Dazu brauchst du ein Oszilloskop

Dieser Artikel handelt über die große Bandbreite der Oszilloskop-Anwendung.

Digitale Oszilloskope verfügen über vielfältige Darstellungsmöglichkeiten, Zoomstufen und Vergleichsfunktionen

Digitale Oszilloskope verfügen über vielfältige Darstellungsmöglichkeiten, Zoomstufen und Vergleichsfunktionen

Immer dann, wenn man elektrische Spannungen und deren zeitliche Änderung grafisch darstellen möchte, kommt ein Oszilloskop zum Einsatz, egal, ob es sich dabei um ein altes analoges Laborgerät mit (grüner) Elektronenstrahlröhre oder um ein modernes digitales Gerät mit farbiger LCD-Anzeige handelt (mehr zu den Unterschieden zwischen den beiden Oszilloskop-Arten). Wer also nur eben mal schnell die (konstante) Spannung einer Batterie messen möchte, kann das zwar im Prinzip auch mit einem Oszilloskop machen, schießt damit aber wohl über das Ziel weit hinaus. Die Betonung liegt hier auf dem zeitlichen Verhalten einer Messgröße.

Alle veränderlichen physikalischen Größen werden mit dem Oszilloskop erfasst

Es gibt eine unüberschaubar große Zahl von analogen Sensoren, die einen oder mehrere (physikalische) Parameter messen, indem die Messgröße in eine Spannung, die sich mit der Messgröße in Realtime schnell verändert, umgesetzt wird. Direkt sichtbar machen kann man den Vorgang dann z. B. mit dem Oszilloskop, es gibt aber heute auch andere Verfahren, dazu möchten wir nur mal auf das Stichwort Digitalisierer hinweisen. Nehmen wir mal als Beispiel eine alte analoge Wetterstation. Die Messgrößen Temperatur und Luftdruck sind zwar veränderliche Größen, aber sie ändern sich im Verlaufe von Stunden. Diese quasi Konstanten lohnen sich eher weniger, mit dem Oszilloskop darzustellen. Anders ist es schon bei der Windmessung. Früher wurde die mehr oder weniger schnelle Rotation des Schalenkreuzanemometers in eine Ausgangsspannung gewandelt, heute werden diese Geräte durch Ultraschallanemometer (SODAR-Systeme) ersetzt, die die Windgeschwindigkeit aus der variierenden Schallgeschwindigkeit ermitteln. Nicht bei laminarer Strömung, aber bei böigem Starkwind ändern sich die Windgeschwindigkeiten so schnell, dass diese Messgröße gut mit einem Oszilloskop darstellbar ist.

Aber es gibt auch „hochfrequente“ Luftdruckänderungen, die sogar von hoher politischer Brisanz sind. Gemeint ist der sogenannte Ultraschall, also relativ langwellige Schallwellen unter ca. 10 Hz, die vom menschlichen Ohr als Klang bzw. Tiefton nicht mehr gehört werden können. Derartige Schallwellen entstehen beispielsweise bei Erdbeben, Vulkanausbrüchen, Sprengungen, Kometeneintritten und auch bei „illegalen“ Atombombentests. So könnte beispielsweise ein Oszilloskop dazu beitragen, eine derartige unterirdische Aktivität in Nordkorea nachzuweisen.

Medizintechnik – ein Paradebeispiel

Das gute altbekannte EKG steht für Elektrokardiogramm, fast jeder hatte diese mit Haftgel verschmierten Elektrodenproppel schon mal auf seiner Haut sitzen. Dabei handelt es sich um Sensoren, die an unterschiedlichen Positionen rund um unseren Herzmuskel angehaftet werden, um dessen Bewegung bzw. Aktivität in Spannungskurven zu übersetzen. Ein Oszilloskop kann das schlagende Herz direkt in sichtbare Zeitreihen übersetzen. Ähnliches gilt auch für das EEG, diese Abkürzung steht für Elektroenzephalografie. Dabei handelt es sich um eine Messmethodik in der Neurologie, bei der es u. a. um die Untersuchung des Gehirns bzw. krankhaft veränderter Prozesse im Gehirn geht, auch diese rasch variablen Hirnströme des Menschen können via geeignete Elektroden mit dem Oszilloskop sichtbar gemacht werden.

