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Die vertikale und horizontale Skalierung bei einem Oszilloskop

机译：示波器的垂直和水平缩放

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Damit man aus einem Oszilloskop gute Ergebnisse bekommt, sind einschlägige Fachkenntnisse notwendig. Denn bei steigenden Geschwindigkeiten und kleiner werdenden Spannungen werden die Reserven für Signale ebenfalls kleiner. Dank der digitalen Oszilloskope konnten viele bisher manuelle Messungen automatisiert werden. Für eine präzise Messung sind richtiges Skalieren und die Bitauflösung entscheidend. Nach dem Einschalten des Scopes lässt sich dieses feiner einstellen. Dazu werden die Messparameter geändert, die Messkurve mit einem Cursor abgefahren oder Statistikdaten der Messung angezeigt. Eine wesentliche Einstellung ist die Skalierung. Sie be-einflusst die Abtastrate und die Bitauflösung. Horizontale und vertikale Skalierung haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Mes- sung. Die horizontale Skalierung (Zeitbasis) ist relevant bei zeitbezogenen Messungen. Ändert man die Zeitbaiseinstellung, also die Zeit pro Skalenanteil, wird auch die Erfassungszeit des Oszilloskops geändert. Und die Erfassungszeit beeinflusst wiederum die Abtastrate nach folgender Gleichung: Abtastrate = Speichertiefe / Erfassungszeit. Die Speichertiefe ist ein fester Wert und die Erfassungszeit wird durch die Zeitbasiseinstellung des Oszilloskops festgelegt. Mit zunehmender Erfassungszeit muss die Abtastzeit sinken, damit die erfassten Signaldaten noch vollständig in den Speicher des Scopes passen. Vor allem für zeitbezogene Messungen wie Frequenz, Impulsbreite oder Anstiegszeit ist das wichtig. Möchte man bei einer Frequenz eines Taktsignals von 100 kHz messen, erhält man bei einer Zeitbasis von 2 ms/s erhält man für die Frequenz einen Messwert von 99,6 kHz mit einer Standardabweichung von 1,48 kHz. Die Abtastrate beträgt 100 MS/s infolge der langsamen Zeitbasis. Wird das gleiche Signal mit einer Zeitbasis von 1,2 us/ div anstatt 2 ms/div gemessen, so beträgt die durchschnittlich gemessene Frequenz 100,00 kHz bei einer Standardabweichung von 1,53 Hz. Die Messunsicherheit beträgt etwa 0,001%. Im Beispiel wurde ein Gerät der Serie InfiniiVision 4000 X von Keysight verwendet. Bei diesem beträgt im Beispiel die Abtastrate 5 GS/s. Dank entsprechender Horizontalablenkung lässt sich die Samplingfrequenz maximieren und die Standardabweichung um Faktor 1000 verbessern.
机译：为了从示波器获得良好的结果，需要相关的专业知识。因为随着速度的增加和电压的降低，信号的储备也变小了。多亏了数字示波器，许多以前的手动测量可以实现自动化。正确的缩放比例和位分辨率对于精确测量至关重要。打开示波器后，可以对其进行微调。为此，更改测量参数，显示用光标移动的测量曲线或测量的统计数据。一个重要的设置是缩放。它影响采样率和位分辨率。水平和垂直缩放对测量的影响不同。水平缩放（时基）与时间相关的测量有关。如果更改时基设置（即每个刻度组件的时间），则示波器的采集时间也会更改。采集时间又根据以下公式影响采样率：采样率=存储深度/采集时间。存储深度为固定值，采集时间由示波器的时基设置确定。随着采集时间的增加，采样时间必须减少，以使采集的信号数据仍然完全适合示波器的存储器。这对于与时间相关的测量（例如频率，脉冲宽度或上升时间）尤其重要。如果要以100 kHz时钟信号的频率进行测量，则以2 ms / s的时基获得的测量值为99.6 kHz，标准偏差为1.48 kHz。由于时基较慢，因此采样率为100 MS / s。如果以1.2 us / div的时基而不是2 ms / div的时基测量同一信号，则平均测量频率为100.00 kHz，标准偏差为1.53 Hz，测量不确定度约为0.001％。在示例中，使用了Keysight InfiniiVision 4000 X系列的设备。在此示例中，采样率为5 GS / s。借助相应的水平偏转，可以使采样频率最大化，并且标准偏差提高了1000倍。

著录项

  • 来源
    《Elektronikpraxis》 |2016年第8appa期|22-23|共2页
  • 作者

    DANIEL BOGDANOFF;

  • 作者单位

    Keysight Technologies in Colorado Springs;

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