Dienstag, 27. März 2012

Das Oszilloskop

Stichpunkte:

Elektronenstrahlröhre
  • Röhre ist luftleer (Unterdruck bis Vakuum)
(Cave: vorsichtig behandeln, da Gefahr der Implosion bei Beschädigung durch Stoß etc., s. alte Röhrenfernseher)
    Bildschirm ist konkav
    • Innen ist eine Schicht aufgedampft (fluor- und phosphoreszierend), stark positiv geladen
    Heizdraht (6,3 Volt) =>  es entsteht eine Elektronenwolke:
    • Elektronen werden emittiert und durch die hohe elektrostatische Anziehungskraft durch die Röhre gejagt
    • (positiv geladene Bildschirmschicht + Vakuum + kleine Lochmaske) schießen die Elektronen förmlich von der Heizquelle bis zum Bildschirm)
    Elektronenstrahl wird fokussiert + Trennschärfe durch Elektroden
    • der weitere Verlauf des Elektronenstrahls wird noch durch vier Ablenkplatten in x- und y-Richtung abgelenkt 
    Triggern:
    • interne Sägezahnspannung
    • am Ende der Laufstrecke wird mit einer gewissen Tastzeit "dunkelgetastet", danach erfolgt der Rücklauf
    Automatische (interne) vs. externe Triggerung
      später Messung von
      • U(spitze,spitze)
      • bei gewissen Winkelgraden die entsprechenden Spannungen bestimmen
      . . .

      erste Messversuche mit einem Funkiongenerator (FG) + Oszilloskop (Oszi)

      AC-Ausgang (FG) an Channel I (1M Ω, 30pF)
      • bei f=50 Hz anfangen dann schrittweise bis f(max)
      Spannungshöhe:
      • mit VOLTS/DIV.-Knopf einstellen, so dass U(spitze, spitze) innerhalb des Sichtfelds erscheint
      • Anzahl der Kästchen * Volts / Div. = gemessene Spannung
      Periodendauer:
      • mit TIME/DIV.-Knopf Nulldurchgang suchen und verschieben, so dass man am Gitter gut den nächsten Nulldurchgang ablesen kann
      • Anzahl der Kästchen * Time / Div. = gemessene Periodendauer
      • Periodendauer bestimmen => Kehrwert ergibt die gesucht Frequenz
      • mit Taschenrechner den theoretischen Wert errechnen und vergleichen
      Beispiel:

      rechnerisch:  

      • 50 Hz => Periodendauer: 20 ms
      abgelesen:
      • Periode T = 10 Kästchen * 2 ms / Div = 20 ms
      • f = 1 / T = 1 / 20 ms = 50 Hz
      ... bis ...

      rechnerisch
      • 262.142 Hz => Periodendauer: 3.82 μs
      abgelesen:
      • Periode T = 7,7 Kästchen * 0.5 μs / Div = 3.85 μs
      • f = 1 / T = 1 / 4 μs = 259.740 Hz
      Abweichungen sind begründet durch Toleranzen + Ableseungenauigkeiten

      (Funktionsgenerator - ELW FG 7001 liefert f(max) = 262.142 Hz)

      Tabelle:

      Frequenz, Spannung abgelesen, Ueff (mit Mulitmeter)
      • ...

       * * *

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