Dem Ingenieur ist nichts zu „schwör“

Der Verlaufsgraph stellt die Spannnungen anhand von Amplituden in einem Koordinatensystem dar

Der Verlaufsgraph stellt die Spannnungen anhand von Amplituden in einem Koordinatensystem dar

Wer hat nicht schon über diesen alten Spruch geschmunzelt. Aber worauf gründet er sich? In der Tat ist das Oszilloskop ein ganz wesentliches Messinstrument des Elektroingenieurs. Als technische Geräte wie z. B. der Fernseher noch repariert wurden, bevor sie auf der wilden Müllkippe landeten, kam noch der Radio- und Fernsehtechniker zu den Menschen nach Hause und hatte u. a. auch ein kleines Oszilloskop immer dabei. Es diente z. B. dazu, Erdungsprobleme eingrenzen zu können, indem es an den unterschiedlichen elektronischen Bauteilen das Ausmaß des sogenannten Netzbrummens nachwies. Wenn an wichtigen Verstärkerröhren oder Transistoren kleine Signal- und Steuerspannungen durch ein überbordendes 50 Hz Signal übertönt wurden, dann war die Fehlerquelle bald eingegrenzt.

Übrigens kann das Oszilloskop auch der Strommessung dienen. Das geschieht indirekt über das Ohm’sche Gesetz, indem man bei bekanntem Widerstand den plötzlich einsetzenden Spannungsabfall in einen Stromfluss umrechnen kann.


Unsere Empfehlungen

Wenn du jetzt Interesse an so einem Gerät bekommen hast: wir haben dir im Folgenden aus unseren ausführlichen Produktvorstellungen drei empfehlenswerte Oszilloskope zusammengestellt – für jedes Projekt:

Oszilloskope für jedes Projekt

Aus unseren Tests lassen sich folgende Oszilloskope für Einsteiger bis zum Hobbybastler empfehlen.
  • Bandbreite:
  • Displaygröße:
  • Vertikale Skalierung:
  • Eingangsimpedanz:
  • Abtastrate:
  • Zeitbasis:
  • Gewicht:

Velleman HPS140i Handoszilloskop

  • Das günstige Handheld Oszilloskop für Heimanwender
  • Bandbreite: 10MHz (-3dB oder -4dB abhängig von ausgewählten Einstellung)
  • Displaygröße: 128x64 Pixel
  • Vertikale Skalierung: 1 mV ‑ 20V/div
  • Eingangsimpedanz: 1 Mega-Ohm
  • Abtastrate:bis 40MSa/s
  • Zeitbasis: 250 ns ‑ 3600 s/div
  • Gewicht: 200g

Hantek 6022BE Digital Oszilloskop

  • Für Elektronik-Bastler und kleine Reparaturen
  • Bandbreite: 20MHz
  • Displaygröße: -
  • Vertikale Skalierung: 20mV – 5V/div (x1 Tastkopf), 200mV – 50V/div (x10 Tastkopf), 2V – 500V/div (x100 Tastkopf), 20V ~ 5KV/div (x1000 Tastkopf)
  • Eingangsimpedanz: 1 Mega-Ohm
  • Abtastrate:bis 48MSa/s
  • Zeitbasis: 4 ns ‑ 3600 s/div
  • Gewicht: 781g

Rigol DS1052E Oszilloskop

  • Gute technische Werte zu einem vernünftigen Preis
  • Bandbreite: 50MHz
  • Displaygröße: 5,7 Zoll LCD Display (320 x 234 Pixel)
  • Vertikale Skalierung: 2 mV ‑ 10 V/div
  • Eingangsimpedanz: 1 Mega-Ohm
  • Abtastrate: 500 MSa/s
  • Zeitbasis: 5 ns ‑ 50 s/div
  • Gewicht: 2,4kg