Kennlinien und mehr auf dem Oszilloskop

[TipFox]

Viele von uns haben sicher ein Oszilloskop in der Werkstatt. Ich möchte hier kurz zeigen, wie man damit auf einfache Weise den Strom-/Spannungsverlauf diverser Bauteile darstellen und, zumindest im NF-Bereich, Resonanzfrequenzen von Serien-/Parallelschwingkreisen messen kann.

benötigt werden:


• Oszilloskop,
  
  
• ein (induktionsarmer) Widerstand - der Wert ist unkritisch, darf aber nicht zu klein sein, um z.B. bei Dioden den zulässigen Strom zu begrenzen. Bewährt haben sich Werte zw. 330..1000 Ohm.
  
  
• Ein (Stell)trafo bzw. besser einen leistungsfähigen, variablen Tongenerator mit geeichter Skala.

Der Widerstand hat hier nur die Aufgabe, den Strom in eine vom Oszi darstellbare Spannung zu wandeln und den Strom durch das Messobjekt zu begrenzen. Aufgrund der gemeinsamen Masse der beiden Kanäle muss der Y-Eingang invertiert werden. Beide Kanäle müssen auf Gleichspannungsmesung eingestellt werden.

Die "Schaltung" sieht so aus :

Also keine große Sache

Um mal einen Eindruck zu vermitteln, welche Schirmbilder sich ergeben, bringe ich hier ein paar Beispiele. Der Strom durch das Messobjekt wird dabei auf der Y-Skala, die Spannung am Messobjekt auf der X-Skala dargestellt.
Zunächst wird hier ein Stelltrafo als Prüfspannungsgenerator verwendet.

1. ohmscher Widerstand, 4K7

2. ohmscher Widerstand, 10K - man sieht: es fließt weniger Strom

3. Schottkydiode: geringste Diffusionsspannung, größte Steilheit

4. Siliziumdiode: höhere Diffusionsspannung, geringere Steilheit

5. Germaniumdiode, geringe Diffusionsspannung, geringe Steigung

6. Eine Zenerdiode 2V7, man erkennt den Durchbruch in Sperrrichtung

Bei den nächsten Beispielen geht es um Messungen an (NF)-Schwingkreisen.
Daher muss nun als Prüfspannungsgenerator ein variabler Audiooszillator mit möglichst genauer Eichung/Skala verwendet werden.

UKW-Pilottonfilter (= Parallelschwingkreis 19KHz) bei 50Hz - das offene "Auge" zeigt: nicht in Resonanz. Der Fachmann erkennt, dass ich hier gepfuscht habe - das war noch der Stelltrafo mit den netzüblichen Spikes. Einen Tongenerator mit so verzerrtem Signal bitte nicht verwenden

Der selbe Filter am Tongenerator bei 19KHz: das "Auge" ist zu einem waagerechten Strich geworden, der Filter ist in Resonanz. Auch bei höherer Y-Verstärkung muss es ein Strich bleiben!

Hier wurde eine Spule (2mH) und ein Kondensator (1uF) in Reihe geschaltet - das "Auge" ist hier offen, also ist die Resonantfrequenz noch nicht gefunden. Der Tongenerator wird nun durchgestimmt, bis sich das nächste Schirmbild ergibt:

Die Frequenz des Tongenerators lag hier bei 3,7 KHZ. Eine kurze rechnerische Überprüfung ergibt mit den gegebenen Bauteilen eine Resonanzfrequenz von 3,56 KHz. Da die Messung bei 19KHz deutlich genauer war, wurden die Bauteile mit einem LCR-Messer geprüft - und siehe da: mit den realen Werten ergaben sich 3,66 KHz. Die Messung ist also auch in diesem Fall recht genau.
außerdem erkennt man an der Schräglage des vertikalen Striches, dass hier noch ein nicht zu vernachlässigender ohmscher Anteil im Spiel ist. Nun ja - Spule und Kondensator waren nur verdrillt, nicht gelötet (an der Spule liegt es nicht, die ist aus 1 mm Kupferdraht und hat nur wenige Windungen auf einem hochpermeablen Rinkern).

Es gibt sicherlich noch mehr Möglichkeiten mit diesem simplen Tester - mir fallen nur momentan keine mehr ein - Anregungen sind willkommen

Bleibt noch zu erwähnen, dass man Resonanzfrequenzen mit dem Oszilloskop in Zusammenarbeit mit einem Rechteckgenerator auch anders bestimmen kann - aber das wäre ein neues Thema ...
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Gruß TipFox

[JuergenK]

Da gab es vor schätzungsweise 25 oder 30 Jahren in der Zeitschrift ELEKTOR so etwas Ähnliches für Oszilloskope. Soweit ich mich erinnere, hieß das KSO-Komponententester und war auch nur mit sehr wenigen Bauteilen aufgebaut. Ich glaube, ELEKTOR hatte die Schaltung später mal modifiziert . Vielleicht finde ich den Beitrag wieder.

