Oscilloscoop gebruik

[fred101]

Misschien eens leuk hier een topic over te openen. Bijna iedereeen heeft wel zo'n ding maar ik kom er steeds vaker achter dat je veel meer met zo'n ding kan dan ik dacht (en blijkbaar ben ik niet de enige)

Ik had eerst een eenvoudige philips met twee Y ingangen en een paar knopjes maar nu blijk je ook Y=X te kunnen instellen en kun je wobbelen of circeltjes en rare ruitachtige figuren die met modulatie hebben te maken op je scherm krijgen . Maar ik heb nu ook een scoop met een Z ingang ??

Daarnaast heb je kreten als bandbreedte, samplerate, storage, nalichtend, memmory, duall trace enz

Sommige schijnen componenten testers te hebben, bij de PM3370 zitten bv ook een hele rij uitgangen achterop.

Dan heb je nog iets nodig om mee te meten. Probes. Die zijn er ook verschillende 1:1, 1:10, 1:100, differentiaal, actief, stroom enz. Vaak zitten er geen probes bij een scoop. Kun je zomaar elke probe gebruiken ?

Dan staat het boeltje aangesloten en wil je gaan meten. Een 10MHz scoop geeft nog best 40MHz weer maar er ontstaan dan meetfouten, hoe groot zijn die ? Er zitten op sommige enorme hoeveelheden instel/calibratie knoppen. Is er iemand die die eens kan toelichten. Kun je hem bv ook mollen door iets fout te doen ?

Triggering ook zo'n onderwerp.

Kortom er is vast veel over scoop gebruik te vertellen. De do en don'ts en de tips en tricks. Je schijnt sommige zelfs te kunnen "misbruiken " om tv te kijken. Je kunt je modulatie bekijken maar vast ook meetfouten maken door belasting van het circuit dmv de probe.

Denk niet dat ik helemaal niet weet hoe hij werkt maar ik wil er meer uithalen dan me nu lukt.

Misschien een idee als we het opdelen in groepen en dat iemand die daar wat van weet een stukje er over wil schrijven zodat we hier een soort "handleiding scoopgebruik voor beginnende zendamateurs" kunnen maken.

- hoe werkt de scoop in basis
- wat voor soorten zijn er
- wat voor knoppen met hun werking kan je tegenkomen
- in/uitgangen
- probes
- verschillende toepassingen, bv componententest, laoujes figuren (ofzo iets ) stroom spanning frequentie meten
- meetfouten

Fred

[rbeckers]

Fred,

zoals gebruikelijk een heel verhaal.

Ik zal een paar vragen proberen uit te leggen.

- Z-ingang is voor de helderheid van de straal te kunnen regelen.
- Bandbreedte is het frekwentiegebied waarbinnen het signaal of kanaal binnen een bepaalde waarde konstant is. Meestal in de elektronica binnen de twee -3dB punten.
- Probes kun je niet zomaar op elke scoop gebruiken. Een reden is dat de bandbreedte van de probe groter of gelijk moet zijn aan de bandbreedte van de scoop. Een andere reden is het afregelbereik van een probe. Dat is gemaakt voor een bepaalde ingangscapaciteit van een scoop.
- Een 10MHz scoop kan vaak, zij het klein, een 40MHz signaal weergeven. Hoe groot de meetfout dan is hangt van de scoop af. Een analoge scoop gedraagt zich in dat geval ongeveer als een stel laagdoorlaatfilters, met gedeeltelijk onbekende kantelpunten, achter elkaar . Soms is de helling 6 db per oktaaf maar dat hoeft niet zo te zijn bij frekwenties boven het -3dB punt.
- De knoppen zijn niet al te moeilijk!
Er is een gedeelte versterking, een gedeelte triggering , gedeelte tijdbasis en een gedeelte besturing.
Onder besturing zit o.a. focus, intensiteit , x-y mode, dual trace, alt - chop
onder versterking zit de y-pos, dc-ac-gnd knop, versterking.
onder tijdbasis zit de snelheid van de sweep
onder triggering, ong. moeilijkste onderdeel van een scoop, zitten wat filters en keuze/instelmogelijkheden voor de triggering.

