Was ist ein Oszilloskop? (ID #263)

Ein Oszilloskop ist ein elektrisches Meßinstrument, mit dem zeitabhängige, elektrische Größen, meist in Echtzeitdarstellung, sichtbar gemacht werden können. Es erfolgt meist eine zweidimensionale Darstellung der Meßgröße in Form eines Oszillogramms, wobei eine Dimension die Zeit und die zweite Dimension eine elektrische Größe darstellt.

Das klassische Oszilloskop ist ein rein analoges, mit Kathodenstrahlröhre als Anzeigeinstrument ausgestattetes Gerät. Die Eingangspannung wird analog verstärkt und die Zeitbasis wird ebenfalls auf analoger Basis gewonnen. Beide Signale werden elektrisch so verstärkt, dass damit die Kathodenstrahlröhre (kurz Röhre) angesteuert werden kann.

Standardanalogskope, mit einer Bandbreite von 0 bis 40 MHz, sind weit verbreitet und stehen heute sicherlich in vielen Serviceerkstätten. Vertreter dieser Art sind beispielsweise der HM203 und der HM303 oder dessen Nachfolger HM400. Obwohl die Vorteile einer digitalen Signalerfassung nicht von der Hand zu weisen sind, gibt es dennoch nach wie vor Bereiche, in denen man um ein analoges Oszilloskop nicht herumkommt.

Aber auch die Digitaltechnik hat Einzug gehalten in die Domäne der reinen Analogskope. Bei Geräten der neueren Generation erfolgt die Signalverarbeitung immer noch analog, die Steuerung der Geräte jedoch digital. Erst dadurch ist es möglich geworden, automatische Abgleiche der Geräte, Abspeichern von Geräteeinstellungen und Fernsteuerung zu realisieren. Typische Vertreter dieser Kategorie sind der HM1500 und der HM2005.

Mit der Entwicklung von Analog/Digital-Wandlern ist die Möglichkeit entstanden, analoge Signale in digitale Daten zu wandeln. Dabei wird das analoge Signal mehrfach, nach festen Zeitabschnitten, abgetastet und pro Abtastung in einen digitalen Wert gewandelt. Eine größere Anzahl solcher Abtastwerte ergeben, bei Einhaltung bestimmter Bedingungen, auf die jetzt nicht näher eingegangen werden soll, ein digitales Abbild des analogen Signals.

Wenn man in ein Analogoszilloskop zusätzlich eine Analog/Digitalwandlung einbaut, so erhält man ein Kombiosziloskop welches umschaltbar als reines Analog- und reines Digitaloszilloskop arbeitet, Damit hat man die Vorteile eines analogen Oszilloskopes (höchste Signaldarstellungsrate) und eines digitalen Oszilloskopes (Speichern und Analysieren von Signalen) in einem Gerät. Typische Vertreter dieser Kategorie sind der HM1508 und der HM2008.

Mit der Verbindung zwischen Oszilloskop und PC steht damit auch das gesamte Spektrum der digitalen Datenverarbeitung für die Kurvendaten zur Verfügung.

Durch eine ständige Weiterentwicklung der A/D-Wandler stieg die Abtastrate in den letzten Jahren beträchtlich. So sind heute Abtastraten von 1 GSa/s (Sa/s = Sampels pro Sekunde = Abtastungen pro Sekunde) und mehr möglich. Ein Digitaloszilloskop ist ein Oszilloskop bei dem nur der Signalweg vom Eingang zum A/D-Wandler analog ist, der Rest der Signalverarbeitung, vom A/D-Wandler bis zur Anzeigeeinheit, erfolgt rein digital.

Aufgrund dieser Tatsache konnte die Kathodenstrahlröhre durch farbige TFT-Anzeigen ersetzt werden. Auf diesen sind mehr Informationen über den Gerätestatus und zu den Signaldaten sinnvoll darstellbar. Hinzu kommt, dass die Digitaloszilloskope mit schnellen Prozessoren ausgestattet sind und mehr und mehr Mess-, Analyse- und Anzeigefunktionen per Software integriert werden. Ein PC zur Auswertung oder Speicherung, wie beim Kombioszilloskop, ist meist nicht mehr notwendig.