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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DSO-Messungen plausibel ?


Autor: Cordon Bleu (Gast)
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Hallo!

Ich habe mein neues DSO angeworfen und an einem Steckbrett-Aufbau 
herumgemessen. Es scheint heftige Überschwinger (vor allem beim Takt) zu 
geben, die ich  mir nicht so recht erklären kann. Ich habe den Tastkopf 
an dem 1kHz-Anschluss auf ein sauberes Rechtecksignal abgeglichen 
(sowohl bei 1x als auch 10x vor dem Messen).

Die Verbindung vom Taktgenerator zum AVR scheint mir nicht sehr lang zu 
sein, und auch die Masseleitung ist kurz gehalten. Habe ich mich 
vielleicht vermessen ?

Der AVR gibt eine 3-Bit-Folge von 000 bis 111 aus, das geht durch den 
74HC244-Puffer und kommt auf den R2R der mit etwa 70 Ohm gegen Masse 
geht.

: Verschoben durch Moderator
Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Cordon Bleu schrieb:
> Es scheint heftige Überschwinger (vor allem beim Takt) zu geben

Das ist kein Wunder; so ein Steckbrett ist von einer ideal und sauber 
aufgebauten Schaltung weit entfernt; Du hast zwar Abblockkondensatoren 
für die Versorgungsspannung eingebaut, aber zwischen denen und den 
Versorgungsspannungsanschlüssen der Bauteile ist viel Draht und viele 
Federkontakte.

Wo hast Du die Masseleitung Deines Tastkopfs angeschlossen?

Autor: Cordon Bleu (Gast)
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Rufus Τ. F. schrieb:
> Wo hast Du die Masseleitung Deines Tastkopfs angeschlossen?

Immer in der Nähe des zu messenden Signals. Ich habe alle Messungen 
(ausser die R2R-Ausgangs-Rampe) im 10x-Modus gemacht.

Kommen die verschliffenen Signale am R2R-Eingang von den langen 
schwarzen Drahtbrücken oder ist der 74HC244 zu stark belastet ? Das 
R2R-Netzwerk besteht aus 700/1400/2800 Ohm über 75 Ohm gegen Masse.

Autor: Teo Derix (teoderix)
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Übergaswiderstände nicht vergessen, oft hilft schon an den Drähten zu 
wackeln.
zB. der Oszillator hat eigentlich zu dünne Beine, für ein Steckbrett. 
Funst eventuell nicht in allen Löchern gleich gut.

Autor: karadur (Gast)
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Probier mal einen Eigenbau-Tastkopf aus einem RG58-Kabel und einem 50R 
am Scope als Terminierung und 470R als Prüfspitze.

Autor: A. K. (prx)
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Tastkopf mit üblichem Krokoklemmenkabel? Die Überschwinger bei 18 MHz 
und 9 Mhz kommen möglicherweise daher.

Zieh dieses Massekabel raus, ebenso die vordere Tastkopfabdeckung, so 
dass der blanke Teil der Tastkopfmasse zum Vorschein kommt. Nun 
schliesse diese Tastkopfmasse so kurz wie möglich an den Masseanschluss 
des Osz/ICs an, aus dem das Signal kommt. Wenn für den Tastkopf keine 
entsprechende Kontaktfeder vorhanden ist, ggf. Blankdraht rumwickeln, 
irgend sowas.

: Bearbeitet durch User
Autor: Teo Derix (teoderix)
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A. K. schrieb:
> Blankdraht rumwickeln, irgend
> sowas.

Kugelschreiber-Feder

Autor: A. K. (prx)
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Wenn das DSO mangels Bandbreite alles jenseits der x. Oberwelle des 
Signals kappt, dann sieht das Ergebnis ungefähr so aus:
https://de.wikipedia.org/wiki/Rechteckschwingung#F...

: Bearbeitet durch User
Autor: Peter (Gast)
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A. K. schrieb:
> Wenn das DSO mangels Bandbreite alles jenseits der x. Oberwelle des
> Signals kappt, dann sieht das Ergebnis ungefähr so aus:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Rechteckschwingung#F...
Diese Bilder gelten für ein ideales Kappen der Frequenzen. Praktisch 
werden die hohen Frequenzanteile "nur" gedämpft und bekommen noch ne 
Phasenschiebung.

Autor: A. K. (prx)
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Peter schrieb:
> Diese Bilder gelten für ein ideales Kappen der Frequenzen. Praktisch
> werden die hohen Frequenzanteile "nur" gedämpft und bekommen noch ne
> Phasenschiebung.

Ich wollte damit nur klarstellen, dass man bei einem DSO von 
beispielsweise 100 MHz Bandbreite und einem steilflankigen 18 MHz Signal 
nicht unbedingt eine genaue Rechteckkurve erwarten sollte.

