Hallo zusammen, hat schon mal jemand einen kompletten Neuabgleich eines Hameg 203-5 gemacht?
Ich würde gerne zuerst die beiden Eingangsteiler neu abgleichen, aber mich schrecken die vielen einstellbaren C's da ab, sind 10 Stück pro Kanal . Zudem denke ich ist die Reihenfolge in der ein kompletter Abgleich statt finden muss, nicht beliebig!?
In dem Manual für das Gerät ist zwar einiges beschrieben zum Abgleich, aber die Eingangsteiler und das YF-Board sind da nicht beschrieben. Also ich meine auch welche Signale und Pegel werden dazu benötigt?
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Das kann man verallgemeinern auf jegliche analoge Oszilloskope. Ein par Grundkenntnisse wie das funktioniert sind erforderlich, ich versuchs mal vereinfacht zu beschreiben.
1a.) Die widerstandsgeschichte im Vertikalverstärker (Attenuator). Das ist üblicherweise ein selektierter genauer Satz von Festwiderständen, genau wie in jedem Multimeter. Also ein kaskadierter Spannungsteiler. Das ist nichts zum einstellen, ganz einfach
1b.) Kompensation von Kabelkapazitäten. Das Eingangskabel, also das vom Tastkopf, und der Tastkopf selbst, bilden eine Parallelkapazität zum Geräteeingang.
Du arbeitest üblicherweise mit einem 1:10 teilenden Tastkopf, den kannst du dir innen so vorstellen: Er besteht aus einem 9,0M-Ohm widerstand in Serie mit der Messleitung, dieser ist überbrückt mit einem Trimmkondensator dessen Einstellschräubchen du am Tastkopf finden wirst.
Das Zusammenspiel der Sachen.
Ein Serienwiderstand, gefolgt von einem Kondensator nach Masse, ist ein Tiefpass ! D.h. je höher die Frequenz ist die der Tastkopf durchlässt, desto mehr greift das in die Signalform ein. Die Parallelkapazität ist die Eingangskapazität von deinem Oszilloskop, der Wert steht neben der Buchse auf der Frontplatte. Das dürften bei deinem Hameg 15 oder 20pF sein. Jetzt hast du da aber den Spannungsteiler, Drehschalter mit den verschiedenen Widerständen. Da sich ein Verändern des Spannungsteilers auf die Eingangskapazität ebenso auswirkt, hast du dort für jeden Teiler einen Trimmkondensator gegen Masse. Du hast aber keinen Drehschalter mit vielen Trimmkondensatoren in deinem Tastkopf, sondern nur einen einzigen Trimmkondensator. Daraus ergibt sich die Bedingung, daß die Eingangskapazität des Oszis in jeder Stellung des Spannungsteilers gleich sein muß, sonst läßt sich das nicht so abgleichen daß es in allen Bereichen stimmt. Genau das, ist im Werk schon prima eingestellt, und wenn niemand daran rumgeleiert hat kannst du ruhigen Gewissens davon ausgehen daß es immernoch so stimmt, d.h. mach bitte erstmal garnichts an den Trimmkondensatoren im Spannungsteiler.
Das Gegenstück zum Tiefpass ist ein Hochpass Nichts anderes ist der Trimmkondensator in deinem Tastkopf, der ist ja nicht parallel zum Eingang sondern parallel zu dem Serienwiderstand der das Signal verringert. Sein Innenwiderstand wird mit steigender Frequenz geringer !
1c.) die Kompensation. Dazu legst du an den Oszi ein steilflankiges sehr akurates Rechtecksignal mit 1kHz an. Viele Oszis haben dafür schon einen geeigneten Generator eingebaut und eine kleine Buchse o-ä. vorn an der Front in die der Tastkopf einzuhängen ist. Nun siehst du auf dem Schirm das Rechtecksignal. Wenn es verformt ist in den Ecken, verstell den Trimmkondensator im Tastkopf bis es nahezu perfekte Form hat. Damit ist der Einstellvorgang Kompensation schon abgeschlossen. Anm.: kommt es nun beim Umschalten der Empfindlichkeit am Spannungsteiler dazu, daß das Signal in verschiedenen Bereichen auch verschieden geformt ist, dann sind wirklich die Trimmer im Eingang des Oszis verstellt worden. Da kann dann ggf. bereichsweise korrigiert werden. Hilfreich ist ein hochgenaues Kapazitätsmessgerät mit dem die Eingangskapazität des Oszis kontrolliert werden kann. Es kommt nicht darauf an genau diese 15pF zu erreichen, sondern überall genau die gleiche. Ist das so in Ordnung nochmals am Tastkopf kompensieren, und fertig.
