Hallo Leute! Spiele gerade mit meinem neuen Picoscope 2206B herum... jetzt bin ich verwirrt: Es hat eine Bandbreite von 50 MHz, ich kann aber Schwingungen mit 83 MHz messen. Mehr noch, das Ding nimmt jede Nanosekdunde einen Datenpunkt auf. Dann hätte es doch nach Abtasttheorem 500 MHz?! Die Messung mach ich an einem Schaltwandler mit Trafo und habe festgestellt, dass zwischen den beiden Massen (Primär/Sekundärseite) hochfrequente Störungen von mit ca. 150mV Amplitude und 83 MHz auftreten, was ein bisschen mistig ist... Hat jemand ne Idee wie man das wegbekommt? VG Christoph
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Der Frequenzgang verläuft wie ein Tiefpass 1. Ordnung. Bei 50MHz zeigt dein Oszi nur noch ca. 71% der "wahren" Amplitude an (-3dB).
Christoph M. schrieb: > jetzt bin ich verwirrt: > Es hat eine Bandbreite von 50 MHz, ich kann aber Schwingungen mit 83 MHz > messen. Mehr noch, das Ding nimmt jede Nanosekdunde einen Datenpunkt > auf. Dann hätte es doch nach Abtasttheorem 500 MHz?! Naja, es hat halt eine analoge Bandbreite von 50 MHz, das heißt aber nicht, dass es wie ein idealer Tiefpass wirkt und alles darüber abschneidet. Es werden lediglich die Signale über 50 MHz gedämpft. Und das Abtasttheorem wird zwar bis 500 MHz (Bei 1 GS/s) eingehalten; dann hätte man aber nur zwei Punkte. Daraus ließe sich zwar mit etwas Mathematik und Magie ein SINUS rekonstruieren; bei Signalen, die von einem idealen Sinus abweichen (sprich, Oberwellen enthalten) wirst du aber Probleme mit einer Unterabtastung bekommen. Wenn du Signale über 50 MHz messen willst, dann musst du den Frequenzgang noch mit berücksichtigen (den man meist selbst aufnehmen müsste, weil nicht bekannt). Auch müssen deine Störungen nicht zwangsweise vorhanden sein; sie können auch ein Messfehler sein - eben weil dein "ideales" Rechteck durch den Tiefpass gedämpft bzw. verändert wird.
Messe an den gleichen Punkten mal mit kurzgeschlossenem Tastkopf, also GND Kroko an der Messspitze. Möglich das Dein Messergebniss fast das gleiche ist. Ansonsten helfen nur kurze Verbindungen mit großer Oberfläche. Durch den Skin Effekt helfen massive Leiter nicht. HF Litze oder breite Kupferflächen. Bei Messungen an Schaltnetzteilen muß man versuchen zu interepretieren ob das was man misst wirklich da ist und was von dem was da ist garnicht mehr gemessen wird.
Stefan S. schrieb: > Und das Abtasttheorem wird zwar bis 500 MHz (Bei 1 GS/s) eingehalten; > dann hätte man aber nur zwei Punkte. Bei zwei Kanälen gilt sowieso nur noch die halbe Abtastrate. 10 Abtastungen pro Wellenzug gilt normalerweise als aureichend. Werden es weniger Abtastpunkte bei z.B. 83MHz sind die Abwei- chungen zwischen "echter" und angezeigter Kurvenform zunehmend grösser. Diese Abweichungen werden Aliasing genannt.
Michael K. schrieb: > Messe an den gleichen Punkten mal mit kurzgeschlossenem Tastkopf, also > GND Kroko an der Messspitze. > Möglich das Dein Messergebniss fast das gleiche ist. Ja du hast Recht... wenn ich GND Kroko und Messpitze auf die Masse der Sekundärseite klemme, dann sehe ich auch die Störungen. Die Masse des Oszis ist allerdings auch mit Laptop und Labornetzteil verbunden, sodass die Sekudäre Seite dann denke ich einen hochfrequenten Strom in die Tastspitze einspeisen wird. Auf der Primärseite ist die Störung ca. um den Faktor 10 kleiner.
Harald W. schrieb: > 10 Abtastungen pro Wellenzug gilt normalerweise als aureichend. > Werden es weniger Abtastpunkte bei z.B. 83MHz sind die Abwei- > chungen zwischen "echter" und angezeigter Kurvenform zunehmend > grösser. Diese Abweichungen werden Aliasing genannt. Nein. Aliasing im Sinne der Abtastung bei digitalen Systemen hat mit den angestrebten 10 Abtastungen pro Wellenzu nichts zu tun. Von Aliasing spricht man, wenn durch Unterabtastung, also bei einer Abtastfrequenz unterhalb vom Doppelten der höchsten Signalfrequenz, im abgetasteten Signal plötzlich falsche Frequenzen auftreten. Ein Extremfall wäre bspw., dass ein Sinus mit einer Frequenz minimal unterhalb der Abtastfrequenz als ganz langsamer Sinus erscheint, nämlich mit der Differenzfrequenz zur Abtastfrequenz. https://de.wikipedia.org/wiki/Alias-Effekt
Christoph M. schrieb: > Es hat eine Bandbreite von 50 MHz, ich kann aber Schwingungen mit 83 MHz > messen. Mehr noch, das Ding nimmt jede Nanosekdunde einen Datenpunkt > auf. Dann hätte es doch nach Abtasttheorem 500 MHz?! Ist normal. Bandbreite von 50 MHz bedeutet eben nicht, dass dein Oszi "nur" mit 50 MHz abtastet, im groben bedeutet das idR immer nur, dass der Eingangsfilter eine Grenzfrequenz von mindestens 50 MHz hat (er darf aber auch 100 MHz haben) ;) Wolfgang schrieb: > Ein > Extremfall wäre bspw., dass ein Sinus mit einer Frequenz minimal > unterhalb der Abtastfrequenz als ganz langsamer Sinus erscheint Geht extremer: Sinus mit der Abtastfrequenz und man tastet immer im Nulldurchgang ab. Dann siehts so aus als wäre da nichts. Oder wie mein alter Meister immer meinte: Die Phase ist nicht gefährlich sofern man sie zur rechten Zeit los lässt ;)
Wolfgang schrieb: >> Diese Abweichungen werden Aliasing genannt. > > Nein. Aliasing im Sinne der Abtastung bei digitalen Systemen hat mit den > angestrebten 10 Abtastungen pro Wellenzu nichts zu tun. > > Von Aliasing spricht man, wenn durch Unterabtastung, also bei einer > Abtastfrequenz unterhalb vom Doppelten der höchsten Signalfrequenz, im > abgetasteten Signal plötzlich falsche Frequenzen auftreten. Ich würde sagen, Abweichungen der Kurvenform sind auch schon bei zehnfach statt zweifach Abtastung sichtbar. In Oszillos- kopen werden aber oft irgendwelche Glättungsalgorithmen ver- wendet. Manchmal machen diese das Ergebnis aber eher schlimmer als besser.
