Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Simple Frage zu Oszilloskopen


von Fragender (Gast)


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Hi Leute, eine vermutlich recht einfache Frage...

Wenn ein Oszi eine maximale Anstiegszeit von 3,5ns hat, und man ein 
ideales Rechtecksignal anlegen würde, würde das Oszi dann ebendiese 
3,5ns anzeigen? Sprich, ein Rechtecksignal mit dieser Flankensteilheit, 
obwohl das Rechteck eigentlich ideal ist?

Frage deshalb, weil ich ein (nur) 100MHz Oszi besitze. Dieses hat (aus 
dem Gedächtnis) 3,5ns, aber ich zur Zeit doch recht schnelle 
Rechteckspannungen auswerte.

Wenn ich mich Flanken mit wenigen ns nähere, kann ich die 3,5ns des 
Oszis davon abziehen?

Vielen Dank!

von egonotto (Gast)


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Hallo,

näherungsweise ja. Ebenso gilt näherungsweise für:

ao Anstiegszeit Oszilloskope
as Anstiegszeit Signal
ag sichtbare Anstiegszeit

ag*ag = ao*ao + as*as

MfG
egonotto

von Andreas B. (bitverdreher)


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Den Tastkopf nicht vergessen!

von Fragender (Gast)


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Danke. Vermutlich kann man die Anstiegszeiten nicht einfach addieren? In 
meinem Fall ist es z.B. ein 200MHz Tastkopf am 100MHz Oszi. Wenn der 
Tastkopf z.B. 2ns hat, das Oszi 3,5ns, dann sind das zusammen keine 
5,5ns, sondern die 2ns des Tastkopfs gehen quasi in den 3,5ns des Oszis 
unter, richtig?
Muss es nicht hochgenau wissen, möchte nur in etwa abschätzen können, 
welchen Einfluss das Equipment auf die Messung haben dürfte.

Den im Oszi eingebauten Testoszillator kann man zu dieser Abschätzung 
leider völlig vergessen, der hat Flanken von irgendwas im mehrstelligen 
Mikrosekundenbereich...

von my2ct (Gast)


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Fragender schrieb:
> Wenn ich mich Flanken mit wenigen ns nähere, kann ich die 3,5ns des
> Oszis davon abziehen?

Das Oszilloskop stellt in diesem Fall ein Filter dar. Das Signal, was du 
als Antwort auf ein ideales Rechteck sehen würdest, stellt die 
Sprungantwort deines Filters bzw. das Integral der Impulsantwort dar. 
Die Antwort auf ein reales Signal ist die Faltung deines Signals mit der 
Impulsantwort. Die muss du zurückrechnen (entfalten), um auf die reale 
Pulsform zu schließen.
Die Anstiegszeiten addieren sich nicht einfach, wie du schon richtig 
vermutet hast.

von APW (Gast)


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In einem Hameg-Manual hab ich mal (sinngemäß) die Formel gesehen:

t_ges = SQRT(t_osz^2 + t_tk^2 + t_signal^2)

t_ges:   Die auf dem Oszischirm beobachtete Anstiegszeit
t_osz^2: Anstiegszeit des Oszi
t_tk:    Anstiegszeit Tastkopf
t_signal:Anstiegszeit Signal

Daraus kann man die Signalanstiegszeit errechnen.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Fragender schrieb:
> Den im Oszi eingebauten Testoszillator kann man zu dieser Abschätzung
> leider völlig vergessen, der hat Flanken von irgendwas im mehrstelligen
> Mikrosekundenbereich...

Der ist ja auch nur dazu da, um den Tastkopf zu justieren.

APW schrieb:
> In einem Hameg-Manual hab ich mal (sinngemäß) die Formel gesehen:
>
> t_ges = SQRT(t_osz^2 + t_tk^2 + t_signal^2)

So habe ich das auch in Erinnerung.

von APW (Gast)


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sollte heissen:

t_osz: Anstiegszeit des Oszi

von Blabla (Gast)


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Fragender schrieb:
> aber ich zur Zeit doch recht schnelle Rechteckspannungen auswerte.