1d.) Die Empfindlichkeit, Amplitudenhöhe. Die stellst du nur einmal ein, die anderen Bereiche stimmen dann von selbst. Das kann zB mit einem hochgenauen Rechtecksignal von 1V erfolgen, nun am Trimmpoti für die Verstärkung des Kanals ( VERTICAL GAIN) so einstellen daß die Amplitudenhöhe im Messgitter genau der Spannung des Signals entspricht - und fertig
Bei zweikanaligen Oszis hast du selbstverständlich alles was ich hier eingetippt habe - zweimal.
Mit einem 1:1 Tastkopf machst du den Abgleich bitte nicht, immer mit dem 1:10. Falls du auch einen 1:1 besitzt, kompensier den zuallerletzt wenn alles andere schon prima stimmt.
Hallo Martin, danke für Deinen ausführlichen Post.
Fehlerbild: Bei meinem Hameg ist es so, daß steilflankige Rechtecksignale nicht exakt abgebildet werden. Es gibt bei dem Rechteck-Dach am Anfang einen Überschwinger, zudem ist das Dach minimal schräg geneigt - relativ zur Teilung am Raster, obwohl der Strahl ohne Signal exakt waagerecht liegt. Das ist bei beiden Kanälen so, allerdings bei Kanal 1 etwas mehr ausgeprägt.
Wenn ich jetzt einen Tastkopf anschließe und kompensiere, so daß der Tastkopf das Rechteck von 1 Khz richtig abbildet sehe ich trotzdem bei höheren Frequenzen Abbildungsfehler. Das ist bei beiden Kanälen so, allerdings bei Kanal 1 etwas mehr ausgeprägt.
Verstehe ich das richtig? Das der Eingangsteiler auch mit einer Frequenz von 1Khz, so wie der Tastkopf auch, kompensiert bzw. die Kompensation eingestellt wird?
Überlegung von mir: Wenn ich jetzt den Tastkopf auf einen nicht passend kompensierten Eingangsteiler kompensiere, dann kann ich doch nacher mit dem selben Tastkopf nicht den Eingangsteiler kompensieren ohne einen Fehler dabei zu machen oder? Es sei denn es gibt eine Stellung bei der keine Frequenzkompensation am Eingangsteiler vorhanden ist, müssten die 5mV sein. Und wie sieht das mit der Frequenzkompensation aus die nacher am Y-Vorverstärker und dem YF-Board (Y-Endverstärker) noch zu machen wäre?
Also, ich bin mir leider noch nicht so ganz sicher wie ich da nun vorgehen muss....
HM203 ist ein 20MHz Oszi, erwarte keine technischen Wunder in höheren Bereichen. Um das Rechteck absolut steilflankig abzubilden müßte der Oszi (und der Generator!) um ein vielfaches schneller sein als die Frequenz die da ausgelesen wird. das sind die technischen Grenzen. Es dauert bei dem eben ein par nanosekunden bis er von Null auf Hundert ist, wenn du es bei 20MHz noch perfekt steilflankig haben willst dann verwende ein Gerät mit mindestens 150MHz Bandbreite und natürlich den dazu passenden Tastkopf, auch die haben ihre Spezifikationen.
Überschwinger: den kompensiert man am Tastkopf weg. Kommt bei schnellen Generatoren auch vor wenn der Abschlußwiderstand (da ist es dann 50 Ohm) weggelassen wird oder ein zu langes Kabel für Reflexionen sorgt. Nachweisführung mit Parallelwiderstand direkt am Eingang.
Eingestellt wird bei 1kHz, ja. Bei sehr schnellen Geräten mit 1MHz bzw 10MHz und einem hochsteilen Rechteckgenerator mit 50 Ohm Technik, zB Tek 284 (mit Waveguide und Termination dazu)
ich habe die Sache mal bei meinem Analog-Oszi angesehen (ein 40MHz-Koreaner aus den 80er-Jahren). Im Handbuch befindet sich neben den Schaltplänen auch die komplette Kalibrieranleitung.