Autor: Frank L. (hermastersvoice)
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was für ein DSO ist es denn eigentlich? Hoffentlich keins dieser 
Spielzeuge aus der Bambushütte.

Autor: A. K. (prx)
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Wobei auch der Tastkopf selbst eine Rolle spielen kann. Oben der bei 
einem älteren 100 MHz Rigol mitgelieferte Tastkopf, unten ein Testec. 
Gleiches Signal, direkte Masseanbindung ohne Kabel.

: Bearbeitet durch User
Autor: karadur (Gast)
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Teste mal mit dem Eigenbau. Ist aus einer App. von TI.


Mal als Vergleich: im Bild gelb der original Tastkopf von Tek.

blau ist der Teiler 50R/470R

Autor: Robert M. (r0bm)
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Cordon Bleu schrieb:
> Ich habe mein neues DSO angeworfen und an einem Steckbrett-Aufbau
> herumgemessen. Es scheint heftige Überschwinger (vor allem beim Takt) zu
> geben, die ich  mir nicht so recht erklären kann.

Der geringe Ausgangswiderstand des Taktgenerators bildet zusammen mit 
der Induktivität der Verbindungsleitung und der Eingangskapazität des 
daran angeschlossenen Tastkopfes ein RLC-Netzwerk (gedämpfter 
Schwingkreis).
Um Überschwinger zu minimieren kann u.a. der ohmsche Anteil des 
RLC-Netzwerkes vergrößert werden, indem am Ausgang des Taktgenerators 
ein entsprechender Serienwiderstand (mit >=100Ohm testen) eingebaut 
wird.

Autor: Cordon Bleu (Gast)
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Korrektur:

Die 2 Messungen am R2R-Netzwerk erfolgten im 1x-Modus des Tastkopfes!
Ich habe da nochmal im 10x-Modus gemessen und es waren tatsächlich 
schöne eckige Treppen (mit Überschwingern und Störspitzen) zu sehen.

Aber 0,7V (in 8 Stufen aufgeteilt) über einen 10x-Tastkopf zu messen 
scheint mir etwas ungünstig.


Weiss vielleicht jemand was das für kleine Spitzen sind, die man im 
Signal (9 MHz) am R2R sieht ? Wird da irgendein Radiosender empfangen ? 
Es müssten ja über 100MHz sein.


Übrigens ist es dieses neue Siglent SDS1202X-E DSO. Wie es aussieht sind 
die Tastköpfe im 1x-Modus nicht sehr geeignet für höhere Frequenzen, 
weil das Signal soetwas wie eine Kondensator-Ladekurve abbekommt.

Autor: jz23 (Gast)
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Cordon Bleu schrieb:
> Die 2 Messungen am R2R-Netzwerk erfolgten im 1x-Modus des Tastkopfes!
> Ich habe da nochmal im 10x-Modus gemessen und es waren tatsächlich
> schöne eckige Treppen (mit Überschwingern und Störspitzen) zu sehen.
>
> Aber 0,7V (in 8 Stufen aufgeteilt) über einen 10x-Tastkopf zu messen
> scheint mir etwas ungünstig.

hust Also meine Tastköpfe (Mitgeliefert von Rigol) sind im 1x Bereich 
nur bis 35MHz spezifiert. Da ist es kein Wunder, dass dein 18MHz Signal 
nicht mehr besonders rechteckig ist. Vielleicht mal vorm Messen ins 
Datenblatt/Anleitung vom Messgerät schauen? ;-)

Autor: A. K. (prx)
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Cordon Bleu schrieb:
> Weiss vielleicht jemand was das für kleine Spitzen sind, die man im
> Signal (9 MHz) am R2R sieht ?

Durch die Signalflanke hervorgerufene gedämpfte Oszillation.

Liest du auch ab und zu mal die Antworten?

> die Tastköpfe im 1x-Modus nicht sehr geeignet für höhere Frequenzen,
> weil das Signal soetwas wie eine Kondensator-Ladekurve abbekommt.

Genau das ist es auch. Im 1x Modus stellt das Tastkopfkabel eine für 
höhere Frequenzen mörderische Kapazität dar. Steht auch garantiert 
irgendwo im Handbuch.

: Bearbeitet durch User
Autor: Cordon Bleu (Gast)
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A. K. schrieb:
> Cordon Bleu schrieb:
>> Weiss vielleicht jemand was das für kleine Spitzen sind, die man im
>> Signal (9 MHz) am R2R sieht ?
>
> Durch die Signalflanke hervorgerufene gedämpfte Oszillation.

Es schien mir aber eine konstante Frequenz zu haben ... naja heute sind 
die Spitzen irgendwie kleiner - vielleicht hat etwas die Schaltung 
gestört anstatt umgekehrt  :-)


Auf jeden Fall habe ich schnell neu gemessen und Fotos gemacht, denn ich 
glaube ich habe es nicht richtig beschrieben. Übrigens sieht das "18MHz 
Rampe im 10x Modus"-Signal etwa genauso aus wenn man es durch ein 
VGA-Kabel jagt das (erst am anderen Ende) mit 70 Ohm terminiert ist. Ich 
hoffe dass diese komischen Störungen auf den Rampen einen Mittelwert 
bilden - immerhin soll das ja an ein VGA-Empfangsgerät gehen.

