Oszilloskop

Mit einem Oszilloskop lässt sich so gut wie alles messen. Genauer gesagt, alle Effekte die sich durch eine Spannung darstellen lassen. Dazu gehören z.B die Dauer von Laserpulsen bei hochmodernen Oszilloskopen (unter einer Nanosekunde), die Gezeitenkräfte, oder einfach die Motivation der Studenten. Es braucht lediglich einen Sensor, der das Signal in eine Spannung umwandelt. Zudem können mehrere Spannungen gegeneinander Aufgetragen werden um z.B die Phasenverschiebung zu betrachten. Eines der größten Vorteile dieses Messinstruments ist es, das sich Spannungen im zeitlichen Verlauf darstellen lassen.

Screenshot vom virtuellen Oszilloskop KA-100 mit Funktionsgenerator und Gleichspannungsquelle

Zur Vorbereitung auf den Oszilloskop-Versuch haben wir eine WWW-Seite mit einem virtuellen Oszilloskop erstellt. Die Bedienung dieser Simulation orientiert sich grob an den Geräten, die im Praktikum zum Einsatz kommen. Das simulierte Oszilloskop kann Signale von simulierten Funktionsgeneratoren oder einer ebenfalls simulierten Gleichstromquelle darstellen. Alternativ kann auch das Mikrofon des lokalen Computers als Eingang gewählt werden.

Technisch besteht die Simulation in einer mit Javascript ausgestatteten HTML-Seite. Das heißt, im WWW-Browser muss Javascript aktiviert sein. Das Javascript läuft dabei ausschließlich auf dem lokalen Computer. Es werden keinerlei Daten zu unserem Server hochgeladen. Cookies, Tracker oder ähnliche Techniken kommen nicht zum Einsatz.

Link direkt zu unserem virtuellen Oszilloskop: KA-100

Das Oszilloskop hat eine Vielzahl von Knöpfen und Drehregler. Doch keine Panik, mit ein wenig Übung macht das Herumschrauben an den Schwingungen sehr viel Vergnügen und es entstehen schöne Muster. Damit sich dies schnell einstellt, soll hier auf die einzelnen Knöpfe, Regler und Schalter eingegangen werden.

Nach dem ersten Schock beim Anschalten sehen wir zwar sehr viele, aber schön beschriftete Knöpfe. Weiter fällt auf, das viele davon doppelt vorkommen. Das hat damit zu tun, dass unser Oszilloskop zwei gleichberechtigte Eingangskanäle hat.

Um die 0-Volt Linie für einen ausgewählten Kanal (z.B CH1 in Rot) einzustellen, muss zunächst die GND (Ground) - Taste gedrückt werden. Dies schließt den jeweiligen Eingang CH1 (oder CH2) kurz und es liegen 0 Volt an. Mit dem Drehknopf Position 1 (oder 2) lässt sich der Strahl dann auf der Y-Achse hoch und runter verschieben, bis er so genau wie möglich über der X-Achse in der Mitte des Bildschirms liegt.

Um Gleichspannung zu messen, legen wir das zu messende Signal an CH1 an und achten darauf das direkt über dem Anschluss weder GND und AC (Alternating Current - Wechselspannung) gedrückt sind. Wir messen Gleichspannung. Sollte nichts zu sehen sein, kann es sein das sich das Signal außerhalb der Skalierung befindet. Um das zu überprüfen drehen wir an dem Drehregler mit der Aufschrift: VOLTS/DIV.

Um Wechselspannung zu messen, verfahren wir genauso wie zuvor bei der Gleichspannung, nur das wir nun den Knopf mit der Aufschrift AC drücken bis er leuchtet.

Am Oszilloskop lassen sich auch zwei Signale gegeneinander auftragen. Dabei kann bei der Betrachtung von Lissajous-Figuren eine Phasenverschiebung betrachtet werden. Der Schirm zeigt beide Signale im zeitlichen Verlauf an.

Der Trigger ist ein Mechanismus des Oszilloskops, der eines der Eingangssignale analysiert und bei einem festgelegten Wert auslöst (Triggerlevel). Das Auslösen bewirkt ein Start der X-Auslenkung und ermöglicht damit die Darstellung von sich wiederholenden Signalen. Das haben wir alles schon häufig in Krankenhausserien gesehen