Das war in der Zeit, als es noch Spass machte, Geräte selbst zu bauen - heute lohnt sich das, jedenfalls finanziell gesehen, kaum noch und man bekommt ja auch die Bauteile nicht mehr. Wo bekommt man z.B. noch einen bezahlbaren profanen 250-pf Pertinax-Drehko...

JuergenK

Nachtrag:

Ja, man wird alt. Das war schon in der Ausgabe Juli/August 1970 (Das konnte ich so schnell finden, weil es das zweite Heft war, welches Elektor überhaupt `rausgebracht hatte, 1970 war der Start der Fachzeitschrift). Man benötigt einen Trafo mit 6V Wechselspannung, 2 Widerstände à 3k3 und einen Taster. Und natürlich einen Oszillografen.

Angeblich zu testen waren Zenerdioden, Selengleichrichter, Tunneldioden, Thyristoren, Transistoren, Unijunktion-Transistoren, Widerstände, LDRs und Kondensatoren. Die 4 Seiten scanne ich gerne ein, benötige dann aber leider freundlichen Helfer, der sie dann hier einstellt.
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Alte Radioexperimentierkaesten ansehen? Aber gerne. Naemlich hier!

[GeorgS]

Hallo ihr Jürgens,

so ein Ding habe ich mir damals nach dem Elektor in ein kleines Kistchen eingebaut. Da ein Zweistrahler damals nur ein Traum war, halt teilweise mit kopfstehenden Kennlinien.

Ein kleiner Hinweis: Der Trafo sollte trennen, am besten in dem Bauelementetester mit eingebaut.
Speisen kann man dann aus einem Stelltrafo, der nicht zu trennen braucht. Nur mal als Hinweis, da die meisten älteren Stelltrafos Spartrafos sind.


Gruß
Georg

PS :=)
Regeltrafos regeln nur insofern, als ein Zitronenfalter Zitronen faltet.
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Der Selbstbetrug ist die gefährlichste und nichtsdestotrotz häufigste Sorte von Betrug

[holger01]

Die Fa. HAMEG baut einen solchen ''Component Tester'' gleich mit in Ihre Oszi's ein.
Zwar ohne variabler Frequenz, aber trotzdem praktisch.

Holger

[TipFox]

Schon 1970? - na, dann wurde es ja höchste Zeit, das wieder rauszukramen ::
Spaß beiseite, das muss schon viel älter sein - ich kann nur vermuten: so lange, wie es den x/y-Betrieb bei Oszi's gibt ...

Das mit dem "Regeltrafo" werde ich noch korrigieren. Mein realer Aufbau sieht übrigens genau so aus - also eingebauter Trafo, Speisung aus Stelltrafo oder Tongenerator HP201C.

@JürgenK: der Artikel würde mich interessieren - meine erste Elektorausgabe ist aus 1971, die Sammlung fängt sogar erst ab 1975 an. Gerade so alte Bauanleitungen üben eine unheimliche Faszination auf mich aus
Du kannst mir die Scans zumailen, dann stelle ich sie hier ein.

Was die Bauteile angeht: also ich habe mich über die Jahre dermaßen eingedeckt, dass ich das in meinem Leben nicht mehr verbasteln kann ....
Allerdings: Tunneldioden oder gar Unijunktionstransistoren waren ja schon immer Exoten - so etwas besitze ich nicht. Gibt es die überhaupt noch zu kaufen ??

@Holger01: ja - so kenn ich das auch, ist leider eben nur begrenzt einsetzbar, gerade die Resonanzfrequenzmessung ist für mich interessant
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Gruß TipFox

[TipFox]

So - hier nun also der von JürgenK bereitgestellte Artikel aus der Elektor. Sehr schön passend zum Thema ...

Den Begleittext darf man aber nicht überbewerten - die Oszi's waren damals wohl noch sehr schlecht, ein paar falsche Aussagen sind auch drin - ist halt schon ein paar Jahre her ::

Aus rechtlichen Gründen sind die Scans nur den in der Galerie eingeloggten Mitgliedern sichtbar!
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Gruß TipFox

[GeorgS]

Hallo Jürgen,

[TipFox]

Naja, mag ja sein. Wenn ich aber lese (S.2):

[GeorgS]

Hallo Jürgen,

die "Falschaussagen" waren nicht das was mich störte, nur die "schlechten" Oszis.



Gruß
Georg
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[TipFox]

Hallo Georg,


das war eine meiner typisch ironischen (manche sagen auch zynischen) Bemerkungen - wird leider oft missverstanden

Damit meinte ich: wenn man den Bogen der Diffusionsspannung nicht erkennen kann, ist entweder das Oszi "hundsmiserabel" oder die x-Verstärkung unzweckmäßig eingestellt...
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Gruß TipFox