Am Eingang gibt es einen Spannungsteiler mit Teilfaktor 1, 10 und 100 und nach der ersten Verstärkerstufe noch den Fein-Teiler 1, 2 und 5. Die einstellbare Frequenzkompensation befindet sich in Form von Trimmkondensatoren beim Teiler 1:10 und 1:100, dabei gibt es bei jedem zwei Trimmer, einen für die Einstellung der Eingangskapazität (nennen wir ihn C1) und einen zur Einstellung des korrekten Frequenzgangs (nennen wir ihn C2).
Der Abgleich ist wie folgt nach Anleitung:
- Rechteck 100kHz direkt an Eingangsbuchse anlegen, Eingangsteiler auf 1:10 schalten - Mit C2 des 10:1-Eingangsteilers auf möglichst sauberes Rechteck abgleichen - Dasselbe mit Eingangsteiler 1:100
Nun mit Eingangsteiler 1:1 eine 10:1-Sonde mit 1kHz Rechteck sauber abgleichen, danach wird mit C1 nacheinander im 10:1 und im 100:1 Eingangsteiler auf ein sauberes 1kHz-Rechtecksignal abgeglichen (diesmal das Signal mit der zuvor abgeglichenen 10:1-Sonde einspeisen).
Bei deinem Oszi wird das ähnlich sein, im Schaltplan sollte man die Trimmer finden: C1 liegt bei entsprechender Einstellung des vertikalen Bereichsschalters parallel zum Eingang und C2 parallel zu einem der beiden Spannungsteilerwiderstände. Wichtig für den korrekten Abgleich ist ein wirklich sauberes Rechtecksignal ohne Überschwinger, dabei auch auf korrekten Abschluss achten, schon 1m Koaxkabel sorgt ohne Abschluss für ordentliche Überschwinger. Weiter ist, wie es Martin schon geschrieben hat, die Anstiegszeit der Flankendarstellung durch die Bandbreite beschränkt, bei 20MHz dürften das so um die 20ns sein.
Hallo und danke für die Erläuterungen! Also mein Hameg hat eine Anstiegszeit von 17.5ns, bis zu welcher Frequenz sollte ich denn dann keine Überschwinger beim Messen bekommen?
Wann verwende ich denn am besten einen Abschlusswiderstand und wann einen Durchgangsabschluss? Wenn ich zum Beispiel von meinem Generator der entweder 50oder 600 Ausgangsimpedanz hat mittels Koaxkabel auf mein Oszi gehe - brauche ich dann einen definierten Abschluss? Bzw. gibt es da sowas wie generelle Faustregeln wann verwende ich welchen Abschlusswiderstand?
Überschwinger sollte es nie geben, wenn das Eingangssignal sauber ist, die Anstiegszeit bewirkt nur, dass die Flanken nicht senkrecht, sondern schräg werden. Ein Überschwinger deutet auf eine Überkompensation, also dass die hohen Frequenzen zu stark verstärkt werden.
Wenn man ein Koaxkabel verwendet, braucht es am Oszi-Eingang einen Abschlusswiderstand mit dem Wert der Wellenimpedanz vom Kabel, also normalerweise 50 oder 75 Ohm. Es gibt solche mit einem Stecker und einer Buchse, die man direkt einschlaufen kann, und solche, die mit einem T-Stück angeschlossen werden, die Funktion ist dieselbe. Verwendet man eine 'normale' Sonde, wird kein Abschlusswiderstand verwendet.
600 Ohm wird nur in der NF-Technik angewendet, und da spielt das Kabel keine grosse Rolle, da es gegenüber der Wellenlänge sehr kurz ist (mindestens im Labor, bei der Telephonleitung von der Zentrale zum Haus ist es etwas anders). Hier sorgt der Abschlusswiderstand lediglich für korrekte Pegel, da er zusammen mit dem Innenwiderstand der Signalquelle einen Spannungsteiler bildet, aber auf die Signalflanken hat er kaum Einfluss.
Hallo HB9, Danke für Deine Nachricht - ich sehe mich nun in meinen Gedankengängen bestätigt. Btw - Vielleicht hätte ich doch damals den Amateurfunkerlehrgang anstatt des Angelscheines machen sollen