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Elektronik-Fibel

Die Elektronik-Fibel, das Elektronik-Buch

Käufer der Elektronik-Fibel Kundenmeinung:
Die Elektronik-Fibel ist einfach nur genial. Einfach und verständlich, nach so einem Buch habe ich schon lange gesucht. Es ist einfach alles drin was man so als Azubi braucht. Danke für dieses schöne Werk.

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Lernpaket Elektronik

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Oszilloskop (Oszi)

Ein Oszilloskop stellt Spannung über ihren zeitlichen Verlauf dar. Das bedeutet, es werden die physikalische Größe Spannung und die Zeit gemessen.
Ein Oszilloskop wird verwendet, wenn periodisch wiederkehrende Signale bildlich dargestellt und schnelle elektrische Vorgänge sichtbar gemacht werden müssen.
Umgangssprachlich wird das Oszilloskop liebevoll Oszi genannt.

Braunsche Röhre

Brownsche Röhre
Das Messsystem des Oszilloskops ist die Braunsche Röhre, manchmal auch als Brownsche Röhre bezeichnet. Es ist eine Elektronenstrahlröhre mit einem Elektronenstrahl. Die Braunsche Röhre dient in einem Oszilloskop der Darstellung des zu messenden Spannungsverlaufs.

Auch wenn Elektronen die leichtesten elektrisch geladenen Elementarteilchen sind, so besitzen sie dennoch eine Masse. Sie beträgt rund 10E30 kg. Daher werden Elektronen auf ihrer Bahn nicht nur von elektromagnetischen Feldern, sondern auch durch Gravitationskräfte abgelenkt. Der Elektronenstrahl wird durch das Schwerefeld der Erde je nach Aufstellort und -lage beeinflusst. Um die Ablenkung auszugleichen haben die meisten Oszilloskope eine Kalibriermöglichkeit für die Strahllage.

1. Kathode

Die beheizte Kathode liefert die Elektronen aus, die von der Anode angezogen werden. An der Kathode liegt eine Spannung von -200 bis -800 Volt.

2. Wehneltzylinder

Der Wehneltzylinder ist die Steuerelektrode, welche die Helligkeit (Intensität) des Leuchtpunktes auf dem Bildschirm beeinflusst. Die Helligkeit wird durch die Geschwindigkeit und die Dichte der Elektronen beeinflusst.

3. Elektronenoptik

Die Elektronenoptik beeinflusst die Ablenkung der Elektronen in einem elektrischen Feld. Damit werden die Elektronen mehr oder weniger gebündelt. Damit wird der Durchmesser des Elektronenstrahls verändert und die Schärfe beeinflusst. Man spricht auch vom Fokussieren.

4. Anode

Die Geschwindigkeit der Elektronen wird von der Anode (positives Potential zur Kathode) gesteuert. Die Geschwindigkeit ist so hoch, dass die Elektronen durch die Öffnung in der Anode durchschießen. Die Anode liegt an einer Spannung von +100 bis +200 Volt und beschleunigt die Elektronen.

5. Ablenkplatten

Damit statt eines Leuchtpunktes ein Bild bzw. Linienverlauf entsteht, werden die Elektronen mit sich gegenüberliegenden Platten abgelenkt. Die X-Platten sind für die Zeitmessung. Sie lenken den Elektronenstrahl horizontal ab (links oder rechts). Die Y-Platten sind für die Spannungsmessung. Sie lenken den Elektronenstrahl vertikal ab (hoch oder runter).
Den Platten sind Verstärker vorgeschaltet, damit auch die kleinste Spannung leistungslos gemessen und angezeigt werden kann.

6. und 7. Leuchtschicht und Leuchtpunkt

Der Leuchtpunkt wird erst durch die Leuchtschicht auf dem Bildschirm sichtbar. Die Leuchtschicht wird durch die Elektronen zum Leuchten angeregt.

Funktionsweise eines Oszilloskop

Anzeigemedium

Als Anzeigemedium werden Elektronen verwendet. Diese haben eine geringe Masse und sind sehr schnell.
Die Elektronenstrahlröhre (Braunsche Röhre) dient hierbei zur Erzeugung, Bündelung, Ablenkung und Beschleunigung der Elektronen.

Zeitablenkung

Die Zeitablenkung erfolgt durch einen Zeitablenkgenerator.
Sägezahnspannung
Sein Signalverlauf ist eine Sägezahnspannung. Im Zeitraum t0 - t1 wird der Elektronenstrahl vom linken zum rechten Bildrand abgelenkt. Im steilen Spannungsabfall bei t1 wird der Elektronenstrahl an den linken Bildschirmrand abgelenkt.
Die Zeitablenkung kann mittels eines Schalters verändert werden.

Betriebsarten der Spannungsmessung

Die Spannungsmessung erfolgt durch die Eingänge YI und/oder YII (Kanäle).
Wie bei jedem analogen Messgerät, muss über Schalter der Messbereich eingestellt werden. Bei richtig eingestelltem Messbereich wird der Signalverlauf auf dem Bildschirm sichtbar.
Werden 2 Spannungen mit einem Zwei-Kanal-Oszilloskop dargestellt, muss auf die richtigen Einstellungen bei der Betriebsart geachtet werden.

Es gibt die Betriebsarten Alternated und Chopped.

Alternated

Alternated
Bei dieser Betriebsart werden die Kanäle YI und YII nacheinander dargestellt. Sinnvoll bei Messungen von Signalen mit mittlerer bis hoher Frequenz.

Chopped

Chopped
Bei dieser Betriebsart werden die Kanäle YI und YII abwechselnd dargestellt. Sinnvoll bei Messungen von Signalen mit niedriger Frequenz.

Triggerung

Um bei der Messung, mit einem Oszilloskop, ein stehendes Bild zu erhalten, muss das zu messende Signal richtig getriggert werden.
Triggern bedeutet Auslösen. Über einen Umschalter am Oszilloskop kann ausgewählt werden, auf welchem Kanal getriggert werden soll (Kanal I/Kanal II). Bessere Oszilloskope haben einen externen Triggereingang.
Darstellung der Triggerfunktion als Diagramm
Der Zeitablenkgenerator wartet nach einem Darstellungsdurchgang bis das Messsignal wieder gleichen Pegel und gleiche Richtung hat. Erst dann wird erneut getriggert/ausgelöst und das Signal erneut dargestellt.

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