Der war gut, du denkst dass du was Ausswertest wenn deine Flanken steil 
sind mit den 100MHz.
Aus dem Bauch heraus würde ich schätzen bis ca. 40ns risetime kannst du 
dir noch anschauen.
Im allgemeinen sagt man Faktor 10 schneller Abtasten als die Bandbreite 
der Flanke ist.
Was willst du denn auswerten? Form, Jitter?
Ich würde dir empfehlen nochmal etwas Literatur rechere zu betreiben 
bevor du deine. Messergebnis bewertest.

von MiWi (Gast)


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Fragender schrieb:
> Hi Leute, eine vermutlich recht einfache Frage...
>
> Wenn ein Oszi eine maximale Anstiegszeit von 3,5ns hat, und man ein
> ideales Rechtecksignal anlegen würde, würde das Oszi dann ebendiese
> 3,5ns anzeigen? Sprich, ein Rechtecksignal mit dieser Flankensteilheit,
> obwohl das Rechteck eigentlich ideal ist?

Es gibt von Linar Tech (nun Analog Design) die legendäre AN47. Auf seite 
21ff sieht man recht gut was mit einem sehr steilflankigem Puls (350pS 
Rise/Fall) passiert wenn damit langsamere Oszis angesteuert werden.

>
> Frage deshalb, weil ich ein (nur) 100MHz Oszi besitze. Dieses hat (aus
> dem Gedächtnis) 3,5ns, aber ich zur Zeit doch recht schnelle
> Rechteckspannungen auswerte.

Und im EEV-Blog gibts auch einen interessanen Thread dazu:

http://www.eevblog.com/forum/projects/yet-another-fast-edge-pulse-generator/?all

Das sind - neben vielen Abschweifungen - auch Screenshots aktueller 
Oszis dabei, die zeigen was die mit einem sehr schnellen Signal (35ps 
Rise/Falltime) machen... Interessant auch weil in der AN47 Samplingoszis 
Stand der Dinge waren, heute aber die Digitalen da einiges mit der 
Signalverarbeitung tricksen können...

von A. S. (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> So habe ich das auch in Erinnerung.

Vielleicht von der allerersten Antwort:

egonotto schrieb:
> ag*ag = ao*ao + as*as

von Andreas B. (bitverdreher)


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A. S. schrieb:
>
> Vielleicht von der allerersten Antwort:

So in etwa, nur daß dort der Tastkopf fehlt. ;-) Ich hatte es in der 
Bedienungsanleitung meines Tastkopfes mal gelesen.

von Egon D. (Gast)


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Fragender schrieb:

> Danke. Vermutlich kann man die Anstiegszeiten
> nicht einfach addieren?

Nein, kann man nicht. Korrekt erkannt. Das ist
aber in diesem Falle zu Deinem Vorteil...


> In meinem Fall ist es z.B. ein 200MHz Tastkopf
> am 100MHz Oszi.

Das ist gut.


> Wenn der Tastkopf z.B. 2ns hat, das Oszi 3,5ns, dann
> sind das zusammen keine 5,5ns, sondern die 2ns des
> Tastkopfs gehen quasi in den 3,5ns des Oszis unter,
> richtig?

Ja, fast.

Wurzel((2ns)^2 + (3.5ns)^2) = Wurzel(4+12.25)ns
= Wurzel(16.25)ns = 4.03ns (!!)


> Muss es nicht hochgenau wissen, möchte nur in etwa
> abschätzen können, welchen Einfluss das Equipment
> auf die Messung haben dürfte.

Orientierungswerte:
Verhältnis 2:1 gibt ungefähr 10% Verschlechterung,
Verhältnis 3:1 gibt ungefähr 5% Verschlechterung.

Ein Tastkopf mit 1.2ns an einem Oszi mit 3.6ns
"verschlechtert" die Gesamtanordnung auf 3.795ns.

Umgekehrt: Wenn Deine Kombination von Oszi und
Tastkopf ca. 4ns Anstiegszeit hat, dann kannst Du
gemessene Signal-Anstiegszeiten bis hinab zu ca. 12ns
ohne Korrektur glauben; die sind höchstens 5% zu lang
gemessen.

Kürzere Zeiten kannst Du immer noch rechnerisch
korrigieren. Beispiel: Du liest eine Anstiegszeit von
10ns ab, dann hatte das Signal real ungefähr
Wurzel((10ns)^2-(4ns)^2) = Wurzel(100-16)ns = Wurzel(84)ns
= 9.2ns Anstiegszeit.

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