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Arbeiten mit dem Oszilloskop, Teil 4

Messfehler

1 V/Skt, 5 ms/Skt

Sie halten die Messpitze an eine Schaltung und sehen Signale, die da überhaupt nicht hingehören. Stellen Sie die Zeitbasis um, bis etwas zu erkennen ist. Und das könnte z.B. ein 50-Hz Bummsignal sein. Das Bild oben entstand mit einem offenen Prüfkabel auf dem Labortisch. Es zeigt ein 50-Hz-Signal mit knapp 2 Vss. Es entsteht durch kapazitive Kopplung der Netzleitung auf den hochohmigen Eingang des Oszilloskops. Die scharfen Zacken stammen übrigens von einer Leuchtstoffröhre. Das Bild wurde mit einem analogen Oszilloskop aufgenommen. Digitale Oszilloskope erlauben auch die Darstellung am PC und die Dokumentation mit Sceeenshots..

Fehler 1: Fehlende Erdung des Messobjekts
Wenn Sie nicht sicher sind, ob die Schaltung geerdet ist, messen Sie zuerst an der Gerätemasse.

10 V/Skt, 5 ms/Skt

Hier wurde eine Platine (STK500) mit einem 12-V-Steckernetzteil versorgt. An einem GND-Anschluss der Platine findet sich ein 50-Hz-Signal mit 30 Vss. Die Störspannung ist jetzt größer. Das liegt an der Kapazität des Netztrafos zwischen Primär- und Sekundärwicklung. Jetzt ist klar, diese Platine ist im Gegensatz zum Oszilloskop nicht geerdet.

Nun wird eine RS232 Leitung vom PC angeschlossen. Der PC ist ja über seinen Schutzleiter mit Erde verbunden. Das RS232-Kabel reicht die Erdung an die Platine weiter. Ergebnis: Das 50-Hz-Signal ist weg.

50 mV/Skt, 0,5 µs/Skt

Dir großen Störungen sind zwar jetzt weg, aber kleine Signale bleiben noch übrig. Das Oszilloskop zeigt eine dicke, verwaschene Linie. Jetzt will man wissen, welche Art von Signalen die Ursache ist. Dazu stellt man die Zeitablenkung um und versucht alle Einstellungen, bis etwas zu erkennen ist. In diesem Fall handelt es sich um Signale um 10 MHz mit > 100 mVss. Man kann erkennen, dass mehrere Signale ähnlicher Frequenz eine Interferenz zeigen.

Fehler 2: Große Masseschleife
Es handelt sich hierbei um Kurzwellen-Rundfunksender im 31-m-Band, die am späten Nachmittag große Feldstärken erreichen. Eine große Masseschleife über zwei Netzkabel, ein RS232-Kabel und das Messkabel des Oszilloskops bildet eine wirksame Antennenschleife. Je nach Umfeld könnten auch ganz andere Signale erscheinen, z.B. Störsignale von Maschinen oder Schaltnetzteilen.

Und so macht man es richtig:
Verwenden Sie nach Möglichkeit immer den Masseanschluss am Messkabel und verbinden Sie ihn mit einem Masseanschluss (GND) des Messobjekts. So entsteht zwar immer noch eine Masseschleife, aber sie ist mit ca. 10 cm Durchmesser so klein, dass kaum noch Störsignale sichtbar werden. Und jetzt können Sie in Ruhe das eigentliche Nutzsignal betrachten.

1 V/Skt, 1 µs/Skt