Als tip: gebruik bijvoorkeur 10:1 probes. Deze beveiligen de scoop een beetje en belasten de signaalbron minder. Bij hoge frekwenties, ong. > 100MHz , kan het beter zijn om alles in 50 ohm uit te voeren.

René

[fred101]

Dank voor de uitleg. Over de knoppen zou ik nog wel wat extra toelichting fijn vinden:

Onder besturing zit o.a. focus, intensiteit , x-y mode, dual trace, alt - chop
- dual trace en alt-chop

Dat zegt mij niets.

Ik ben nu met de 3370 bezig. Alle, maar dan ook alle voedingselco's waren defect. Het zijn van die blauwe met een rode kartonachtige bodem. Op elke bodem zat zo'n "wrat". Soms alleen een bult maar bij de meeste al opengebarsten. Op twee na zijn ze nu vervangen. Ik mis nog twee maal een 2200uF/64V. Heb ook niets in die buurt. Verder lijk ik een tor te missen in het powercontrolboard II. De rest lijkt OK. Het voedingspanningslampje en de achtergrondverlichting deed ook niets gisteren dus ik vermoed dat het ding niet overal spanning kreeg.

Fred

[rbeckers]

Fred,

de meeste analoge scoops hebben twee ingangskanalen en een beeldbuis, CRT, die maar één straal kan maken.
Dus wordt er een trukje uitgehaald.
Bij de combinatie dual trace en alt worden de twee ingangen achter elkaar aan de y-eind versterker aangeboden.
Eerst een kanaal, dan een sweep, en dan kanaal 2 met een sweep en dan begint kanaal 1 weer.
Bij lage sweepsnelheden zie je ook eerst het ene kanaal en dan het andere. Voor lage sweepfrekwenties werkt dit niet fijn en daarom kun je dan chop kiezen. Tijdens één sweep wordt er steeds tussen kanaal 1 en 2 geschakeld. Dit werkt weer minder goed bij hoge sweepfrekwenties.
Probeer dit maar eens uit.

René

[fred101]

Dan snap ik nu waarom die Z gebruikt werd om tv te kijken. Zo maak je de grijstinten dan denk ik. Maar dan wordt de Z ingang alleen gebruikt voor TV denk ik.

Dat van die chopper snap ik nu ook, eigenlijk best logisch. Ik zag in het schema van dat oude scoopje dat een scoop eigenlijk van oorsprong een heel simpel ding is. Het is een beeldbuis waar je op het rooster een signaal zet. Klopt het als ik het zo uitleg:
Het te meten signaal komt op de Y ingang binnen. Er zit een sweepgenerator in en een blanker. Er is een stukje besturing welke zorgt dat de straal steeds van links naar rechts schrijft en aan het einde weer terugspringt. Hoe hoger de frequentie hoe sneller de scoop moet sweepen. Als de frequentie te hoog wordt dan mist de scoop stukken informatie (kan het niet bijhouden) en het gemiddelde wordt weergegeven wat zich uit in een lager amplitude maar, denk ik, ook verkeerde tijd/cm weergave. Door nu een signaal op het rooster te zetten (via een versterker) wordt de buis open/dicht gestuurt waardoor op een magische manier de straal af gaat buigen in het rithme van de amplitude veranderingen. De Y is de amplitude sturing, de X is de sweep. Door nu de sweep af te koppelen en een ander signaal voor X te gebruiken kun je de straal dus andere dingen laten doen zoals een circel beschrijven.
Je zou dus twee regelbare DC spanningen op de X en Y aan kunnen sluiten en dan zou je kunnen "tekenen" op je beeldbuis ?

Het triggeren heeft denk ik te maken met die sweepgenerator. Hij moet op een bepaald moment weer "inhaken" op het signaal. bv steeds op de nuldoorgang of op een extern signaal in het te meten apparaat.

Om daar mee te spelen moet ik hem eerst repareren want mijn huidige scoop van philips heeft niet zoveel opties. Die CT436 buizenscoop wel maar die is maar 8MHz. Wat me daaraan opvalt is dat de amplitude bij hogere frequenties veel harder inzakt dan bij die "moderne"philips van 10Mhz en hij lijkt veel meer signaal nodig te hebben. Er zitten echter drie keer zo veel knoppen op. Ik heb het manual doorgelezen maar ik veel is niet te volgen. Is er geen goed boek over scoopgebruik ?

