Oszilloskop Klasse A

Das Oszilloskop zeichnet die Spannung über die Zeit. Nur damit sieht man die Form eines Signals — alles andere liefert Zahlen.

Kniff: Kurvenform heißt Zeitverlauf. Ein Zähler gibt eine Frequenz, ein Frequenzmesser ein Maximum — die Form eines Signals zeigt keiner von beiden.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Frequenzzähler – Er liefert eine Zahl, kein Bild. Über die Kurvenform sagt er nichts.
• Absorptionsfrequenzmesser – Er zeigt nur an, ob auf einer Frequenz Energie vorhanden ist.
• Dipmeter – Es dient zum Auffinden von Resonanzen in passiven Kreisen, nicht zur Darstellung von Signalen.

Damit das Bild stehen bleibt, muss jede Ablenkung an derselben Stelle des Signals beginnen. Die Triggereinrichtung startet den Durchlauf immer bei demselben Pegel und derselben Flankenrichtung.

Kniff: Ohne Trigger wandert das Bild, weil jeder Durchlauf an einer anderen Stelle der Kurve anfängt. Die Vorteiler beeinflussen nur die Größe der Darstellung.

Warum die anderen nicht stimmen:

• X-Vorteiler – Der verändert den Zeitmaßstab, also die Breite der Darstellung. Stehen bleibt das Bild davon nicht.
• Y-Vorteiler – Der verändert die Höhe der Darstellung.
• Frequenzmarken-Generator – Er dient zum Eichen einer Frequenzachse, etwa bei einem Wobbelmessplatz.

Die Impulsbreite ist als Breite bei halber Höhe festgelegt — bei 50 % des Spitzenwertes. So bekommt man einen eindeutigen Wert, auch wenn die Flanken nicht senkrecht sind.

Kniff: Nicht mit der Anstiegszeit verwechseln: Die wird zwischen 10 % und 90 % gemessen. Die Breite wird bei 50 % genommen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 10 % des Spitzenwertes gemessen. – Die 10 % gehören zur Anstiegszeit, als unterer Messpunkt.
• 70 % des Spitzenwertes gemessen. – Die 70 % (genauer 70,7 %) gehören zur Bandbreitenmessung, nicht zur Impulsbreite.
• 90 % des Spitzenwertes gemessen. – Die 90 % sind der obere Messpunkt der Anstiegszeit.

Die Hüllkurve ist der zeitliche Verlauf der Amplitude. Sichtbar wird sie nur auf einem Bildschirm, und das Gerät muss die Signalfrequenz noch darstellen können — also breitbandig sein.

Kniff: Hüllkurve heißt: ein Bild, kein Zahlenwert. Genau darum ist das Oszilloskop bei der Senderkontrolle so wichtig — Übersteuerung sieht man dort sofort als abgeflachte Spitzen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• hochohmigen Vielfachinstrument in Stellung AC. – Es zeigt einen Mittelwert als Zahl. Der Verlauf bleibt unsichtbar, und für Hochfrequenz ist es ohnehin zu langsam.
• empfindlichen SWR-Meter in Stellung Wellenmessung. – Das Stehwellenmessgerät zeigt die Anpassung, nicht die Hüllkurve.
• breitbandigen Detektor und Kopfhörer. – Man hört die Modulation, sieht sie aber nicht. Eine abgeschnittene Spitze ist so kaum zu beurteilen.

Lösungsweg:

1. Hüllkurvenspitze: 2 Teilungen · 50 V/Div = 100 V Spitzenwert (1:1-Tastkopf, also unverändert)
2. PEP = U_Spitze² / (2 · R) = (100 V)² / (2 · 50 Ω)
3. 10000 / 100 = 100 W
4. Gegenprobe über den Effektivwert: 100 V / 1,41 = 70,7 V, und 70,7² / 50 = 100 W

Kniff: Zwei Stellen, an denen es schiefgeht. Erstens: PEP ist die Leistung im Maximum der Hüllkurve, und dort ist das Signal ein Sinus mit dem Spitzenwert 100 V — gerechnet wird also mit dem Spitzenwert und dem Faktor 2 im Nenner, nicht mit dem Spitze-Spitze-Wert. Zweitens der Tastkopf: bei 1:1 ist die abgelesene Spannung die wirkliche, es wird nichts umgerechnet.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 36 W – Das ist die Lösung der Nachbarfrage AI306: dort steht 3 V/Div am Schirm und es wird mit einem 10:1-Tastkopf gemessen, also 2 · 3 V · 10 = 60 V und 60² / 100 = 36 W. Mit den 50 V/Div dieses Bildes hat das nichts zu tun.
• 144 W – Gehört ebenfalls zur Nachbarfrage AI306, dort entsteht sie aus der Verwechslung von Spitzenwert und Spitze-Spitze-Wert: 4 Teilungen · 3 V · 10 = 120 V, 120² / 100 = 144 W. Aus diesem Bild führt kein Weg auf 144 W.
• 1600 W – Das Sechzehnfache des richtigen Werts, entspräche also einer vierfach zu großen Spannung (400 V statt 100 V). Dorthin führt keine der üblichen Verwechslungen: selbst wer die 200 V von Spitze zu Spitze für den Spitzenwert nimmt, landet bei 200² / 100 = 400 W. Die Zahl liegt außerdem weit über jeder für Funkamateure zulässigen Leistung.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AI305

Lösungsweg:

1. 2 Kästchen · 3 V/Div = 6 V am Schirm
2. Tastkopf 10:1: Û = 60 V Spitze
3. U_eff = 60 V / √2 = 42,4 V
4. PEP = 42,4² / 50 Ω = 36 W

Kniff: Drei Fallen in einer Frage: den Tastkopf mitrechnen, die Spitze nicht mit Spitze-Spitze verwechseln, und für die Leistung den Effektivwert nehmen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 72 W – Effektivwert vergessen: 60²/50 = 72 W. Genau doppelt so viel — der √2-Fehler schlägt in der Leistung als Faktor 2 durch.
• 144 W – Spitze-Spitze statt Spitze gelesen (120 V statt 60 V) und dann richtig weitergerechnet: 144 W. Viermal zu viel.
• 400 W – Kein klarer Rechenweg — eine Blindantwort in der Größenordnung einer Endstufe.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AI306