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Kriterien für die Auswahl des passenden Oszilloskops

Kriterien für die Auswahl des passenden Oszilloskops
Digital-Speicheroszilloskop für exakte Werte zur Weiterverarbeitung bei Conrad

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Das Oszilloskop ist neben dem Digitalmultimeter eines der wichtigsten Messgeräte der Elektronik und Elektrotechnik. Entsprechend groß ist die Vielfalt der auf dem Markt angebotenen Oszilloskope. Angefangen bei Handheld-Geräten für den Einsatz im Außendienst über USB-Scopes bis hin zu klassischen Tischgeräten für das Labor. Bei der Auswahl des für bestimmte Messaufgaben am besten geeigneten Oszilloskops sollten Techniker und Ingenieure eine Reihe von Kriterien berücksichtigen, die der folgende Beitrag erläutert.

Die zweifellos wichtigste Spezifikation bei der Auswahl eines Oszilloskops ist die Bandbreite, welche die maximale Frequenz aller Komponenten eines analogen Signals bestimmt, die für das Gerät erfassbar ist. Doch nicht immer ist ein Gerät mit höchster Bandbreite die beste Wahl. Es ist zu empfehlen, je nach Anwendungsfall zu entscheiden. Eine zu hohe Bandbreite kann nämlich auch den Störpegel sowie das Rauschen erhöhen, weil viel mehr störende und verfälschende Signalanteile von außerhalb miterfasst werden. Als Richtwert sollte die Bandbreite eines Oszilloskops mindestens doppelt so groß wie die maximale Frequenz des verlaufenden Signals sein. Für hochfrequente Signale ist eine hohe Bandbreite erforderlich, um zuverlässige Messungen zu gewährleisten und verzerrte Signale zu verhindern.

Durchführung anspruchsvoller Messaufgaben

Anwender, die für ihre Aufgabenstellung eine Bandbreite von 200 MHz benötigen, können sich für das Digital-Speicheroszilloskop DSO-6202FM der Marke Voltcraft entscheiden und damit besonders anspruchsvolle Messaufgaben durchführen. Das Oszilloskop enthält 14-bit-Wandler mit überragenden Leistungsdaten und bietet Technikern und Ingenieuren eine besonders hohe Mess-Performance im Labor und bei Service-Einsätzen.

Falls für bestimmte Messaufgaben eine Bandbreite von 80 MHz ausreicht, kann das besonders wirtschaftliche Digital-Speicheroszilloskop DSO-6084E zum Einsatz kommen.

Ein weiteres Kriterium bei der Auswahl eines Oszilloskops sind Anzahl und Genauigkeit der Kanäle, wobei Anwender zwischen Geräten mit analogen oder digitalen Eingängen wählen können. Je nach Anzahl der zu messenden Signale sollte ein Gerät mit ein bis vier Kanälen angeschafft werden. Das High-End-Gerät DSO-6202FM zum Beispiel bietet zwei analoge Eingänge, die für viele Messaufgaben ausreichen. Falls zwei Analogeingänge nicht ausreichen, können Techniker das DSO-6084E mit vier analogen Eingängen und herkömmlichen 8-bit-Wandlern einsetzen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt für die Kaufentscheidung ist die Abtastrate, die für die Auflösung und Genauigkeit der Messung entscheidend ist. Die Abtastrate legt fest, wie viele Details der Linien und Wellenform durch ein Oszilloskop aufgenommen und gespeichert werden können. Je mehr Punkte die Welle hat, desto genauer und feiner kann sie angezeigt werden. Das DSO-6202FM zum Beispiel arbeitet im 8-bit-Modus mit einer Abtastrate von 1 GSample/s pro Kanal und erreicht im 14-bit-Modus 100 MSample/s. Auch das DSO-6084E bietet eine Abtastrate von 1 GSample/s pro Kanal.

Bei einem Digital-Speicheroszilloskop (DSO) werden die erfassten Signale so lange gespeichert, bis dessen Speicher komplett gefüllt ist. Der dafür benötigte Speicherplatz wird durch die Speichertiefe definiert. Je höher die Speichertiefe, desto größer der Umfang und die Dauer der Signalaufzeichnung. Beim DSO-6202FM sowie beim DSO-6084E beträgt die Speichertiefe 40.000 kpts pro Kanal.

Ein Oszilloskop sollte ferner über eine exakte und komfortable Kurvennavigation verfügen, die es Anwendern ermöglicht, sich an gespeicherten Graphen entlang zu bewegen, den Bildausschnitt horizontal und vertikal zu skalieren und den passenden, zu analysierenden Ausschnitt herauszusuchen. Bei großen Speichertiefen und komplexen Wellenformen ist ein Zoom beziehungsweise eine Präzisionslupe wie beim DSO-6202FM unabdingbar für eine genaue Auswertung.

Berührt der Anwender das Display an der gewünschten Stelle, erscheint sofort das passende Lupen-Fenster. Die verbauten 14-bit-Präzisions-A/D-Wandler lösen das Eingangssignal bis zu 64 Mal genauer auf, als herkömmliche Oszilloskope. Die Wandler-Hardware liefert Daten in einer Auflösung von bis zu 31,25 µV/div an das Lupenfenster.

Auch das Bedienungskonzept des DSO sollten Einkäufer bei der Auswahl berücksichtigen. Wie bei allen Oszilloskopmodellen der Serie DSO-6000 hilft das intuitive Bedienungskonzept in Verbindung mit dem Multitouch-Display, dass sich Anwender sofort zurechtfinden. Sämtliche Einstellungen können an den Bedienknöpfen oder direkt am Bildschirm vorgenommen werden.