Fred

[rbeckers]

Fred,

Er is enorm veel te vinden over scopes!

http://nl.wikipedia.org/wiki/Oscilloscoop
http://www.meettechniek.info/instrument ... robes.html
http://www.virtueelpracticumlokaal.nl/o ... pe_nl.html
http://www.e-rocu.nl/techniek/mcmwoerde ... oscoop.htm
http://books.google.nl/books?hl=nl&id=T ... &ct=result

Bekijk eens wat van bovenstaande links.
Specifieke vragen kun je gewoon stellen. Worden zo snel mogelijk beantwoord.

René

[pc1l]

Fred,

de meeste analoge scoops hebben twee ingangskanalen en een beeldbuis, CRT, die maar één straal kan maken.
Dus wordt er een trukje uitgehaald.
Bij de combinatie dual trace en alt worden de twee ingangen achter elkaar aan de y-eind versterker aangeboden.
Eerst een kanaal, dan een sweep, en dan kanaal 2 met een sweep en dan begint kanaal 1 weer.
Bij lage sweepsnelheden zie je ook eerst het ene kanaal en dan het andere. Voor lage sweepfrekwenties werkt dit niet fijn en daarom kun je dan chop kiezen. Tijdens één sweep wordt er steeds tussen kanaal 1 en 2 geschakeld. Dit werkt weer minder goed bij hoge sweepfrekwenties.
Probeer dit maar eens uit.

René

Wat bovenstaande betreft ben je van een hoop zaken af indien je met dual trace werkt. Echter voor veel soorten van metingen lukt het uiteraard ook met een straal op twee channels. De gebruiker moet zich nu goed realiseren hoe het werkt, met betrekking tot de af te lezen resultaten.

[pc1l]

Het triggeren heeft denk ik te maken met die sweepgenerator. Hij moet op een bepaald moment weer "inhaken" op het signaal. bv steeds op de nuldoorgang of op een extern signaal in het te meten apparaat.
Fred

Je kan triggeren op een bepaald signaalniveau dat wil zeggen voor een bepaalde waarde van de amplitude van het inkomende signaal. Steeds ( auto trig ) bij het bereiken van dat ( in te stellen ) niveau wordt de zaagtandgenerator gestart door een triggerimpuls. Omdat de zaagtandspanning ( die de afbuiging veroorzaakt ) de eenparige beweging over het scherm regelt, heb je nu een stilstaand en goed te analyseren / te bestuderen beeld. Immers : elke tijdbasisslag ( dat is dus de eenparige beweging over het scherm in horizontale richting ( X ) wordt steeds gestart op hetzelfde punt van de te bestuderen golfvorm. De triggerimpulsen ( opgewekt in het triggercircuit ) ontstaan bij het passeren van een bepaald spanningsniveau van het triggersignaal ( = het meetsignaal ).

Een stilstaand beeld is essentieel bij het bestuderen van een bepaalde golfvorm, zo kunnen ook de afwijkingen in een periode zorgvuldig bekeken worden. Mits aan de voorwaarden voor de betreffende meting voldaan wordt !

De mogelijkheid om te triggeren is een van de karakteristieke eigenschappen van een 'echte' scoop.

[fred101]

Leuke informatie. Ik heb een manual van de CT436 gevonden. Dat blijkt een Solartron te zijn volgens het manual maar er staat Hartley op. Dat is bij dat legerspul wel vaker volgens mij. Deze maar even als voorbeeld.

Die scoop heeft een 6MHz bandbreedte en 100mV/cm-100V/cm. Tot 6MHz wijkt zijn amplitude dus niet dan 3dB af, wat trouwens nog best veel is.
Nu snap ik ook de functie van de 10x versterker. Maar met fine-control kun je daar nog een 3:1 variatie mee maken tussen 10mV en 300V/cm.
Dat snap ik dan weer niet. Die 300V wel dat is dus 3x verzwakking maar 10mV is 10x versterking.
Ik neem aan dat finecontrol dus een 3x verzwakker is en ze dus het maximale bereik in combinatie met verzwakker en versterker aangeven.
Hij mag 500V verschil meten. Met de 1:10 probe kan ik dus 5000V meten ?