Autor: A. K. (prx)
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Cordon Bleu schrieb:
> hoffe dass diese komischen Störungen auf den Rampen einen Mittelwert
> bilden

Abgesehen davon, dass der Steckbrett-Aufbau ebenso dazu beitragen kann, 
entsteht das Ringing beim 9 MHz Rechteck überhaupt erst durch den 
Tastkopf.

> Es schien mir aber eine konstante Frequenz zu haben

Sowas soll bei Oszillationen schon vorgekommen sein.

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Autor: Wolfgang (Gast)
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Cordon Bleu schrieb:
> Wird da irgendein Radiosender empfangen ?
> Es müssten ja über 100MHz sein.

Vor allen Dingen müsste dessen Sendeantenne halbwegs direkt bei dir 
hinterm Haus stehen, damit er an deinem Aufbau Signale im 100mV-Bereich 
erzeugt.

Autor: A. K. (prx)
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Wolfgang schrieb:
> Vor allen Dingen müsste dessen Sendeantenne halbwegs direkt bei dir
> hinterm Haus stehen, damit er an deinem Aufbau Signale im 100mV-Bereich
> erzeugt.

So ungefähr hatte ich das mal. Ein analoger 20 MHz Hameg triggerte sehr 
regelmässig alle paar Sekunden und zeigte in vollständig abgedunkeltem 
Raum dann einen Peak. Es war das Radar des nahe gelegenen Flughafens.

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Autor: Cordon Bleu (Gast)
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Es kann sein dass der PC nebst Monitor eingeschaltet war als ich die 
Messungen vornahm. Das DSO stand dabei 20cm vor dem Monitor, es könnte 
das HDMI-Signal eingestreut haben.

A. K. schrieb:
> Abgesehen davon, dass der Steckbrett-Aufbau ebenso dazu beitragen kann,
> entsteht das Ringing beim 9 MHz Rechteck überhaupt erst durch den
> Tastkopf.

Habe ich dann keine Möglichkeit die reale Signalform meiner Schaltungen 
anzusehen, weil der Tastkopf im 10x-Modus immer überschwingt ?

Autor: A. K. (prx)
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Cordon Bleu schrieb:
> Habe ich dann keine Möglichkeit die reale Signalform meiner Schaltungen
> anzusehen, weil der Tastkopf im 10x-Modus immer überschwingt ?

Beitrag "Re: DSO-Messungen plausibel ?"

Autor: Peter (Gast)
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Cordon Bleu schrieb:
> Habe ich dann keine Möglichkeit die reale Signalform meiner Schaltungen
> anzusehen, weil der Tastkopf im 10x-Modus immer überschwingt ?

Wurde schon geschrieben, zum Beispiel hier:
Beitrag "Re: DSO-Messungen plausibel ?"
Beitrag "Re: DSO-Messungen plausibel ?"

Genau genommen kannst nie das reale Signal ansehen. Erstens wird das 
Signal durch die Messung verzerrt, zweitens siehst du auf dem 
Oszilloskop immer nur eine annähernde Repräsentation.

Autor: A. K. (prx)
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Cordon Bleu schrieb:
> Es kann sein dass der PC nebst Monitor eingeschaltet war als ich die
> Messungen vornahm. Das DSO stand dabei 20cm vor dem Monitor, es könnte
> das HDMI-Signal eingestreut haben.

Wohl kaum. Wesentlich einflussreicher wäre ein Röhrenmonitor. Aber nicht 
für das hier.

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Autor: Teo Derix (teoderix)
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Cordon Bleu schrieb:
> Fotos gemacht

(hust... Handbuch gug!)

Autor: A. K. (prx)
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Resistiver Tastkopf im Selbstbau:
http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm

Ebendies dürfte karadur hier gemeint haben:
Beitrag "Re: DSO-Messungen plausibel ?"

Das eine solche Probe auf das R2R Netzwerk einigen Einfluss hat sollte 
klar sein. Wenn man hohe Impedanz mit bester Genauigkeit verbinden will, 
landet man bei FET-Probes, und die sind recht teuer.

Aber in deinem Fall sollte es ausreichen, wie schon erwähnt die 
Masseverbindung zu optimieren.

: Bearbeitet durch User
Autor: Cordon Bleu (Gast)
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Danke für die Empfehlung der Masse-Feder!

Ich habe es gleich ausprobiert und es hat sich tatsächlich etwas 
verbessert.
Ich hätte nicht gedacht dass bereits die kurze Masseleitung zur 
Krokoklemme soviel ausmacht.

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