So lässt sich der zweikanalige 50-MHz-Funktionsgenerator im DSO-6202FM über das Touchpanel oder herkömmlich über Knöpfe bedienen. Abrufen lassen sich Sinus-, Rechteck-, Rampen- und Puls-Wellenformen. Weitere 46 arbiträre Wellenformen einschließlich Exponential, Sinus, Treppe und Rauschen sind vordefiniert. Eigene arbiträre Formen lassen sich ebenfalls speichern. Als Besonderheit können Wellenformen am Oszilloskop-Eingang auf den Funktionsgenerator geklont werden, wobei die Auswahl des zu klonenden Ausschnitts bequem über den berührungsempfindlichen Bildschirm erfolgt.

Automatisierte Messfunktionen

Beliebt bei Anwendern von Oszilloskopen sind automatische Mess- beziehungsweise Komfortfunktionen, um dargestellte Graphen zu analysieren, beispielsweise Amplitudenmessungen, zeitliche Messungen, Anstiegszeiten und Periodendauer. Bei der Auswahl des passenden Oszilloskops spielen manchmal auch Spezialfunktionen wie beispielsweise die Farbtemperaturansicht beim DSO-6084E eine Rolle. Bei sich ändernden Frequenzen ermöglicht die Farbtemperaturansicht, wiederkehrende Wellenformen nach ihrer Häufigkeit in Regenbogenfarben darzustellen und erleichtert somit die Analyse.

Auch auf mögliche Zusatzfunktionen wie das eingebaute Digitalmultimeter (DMM) beim DSO-6202FM mit 4.000 Counts sollten Oszilloskopeinkäufer achten. Das DMM kann über Sicherheits-Messbuchsen auf der Rückseite des Messinstruments genutzt werden und weist folgende Daten auf: 1.000 VDC, 400 VAC, 10 ADC, 10 AAC sowie 50 nF bis 100 µF Diodentest- und Durchgangsprüfer-Funktionen sind vorhanden. Im Entwicklungslabor können Langzeitmessungen durchgeführt werden. Werte des im DMM integrierten Datenloggers können Techniker intern oder auf USB-Stick speichern.

Auch die Anschlussmöglichkeiten (Konnektivität) sollte bei der Oszilloskop-Auswahl eine Rolle spielen, wobei sich die Anforderungen aus dem Einsatzgebiet ergeben. Von Bedeutung kann beispielsweise sein, ob ein Gerät über einen Steckplatz für eine Speicherkarte oder wie das DSO-6084E über einen USB-Anschluss verfügt. Bei diesem Gerät können alle Messergebnisse und Bildschirminhalte über USB oder Netzwerk zum PC übertragen und zu Dokumentationszwecken abgelegt werden. Beim Speichern auf USB-Datenträger kann der Dateiname bequem auf dem Touch Display eingegeben werden.

Steht bei der Anschaffung eines Oszilloskops die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund, bietet sich das DSO-6084E als Lösung an. Dieses vielseitig einsetzbare Modell eignet sich ideal für Messungen im Labor, in Entwicklungsabteilungen oder im Rahmen von Serviceaufgaben. Mit dem Oszilloskop erfasste Wellenformen werden auf einem berührungsempfindlichen LC-Display mit 8 Zoll und einer Auflösung von 800 Pixel x 600 Pixel dargestellt. Einstellungen können an den Bedienknöpfen oder direkt am Bildschirm vorgenommen werden, wobei Zoomen von Wellenformen so intuitiv wie am Smartphone oder Tablet ist.

Spezialfunktionen, wie beim DSO-6084E die Möglichkeit, SPI-, I²C-, RS-232– und CAN-Bus-Signale zu dekodieren, können DSO-Nutzern den Messalltag erleichtern und sollten gegebenenfalls auch auf der Liste der Auswahlkriterien stehen. Beim DSO-6084E lassen sich dekodierte Werte Binär, Dezimal, Hex oder in ASCII anzeigen und in Event-Tabellen fortschreiben. Werte von dekodierten CAN-Bus-Signalen werden farbig dargestellt. So sind Data, Data Length Code und Frame-Informationen leichter voneinander unterscheidbar. CAN-Bus-Prüfsummen wechseln bei einem Fehler ebenfalls die Farbe und erleichtern Diagnosen und Analysen.

Nicht zuletzt sollten Einkäufer auf den Lieferumfang des zur Auswahl stehenden DSO achten. So beinhaltet der Lieferumfang eines Oszilloskops normalerweise mindestens einen Tastkopf (Probe), der auf das Gerät abgestimmt ist. Anwendern bleibt damit die Suche nach geeigneten Probes erspart. Wichtig bei Tastköpfen ist, dass sie Messsignale so wenig wie möglich beeinflussen. Zu empfehlen sind aktive Tastköpfe, die Spannungen weniger stark verändern als passive Varianten. Wer ein Gerät mit zwei im Lieferumfang enthaltenen Tastköpfen sucht, kann sich für das DSO-6202FM entscheiden.

Um ein Digitalspeicher-Oszilloskop auch unterwegs einsetzen zu können, ist der Betrieb über einen zusätzlich erhältlichen Lithium-Ionen-Akku, wie bei den Modellen DSO-6202FM und DSO-6084E, ein großer Vorteil. Ohne weitere Stromversorgung ist bei beiden Modellen eine Betriebszeit von bis zu drei Stunden möglich. Der Akkubetrieb ist zudem im Labor zum Trennen vom Netzpotential hilfreich.

www.conrad.de


kurz & bündig

Der Artikel erläutert eine Reihe an Kriterien, die Techniker und Ingenieure bei der
Auswahl eines für die jeweiligen Messaufgaben am besten geeigneten Oszilloskops beachten sollten.


Foto: Conrad

Die Autorin Susanne Storch
ist Produktmanagerin bei der Conrad Electronic Group.



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