Schau her: http://ueba.elkonet.de/static/ueba/kundenauftraege/elkonet.de/upload/bildungscommunity/kernauftrag_02/fachtheorie/bfe_fourieranalyse.jpg Die fette blaue Linie zeigt ein Rechtecksignal, wenn man es mit 17-facher Frequenz abtastet. Ich denke, das liegt schon hart an der Schmerzgrenze. Bei geringerer Abtastrate wird es noch stärker verzerrt und ist dann nicht mehr wirklich als Rechteck-Signal erkennbar. Hier werden schlechte Beispiele von einem Sinus Signal mit zu niedriger Abtastrate gezeigt: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRYmh1363kDEW9fC6NtrG_3tsMJMh7aPuJTowNCnZdYNID9zFK_7Q Auch dort wird das Signal bei 10-Facher Abtastrate (und weniger) bis zur Unkenntlichkeit verzerrt.
Harald W. schrieb: > 10 Abtastungen pro Wellenzug gilt normalerweise als aureichend. > Werden es weniger Abtastpunkte bei z.B. 83MHz sind die Abwei- > chungen zwischen "echter" und angezeigter Kurvenform zunehmend > grösser. Diese Abweichungen werden Aliasing genannt. Nein, das stimmt nicht. Ein halbwegs vernünftiges Oszi macht sin(x)/x-Rekonstruktion bei hohen Sampleraten, und die ist bis >2 Samplepunkte pro Wellenlänge exakt korrekt. Es gibt hier nur die Verzerrung durch den Tiefpass. Aliasing gibt es erst, wenn du <= 2 Samplepunkte pro Wellenlänge hast.
Mein altes Philips Combiscope PM3350A* schafft es, bei einer angegebenen Bandbreite Flanken mit 2 ns (10%/90%) darzustellen! Ganz klar eine Verletzung jeder Fuesik. *) verwendeter Tastkopf: Hantek PP200
Harald W. schrieb: > Ich würde sagen, Abweichungen der Kurvenform sind auch schon > bei zehnfach statt zweifach Abtastung sichtbar. Wenn du an die Grenzen des Abtasttheorems gehst, gibt es keine unterschiedlichen Kurvenformen mehr. Die Aussage "höchste Signalfrequenz echt kleiner als die halbe Abtastfrequenz" bezieht sich genau auch auf die vorhandenen Oberwellen. Und die Oberwellen bestimmen die Form, sofern sie von einem reinen Sinus abweicht.
Die kürzestmögliche Antwort habe ich wohl überlesen: Abtastfrequenz (ADC-Frequenz) ist nicht Analogbandbreite (3dB Eingangsdämpfung bei dieser Frequenz). Mein TPS2024B hat 200MHz Analogbandbreite bei 2GS/s Abtastrate.
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Wenn ich das so lese, hast Du 2 Fragen 1.Warum ein Oszi noch 83 MHz anzeigt, ist normal. 2.Wie diese 83MHz in Deine Schaltung kommen. Da könnte am Aufbau liegen. 3.Steile Impulse erzeugen schöne Oberwellen
oszi40 schrieb: > Wenn ich das so lese, hast Du 2 Fragen > > 1.Warum ein Oszi noch 83 MHz anzeigt, ist normal. > 2.Wie diese 83MHz in Deine Schaltung kommen. Da könnte am Aufbau liegen. > 3.Steile Impulse erzeugen schöne Oberwellen Ja, genau. Gerade an den Punkten 2. und 3. grübel ich noch. Habe einen 1nF-Kondi von Masse primär zu Masse sekundär gelötet und die Störungen werden circa um Faktor 4 kleiner. Habe den Effekt auch simuliert, mit 30pF parasitären Kapazitäten von Primär- zu Sekundärwicklung und bekomme diesselben Effekte. Eigentlich will ich keinen Kondi zwischen Primär- und Sekundärteil haben. Vielleicht bringt ein besserer Trafo mit weniger als 30pF parasiätrer Kapazität etwas. Die Flankensteilheit bekomme ich mit der aktuellen Schaltung nicht weg, hab schon gegrübelt und versucht die Flanke zu "verschleifen", aber das mag der IC nicht (Stromabschaltung) und am Ende sinkt der Wirkungsgrad. Also nicht so einfach wie ich finde...
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