Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik BNC Messanschluss auf Platine entwerfen


von Andre M. (abwurfschacht)


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Hallo zusammen,

ich benötige euren Rat bei der Auslegung eines "Messanschlusses" auf 
einer Platine.

In einer studentischen Arbeit habe ich unter anderem die Aufgabe eine 
Schaltung zu entwerfen, bei der das Schaltverhalten eines Relais 
mithilfe eines Oszilloskops aufgezeichnet wird. Die Schaltung soll am 
Ende fest verbaut werden und die Verbindung zum Oszilloskop dauerhaft 
sein, daher würde ich gerne auf angeklemmte Tastköpfe verzichten, 
sondern die Verbindung zwischen Schaltung und Oszilloskop lieber mit 
BNC-Kabeln ausführen.

Mein erster Ansatz war, einfach eine BNC-Buchse auf die Schaltung zu 
löten und ein günstiges BNC-Kabel (50/75Ohm) zu verwenden. Ich habe nun 
allerdings die Befürchtung, dass ich mir hier schon alle möglichen 
Probleme einfange (Fehlanpassung) und am Ende nur Müll beim Oszilloskop 
ankommt.

Ansatz 2: Einen 10:1-Messanschluss designen mit einem 9Meg Widerstand 
und einem variablen Kondensator (parallel) vor dem BNC-Anschluss.
=> Macht das generell Sinn?
=> Klappt das überhaupt mit einem 50Ohm Kabel, oder was benötige ich 
hier?
=> Oder mach ich mir überhaupt viel zu viele Sorgen und die ganzen 
Hochfrequenzeffekte spielen bei mir noch garkeine große Rolle?

Ich bin gerade etwas überfordert, da ich mich sonst eigentlich mehr im 
Bereich der Einsen und Nullen bewege, daher würde mich eure Meinung zu 
dem Thema interessieren.

Gemessen wird am Oszi übrigens mit einer analogen Bandbreite von 20MHz. 
Die Anstiegszeiten sind logischerweise bei einem Relais relativ kurz, 
daher treten durchaus auch Frequenzanteile im MHz-Bereich auf.

von Klimatester (Gast)


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Andre M. schrieb:
> => Oder mach ich mir überhaupt viel zu viele Sorgen und die ganzen
> Hochfrequenzeffekte spielen bei mir noch garkeine große Rolle?

Ja :-)

von HildeK (Gast)


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Andre M. schrieb:
> Gemessen wird am Oszi übrigens mit einer analogen Bandbreite von 20MHz.

... und dann redest du von Hochfrequenztechnik?
Mein HF-Professor hätte gesagt: des is doch olles Gleichstrom ...

von Wolfgang (Gast)


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Andre M. schrieb:
> In einer studentischen Arbeit habe ich unter anderem die Aufgabe eine
> Schaltung zu entwerfen, bei der das Schaltverhalten eines Relais
> mithilfe eines Oszilloskops aufgezeichnet wird.

Bevor du dir Gedanken um irgendwelche Fehlanpassungen machst, 
vergegenwärtige dir mal ganz grob, auf welchen Zeitskalen du dich mit 
einem Relais bewegst.
Bevor du ans Platinendesign gehst, wären vielleicht ein paar Vorversuche 
auf dem Labortisch nicht schlecht.

von Andre M. (abwurfschacht)


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Wolfgang schrieb:
> vergegenwärtige dir mal ganz grob, auf welchen Zeitskalen du dich mit
> einem Relais bewegst.

Gemessen wird ein Bereich von ca. 500us. Ich habe bisher beim 
Schaltvorgang eine Anstiegszeit von etwa 20us gemessen, bzw. 2us/V.
Ich kann es eben schlecht einschätzen in wieweit die fertige Schaltung 
mit irgendeinem Kabel die Messung beeinträchtigt. Lieber vorher mal um 
Rat gefragt, als dass am Ende komische Effekte auftreten.


Vielen Dank auch für die anderen Meinungen! Ich werde den Messanschluss 
dann vermutlich ganz simpel ausführen und einfach nur eine BNC-Buchse 
ohne irgendwas ranmachen.

von Werner H. (werner45)


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...hatte ich auch mal gebaut, um Telegrafenrelais zu justieren.
Bei Umschaltkontakten legt man die Zunge an einen 1:1 Spannungsteiler 
und daran den (beliebigen) Tastkopf. Bei besseren Scopes waren mal 
einlötbare Buchsen beigelegt, in die man den Tastkopf direkt stecken 
konnte.
Der Spannungsteiler ist erforderlich, um den Kontaktöffnungszeitpunkt 
sowie den Schließzeitpunkt zu erfassen. Während der Flugzeit geht das 
Scope auf Mitte. Kontaktpreller sind gut erkennbar.

Gruß - Werner

von GEKU (Gast)


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Was soll gemessen werden? Spannung am Konakt oder Strom durch den 
Kontakt?

Den Strom würde ich als Spannungsabfall an 50 Ohm, die in Serie zum 
Kontakt liegen messen.
Dann ist die Impedanz zum Kabel optimal angepasst.

Für die Spannungsmessung am Kontakt muss ein Tastkopf nachgebildet 
werden.
Das Kabel direkt anzuschließen würde bedeuten eine Kapazität direkt 
parallel zum Kontakt schalten. Die Kapazität ist, je nach Länge des 
Kabels klein, würde aber die Messung und den Kontakt beeinflussen. Der 
Eingangswiderstand des Oszilloskopes würde ebenfalls parallel zum 
Kontakt liegen.

Am besten wäre es einen 10:1 mit 10MOhm  nachzubilden.

von hinz (Gast)


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GEKU schrieb:
> Die Kapazität ist, je nach Länge des
> Kabels klein, würde aber die Messung und den Kontakt beeinflussen.

ca. 100pF/m (RG58)

von Andre M. (abwurfschacht)


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GEKU schrieb:
> Was soll gemessen werden? Spannung am Konakt oder Strom durch den
> Kontakt?

Gemessen wird die Spannung am Kontakt. Das Relais wird dabei mit 
variablen Lasten beschaltet (=>Messung bei unterschiedlichen Strömen 
durch das Relais).

Wenn ich einen 10:1 Tastkopf mit einem 9MOhm nachbilde, spielt dann der 
Wellenwiderstand vom Koax noch eine große Rolle?

von GEKU (Gast)


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Andre M. schrieb:
> spielt dann der Wellenwiderstand vom Koax noch eine große Rolle?

Der Tastkopf hat auch ein Kabel, es ist nur eine Frage der Länge.

von HildeK (Gast)


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GEKU schrieb:
> Der Tastkopf hat auch ein Kabel, es ist nur eine Frage der Länge.

Ja, aber ein besonderes Kabel mit speziellem Aufbau - kein RG58 o.ä..
Ich würde eine zur Tastkopfspitze passende Koaxbuchse besorgen und 
einlöten. Und mit einem Tastkopf messen.

von GEKU (Gast)


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HildeK schrieb:
> passende Koaxbuchse besorgen und einlöten. Und mit einem Tastkopf
> messen.

Ist wohl die beste Lösung.

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