De input is 1 Mohm en 30pF maar ik heb geen speciale probes hiervoor. Ik gebruik altijd die van mijn philips (ik heb twee 1:1 en twee 1:10) hiervoor. Wat geeft dat voor meetfouten. De probes in het boek bestaan uit een stuk coax met twee krokodillen

Er zit een input low op die meet geisoleerd van het chassis. wanneer gebruik je dat en waar gaat dan de aarde op ? Is dat een voorloper van de differentiaal probe ?

Er zit een 15Vtt uitgang op met de tijdbasis golfvorm: is dat voor calibratie ?

Hij kan triggeren. Die uitleg kan ik nu ook volgen. Ik snapte nooit wat dat Level er mee te maken had m,aar daar bepaal je dus de amplitude mee waar je het beeld op laat beginnen.

Waarom is er een X amp uitgang op een scoop ? Wat doe je daar mee ? (is maar liefst 150Vtt )

Op de philips scoop zitten doorgeluste ingangen waar een 50 ohm terminator op een van de twee zit. Moet die er altijd op en waneer lus je iets door.

Zo weer even genoeg vragen. Ik wil dit eerst weten voor ik verder het manual door ga en dingen lees die ik dan niet snap.

Fred

[pc1l]

Nu bijna geen tijd maar ik zal snel een paar vraagjes al beantwoorden, indien straks / morgen de overige niet beantwoord zijn zal ik die ook even erbij nemen. Maar misschien dat Rene de rest beantwoord.

Voor zover ik weet kan je i.p.v. de tijdbasisslag ( X ) : de zaagtand waar ik het al over had, ook zelf een door jouw gewenste spanning RECHTSTREEKS aan de X leggen, de horizontale afbuiging. Voor bepaalde doeleinden wordt dat zo gedaan. i.v.m. het 'rechtstreekse' karakter is er een hogere spanning nodig dan wat je aan de gewone input toevoert ( amplifiers, x versterker ). Je kan nu bijvoorbeeld onafhankelijk van het te meten signaal een triggerfunctie opstellen. Al is dat ook mogelijk met de functie extern trig. Voor zover ik weet wordt het bijna nooit toegepast. Op dezelfde manier is vaak ook de Y amp te omzeilen / overbruggen. je kan er in ieder geval metingen mee doen waarbij de X volkomen los gezien kan worden van de te meten spanning.

De probe moet een aanpassing hebben met de scope input, net als bij de aanpassingen bij zenders en antennes e.d. Op de meeste scopes vind je hiervoor mogelijkheid ( probe test o.i.d. ), waarbij je met een trimmertje op de probe een bepaalde curve op het scherm moet toveren. De RC tijd van de probe MOET gelijk zijn aan de RC tijd van de meetkabel EN die van de scoop. De actuele spanningsdeling is dan NIET afhankelijk van de frequentie. Hierdoor zie je op scherm de werkelijke toestand van de gemeten TESTblokgolf. Klopt het niet dan betreft het over of ondergecompenseerd. Respectievelijk C te groot ( RC > RC scoop : overshoot ) of C te klein ( RC < RC scoop : het zogenoemde aanlopen ). De spanningsdeling is frequentieafhankelijk en dat is ongewenst. De blokgolf is vervormd te zien op scherm. Door de eisen, aan een probe gesteld, bij een juist gebruik, is het mogelijk om frequentieONafhankelijk ( binnen de grenzen / toleranties ) spanningen te meten, ook hogere spanningen met een 1:10 probe ! De scoop zal een lagere ( toelaatbare ) spanning zien. Want onder andere daarvoor is deze juist gemaakt. Je zult zien dat bij de blokgolf ( harmonischen ) het er bij juist meten bij hoger wordende frequentie het er nog een tijdje keurig blijft uitzien.

Die 15Vtt is voor calibratiedoeleinden. Mogelijk de probetest van hierboven betreffende maar dat vind je in de manuals, ik heb deze scoop zelf niet. Staat er ergens cal ( CAL ) op je scoop bij die aansluiting ? Zoek even uit ( of kijk op je scoop ) of het een sinus of een blokgolf betreft ! En natuurlijk of het een uitgang is ! Even meten. Is het een blokgolfoutput dan kun je er de RC tijd van meetkoppen mee calibreren. Is het een sinus dan betreft het de amplitude van dit signaal

6 MHz bij 3 dB is OK .. ja, 3 dB is niet niks zeg ! Bij de scoop speelt er in relatie tot de bandbreedte een belangrijke factor : stijgtijd maal bandbreedte is gelijk aan circa 0,35 .. je ziet dat een blokgolf al snel geen 100 % blokgolf meer is, als deze aan de scoop wordt toegevoerd en de bandbreedte is niet voldoende. Maar dit terzijde.

