Oszilloskop
Das Oszilloskop - Signale sichtbar machen
Das Oszilloskop ist eines der wichtigsten Messgeräte in der Elektronik. Es macht elektrische Signale sichtbar und ermöglicht das Ablesen von Periodendauer und Signalform sowie die Bestimmung der Frequenz.
Wie funktioniert ein Oszilloskop?
Ein Punkt bewegt sich mit einstellbarer Geschwindigkeit von links nach rechts über den Bildschirm. Die gemessene Spannung lenkt ihn nach oben oder unten ab. So entsteht ein Bild des Signalverlaufs.
Y-Achse (vertikal)
Zeigt die Spannung
Einstellung: V/Div
z.B. 1 V pro Kästchen
X-Achse (horizontal)
Zeigt die Zeit
Einstellung: Zeitbasis (Zeit/Div)
z.B. 0,5 ms pro Kästchen
Periodendauer ablesen
Frage EI301: Die Zeitbasis ist auf 0,5 ms/Div eingestellt. Welche Periodendauer hat das Signal?
So liest du die Periodendauer ab:
- Finde einen markanten Punkt (z.B. Nulldurchgang, Maximum)
- Zähle die Skalenteile bis zum nächsten gleichen Punkt
- Multipliziere mit der Zeitbasis
Rechenbeispiel EI301:
Eine Periode = 8 Skalenteile
Zeitbasis = 0,5 ms pro Skalenteil
$T = 8 \times 0{,}5\,\text{ms} = \mathbf{4\,\text{ms}}$
Antwort: 4 ms
Frequenz berechnen
Frage EI302: Gleiche Einstellung (0,5 ms/Div). Welche Frequenz hat das Signal?
Frequenz und Periodendauer sind Kehrwerte voneinander:
$\displaystyle f = \frac{1}{T}$ und $\displaystyle T = \frac{1}{f}$
Rechenbeispiel EI302:
$T = 4\,\text{ms} = 0{,}004\,\text{s}$
$f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0{,}004\,\text{s}} = \mathbf{250\,\text{Hz}}$
Antwort: 250 Hz
Merkhilfe für die Umrechnung:
$1\,\text{ms} = 0{,}001\,\text{s} = 10^{-3}\,\text{s}$
$1\,\mu\text{s} = 0{,}000001\,\text{s} = 10^{-6}\,\text{s}$
Impulsdauer messen
Frage EI303: Wie lang ist der Impuls?
Bei Rechtecksignalen misst du die Impulsdauer - die Zeit, in der das Signal auf dem hohen Pegel ist.
Rechenbeispiel EI303:
Zeitbasis = $50\,\mu\text{s}$ pro Skalenteil
Impulsbreite = 4 Skalenteile
$\text{Impulsdauer} = 4 \times 50\,\mu\text{s} = \mathbf{200\,\mu\text{s}}$
Antwort: 200 μs
Wofür wird das Oszilloskop verwendet?
Frage EI304: Welches Gerät zeigt NF-Verzerrungen an?
Antwort: Ein Oszilloskop
Das Oszilloskop zeigt den zeitlichen Signalverlauf und macht dadurch Verzerrungen (z.B. Clipping, Übersteuerung) als Verformung der Kurve sichtbar.
Warum sind die anderen Antworten falsch?
| Gerät | Misst | Zeigt Verzerrungen? |
|---|---|---|
| Transistorvoltmeter | Spannungswerte | Nein (keine Signalform) |
| Vielfachmessgerät | U, I, R | Nein (keine Signalform) |
| Frequenzzähler | Frequenz | Nein (keine Signalform) |
| Oszilloskop | Signalverlauf | Ja! |
Formeln auf einen Blick
| Größe | Formel | Einheit |
|---|---|---|
| Periodendauer | $T = \text{Skalenteile} \times \text{Zeitbasis}$ | s, ms, μs |
| Frequenz | $f = \frac{1}{T}$ | Hz |
| Periodendauer aus Frequenz | $T = \frac{1}{f}$ | s |
Zusammenfassung für die Prüfung
| Frage | Thema | Richtige Antwort |
|---|---|---|
| EI301 | Periodendauer (0,5 ms/Div, 8 Div) | 4 ms |
| EI302 | Frequenz bei T = 4 ms | 250 Hz |
| EI303 | Impulsdauer (50 μs/Div, 4 Div) | 200 μs |
| EI304 | Gerät für NF-Verzerrungen | Oszilloskop |
Die wichtigsten Merksätze:
- Periodendauer: Skalenteile × Zeitbasis
- Frequenz: $f = \frac{1}{T}$ (Kehrwert der Periodendauer)
- Oszilloskop zeigt den zeitlichen Verlauf → erkennt Verzerrungen
- Y-Achse = Spannung, X-Achse = Zeit
Wissenskontrolle
0 / 4 Fragen richtigDie Zeitbasis eines Oszilloskop ist so eingestellt, dass ein Skalenteil 0,5 ms entspricht. Welche Periodendauer hat die angelegte Spannung?
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Die Zeitbasis eines Oszilloskops ist so eingestellt, dass ein Skalenteil 0,5 ms entspricht. Welche Frequenz hat die angelegte Spannung?
Die Impulsdauer beträgt hier ...
Welches dieser Geräte wird für die Anzeige von NF-Verzerrungen verwendet?