habe ich diesbezüglich auch noch einmal drauf hingewiesen.
@ Freidhof:
Du hast absolut recht! Im unteren Frequenzbereich habe ich ein
erhebliches Rauschen. Anhand der gemessenen Pegel (mit abgeschlossenen
Kanal) kann ich sehen, dass sich 2 - 3 Frequenzen ganz besonders
abheben. Davon lassen sich wiederrum die Oberwellen bzw. Subharmonischen
erkennen.
Der Versuch zwei Kanäle zu subtrahieren (also ein Kanal mit
Empfangsantenne und ein Kanal mit abgeschlossenen Eingang) und daraus
die FFT zu berechnen klappt tatsächlich nur bedingt. Zunächst dachte
ich, dass die "stehen gebliebenen Spektrallinien" möglicherweise Signale
sind, welche von der Antenne erfasst wurden und stärker sind als die
Eigenfrequenzen des Oszilloskops. Aber da ist mir gestern auch
aufgefallen, dass da was nicht stimmen kann. Welche Idee hättest du denn
noch?
Dann werde ich wohl für einfache Umfeldmessungen nicht um ein
Spektrumanalysator drumherum kommen, falls ich nicht von den ganzen
selbstgenerierten Frequenzen verwirrt werden möchte? Wobei ich bei einem
damals verwendeten "Advantest.." das gleiche Phänomen feststellen
konnte, allerdings mit nur 2 oder maximal 3 Frequenzen ohne Oberwellen
oder sonstwas. War wesentlich angenehmer abzulesen!
Gruß
Achso habe ich ganz vergessen zu erwähnen.
Es handelt sich um ein Lecroy Waverunner 64Xi-A.
http://teledynelecroy.com/oscilloscope/oscilloscopemodel.aspx?modelid=1939
Dort steht zum Thema clock:
Clock Accuracy ≤ 5 ppm @ 25°C (typical) (≤ 10 ppm @ 5-40°C )
Dazu fehlt mir jetzt allerdings jegliche Relation. Kann absolut nicht
einschätzen ob das gut ist oder nicht.
Viele Grüße!
Eine Genauigkeit der Zeitbasis von 5ppm ist OK. Dies erklärt nicht die
Störungen. Ohne weitere genaue Analyse kann man wenig über die Ursache
sagen.
Mögliche Methoden:
- Frequenzen bestimmen
- Störungen abhängig von Vertikalablenkung?
- Kalibrierung laufen lassen
- ...
Das wichtigste ist, dass sich nichts ändert lässt. Wenn's genau sein
muss, ein Spektrumanalyser verwenden...
seackone schrieb:> 2 oder 3 hatten sogar einen beachtlichen Pegel!
Wie viel 'beachtlich' auch immer ist. In dem Fall solltest Du aber auch
im Zeitbereich schöne Schwingungen sehen. Tust Du das?
> Dann werde ich wohl für einfache Umfeldmessungen nicht um ein> Spektrumanalysator drumherum kommen, falls ich nicht von den ganzen> selbstgenerierten Frequenzen verwirrt werden möchte?
Ein SA hat typischerweise einen deutlich höheren Dynamikbereich. Du
wirst dann statt den 3 "künstlichen" Linien so 20-30 aus deiner Umgebung
(SNTs, UKW, DAB/DVB-T, ...) sehen. Deswegen braucht man eigentlich die
dichte EMV-Mess-Kabine, wenn man nicht den Umgebungsdreck sehen will.
BTW: Auch SAs haben Eigenstörungen, die können die aber über Tricks
teilweise wirklich rausrechnen, teilweise aber auch nur kaschieren.
Hallo Sackone
Bin mir nicht sicher ob Dir meine Erfahrung nützen wird.
Vor einiger Zeit, hatte ich u.A. ein ähnliches Problem mit einem
"preiswerteren" Spektrumanalysator der Firma Hameg (Typ HM5006).
Auch mit kurzgeschlossenem Eingag, waren etliche Spektrallinien
vorhanden. Vorallem im unteren Frequenzbereich und teilweise sogar mit
beachtlicher Amplitude.
Ich nahm das Gerät auseinander und führte einige Messungen durch. Es
entstand den Verdacht, dass der Eingangsringmischer (IC mit 4 Dioden)
defekt war. Das war so. Zwei Dioden hatten einen Kurzschluss. Hatte wohl
einmal ein zu starkes Eingangssignal angelegt. Die Ringmischer sind
diesbezüglich sehr empfindlich.
In der Tat nach dem Auswechseln des Dioden-ICs (SMD-Baustein) sah die
Situation viel besser aus. Die starken Geister-Spektrallinien waren weg.
Leider waren immer noch eine unzählige schwache Linien vorhanden. Die
Amplitude und die Anzahl dieser Linien liess sich mit der Berührung des
Blechgehäuses des Tuners oder des ZF-Filetrs stark beeinflussen! Ich
konnte das Problem definitiv beseitigen, indem ich alle
Massenverbindungen zu den Gehäuseeinheiten überprüfte und die
Blech-Gehäsedeckel einiger Einheiten (Tuner + ZF-Filter)mit einem
Lötkolben am jeweiliegn Blech-Gehäuse punktweise zugelötet habe. Nach
dieser Intervention erhielt ich auf der Bildröhre eine saubere glatte
Darstellung ohne ein einzige unerwünsche Spektrallinie.
Nun zwei Fragen, die Du Dir vielleicht stellen kannst:
(1)
Könnte der Eingangsmischer defekte sein. Wenn es so wäre, dann reicht
meistens die Spektrallinie bei 0Hz über den oberen Bildrand hinaus
(2)Kann es sein, dass Dein Gerät einmal repariert und anschliessend
nicht HF-Konform zusammengebaut (Abschirmungsprobleme) wurde?
Wünsche Dir viel Glück...
Vielleicht sollte man grundsätzlich mal festhalten, das die in
Oszillografen implementierte FFT Analyse grundsätzlich nicht den
Dynamikbereich eines echten SAs haben. Das liegt einfach daran, das
Scopes ( bis auf wenige Ausnahmen ) das Eingangssignal nur mit 8 Bit
abtasten, und somit nur 48db Dynamik umfassen. Einige Scopes errechnen
noch weitere 4 Bit, so das man bestenfalls auf ca. 70db Dynamik kommt.
Das wird von fast jedem SA. bereits übertroffen.
Hinzu kommt, das die FFT in den Oszillografen oft nur stiefmütterlich
implementiert sind.
Auch wenn man einen SA nicht in einer abgeschirmten Kabine betreibt,
sollte ohne Signal am Eingang ( selbst bei offenen Eingang ohne
Abschlusswiderstand ) auf dem Bildschirm nur das eigene Rauschen zu
sehen sein. Sind trotzdem einzelnen Linien zu sehen, wäre zunächst mal
zu prüfen, ob exakt diese Linien stärker werden, wenn man ein stück
Draht in den Eingang steckt, bzw. ob es schwächer wird, wenn man den
Eingangsabschwächer rein dreht. Bleiben die Linien unverändert, handelt
es sich in der tat um Eigenpfeifstellen des SAs und sind auf schlchte
Konstruktion des SAs zurückzuführen.
Ralph