Wat betreft de fine controls en zo : dit is niet voor elke scoop zo, je ziet er veel verschillen. De ene fabrikant maakt dit en de andere dat. De een vindt dit makkelijk en de andere dat. Het wijst zich vanzelf uit wanneer het voor jouw doeleinden bruikbaar is.

-Hij mag 500V verschil meten. Met de 1:10 probe kan ik dus 5000V meten ?- Die 500 Volt lijkt me wel erg veel ! Erg hoge waarde .. Bijvoorbeeld 5 Volt/DIV input MAX is normaal. Deze vraag kan ik niet zo beantwoorden. Maar bijvoorbeeld met 10 DIV raster voor bovenstaande waarde wordt het 50 Volt. Met de 1:10 probe meet je dan 500 Volt .....

Meetprobe : de meetfouten kunnen aanzienlijk zijn bij afwijkende impedantie / belasting met name de hogere frequenties ! Deze afwijkingen kunnen in principe ook berekend worden. Van belang voor de beginner om te weten : een 1:100 probe belast de schakeling MINDER dan een 1:10 versie met betrekking tot de ingangscapaciteit ! En ook : een 1:100 probe is makkelijker aanpasbaar dan een 1:10 type.

Jazeker : voor het triggeren stel je met level het punt in waar de tijdbasisslag ingaat, het is het eerst zichtbare punt op scherm van de golfvorm.

[fred101]

Staat in het manual dat hij 500V verschil tussen probe en aarde mag meten op de ingang. De grootste stand is 100V/cm. de probe die in het boek staat is gewoon coax met krokodillen, over 1:1, 1:10 of 1 op 100 wordt niet gesproken. Het is een beestje uit 1962 toen waren ze blijkbaar niet flauw met spanningen. Ik heb ook nog een philips GM5656 maar die is nog ouder en een philips PM3233. Daarnaast ben ik een 3370 aan het repareren. Bij de GM is de Y-versterker gebypassed om direct in eindtrappen te meten. De CT staat aan mijn panorama-ontvanger gekoppeld en de PM wordt voor de rest gebruikt. Maar die 3370 kan tot 150MHz is duall trace en heeft erg veel mogelijkheden.

In ieder geval dank voor de heldere uitleg.

Fred

[rbeckers]

Even doorgaan over bandbreedte en probes en trigger.

Een 1:10 probe verzwakt 10x en belast de signaal bron veel minder dan een 1:1 probe, MAAR je kunt niet een 10x zo hoge spanning meten! De meeste (goede/dure) 1:10 of 1:100 probes hebben een grafiek waarin vertikaal de maximum spanning staat en horizontaal de frekwentie. Dwz de maximale spanning is frekwentie afhankelijk. Vaak van 0-1MHz 300V of 500V bij 1:10 en 1500 of 2500V bij 1:100. Bij 10MHz is dit dan gezakt tot bijv. 30V of 100V. Vooral bij meten aaan snelle pulsen speelt dit mee. Dit wordt heel vaak onderschat met als gevolg een verkeerde meting, een beschadigde scoop of erger.

Bij hoge frekwenties wordt de ingangscapaciteit van de probe, en de inductie van het beruchte aarddraadje, zodanig dat het beter is om bijv. alles 50 ohm te maken.
http://www.meettechniek.info/instrument ... robes.html

De bandbreedte is bijv. 6MHz. Een vuistregel, die wel een wiskundige achtergrond heeft (Fourier), zegt dan dat je signalen tot 600kHz goed kunt meten. Een blokgolf van 600kHz ziet er uit als een blokgolf maar een blok van 6MHz lijkt al erg op een sinus.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Fourieranalyse

Een aparte trigger ingang kan heel handig zijn bij een schakeling met een vaste klok. o.a. is dat meestal een zuiver signaal en triggert dat gemakkelijker. Verder is het voordeel dat als je de versterking varieert van de ingang de scoop blijft triggeren.

René

[pc1l]

Even doorgaan over bandbreedte en probes en trigger.

Een 1:10 probe verzwakt 10x en belast de signaal bron veel minder dan een 1:1 probe, MAAR je kunt niet een 10x zo hoge spanning meten! De meeste (goede/dure) 1:10 of 1:100 probes hebben een grafiek waarin vertikaal de maximum spanning staat en horizontaal de frekwentie. Dwz de maximale spanning is frekwentie afhankelijk. Vaak van 0-1MHz 300V of 500V bij 1:10 en 1500 of 2500V bij 1:100. Bij 10MHz is dit dan gezakt tot bijv. 30V of 100V. Vooral bij meten aaan snelle pulsen speelt dit mee. Dit wordt heel vaak onderschat met als gevolg een verkeerde meting, een beschadigde scoop of erger.

René

? Indien de probe is afgeregeld op RC tijd dan zal deze ( als het goed is ) binnen het maximale spanningsgebied de 1:10 functie vervullen ! Bij deze probes is alles zo gedimensioneerd / geconfigureerd dat de maximale spanning een praktische waarde betreft : m.a.w. een spanning waar je in de praktijk binnen de toleranties van de scoop werkt. Dus OOK de frequentie in acht genomen. Alleen dan is die 1:10 of 1:100 funtie zinvol. Of heb ik het nu mis ?

Maar als je bedoelt dat je nu de te meten spanning NIET zonder meer een factor 10 kunt opvoeren, dan is dat uiteraard waar.

In de praktijk heb ik vaak gewerkt met 1:10 en 1:100 probes mede ook om het object niet te zwaar te belasten. Maar binnen de opgegeven fMAX scoop werkte dat echt 100 % ..

Mogelijk heb ik niet helemaal begrepen wat je bedoelt, excuus in dat geval

Voor de rest helemaal accoord met wat je schreef !

Leon.

[rbeckers]

Naar aanleiding van de 5000V vraag van Fred bedoel ik het volgende:
- Een meetapparaat, bijv. scoop, heeft een maximale ingangsspanning. Vaak 300V, maar deze spanning wordt meestal opgegeven voor een bepaald frekwentiebereik. Bij hogere frekwenties daalt de maximale ingangsspanning.
- Voor probes speelt hetzelfde. Als je op een scoop met 1:1 probe 30V meet, is het NIET zo dat je met een 1:100 probe je 3000V mag meten. Dat hangt van de probe af EN van het gemeten signaal. De frekwentie en eventuele DC componenten spelen mee.

Oorzaken van bovenstaande zijn o.a. de spanningsvastheid van de gebruikte componenten, wettelijke eisen/voorschriften (klasse indeling) en natuurlijk de opbouw van de ingangstrap van het meetapparaat.
Als je een ingangstrap (ong. 1M ohm// 15pF) van een scoop bekijkt zit er een frewkwentiegecompenseerde verzwakker met daarachter een beveiligde FET buffer. De beveiliging van die FET werkt bij hoge frekwenties slechter. Die beveiliging bestaat uit een weerstand met parallel een condensator en dan een diode in sper naar, meestal, de negatieve voeding.
Bij een gegeven diode en FET ligt het bereik van de weerstand en condensator redelijk vast, en dus ook het gedrag bij hoge frekwenties (ong. > 1MHz) van de beveiliging.

Bovenstaand verhaal is bij bijv. Tektronix of Agilent terug te vinden. En wordt meestal door de gebruikers van de scoop niet begrepen of niet gelezen.
Voor zendamateurs komt er, vooral bij buizen eindtrappen, door de combinatie van en hoge spanningen en hoge frekwenties gemakkelijk een potentieel gevaarlijke situatie voor.

Fred is dus niet de enige die lange verhalen kan typen.

René

[fred101]

Gelukkig zit er geen ingangs FET in mij solartronscoop Maar ik begrijp nu dat zo'n 1:10 geen hoogspanningsprobe is. Ik las dat de C op de ingang (in AC stand) 600V is maar ik heb een 2KV DC blocker die ik tussen kan schakelen. Die zat bij die GM scoop.