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Das Oszilloskop ist neben dem Multimeter das verbreitetste und wichtigste Mess- und Diagnosegerät in der Elektronik und Elektrotechnik. Mit Messinstrumenten mit Digitalwertanzeige wie Multimetern kann man Spannungsänderungen über die Zeit nur schlecht oder gar nicht aufzeichnen. Genau das ist deshalb der Haupteinsatzzweck von Oszilloskopen: die Messung von Spannungen über einen zeitlichen Verlauf und Darstellung derselben auf einem Bildschirm.

Bedienungsanleitung: UNI-T UT 2042C

Das Oszilloskop kann sehr schnell durch einen Kurzschluß beschädigt werden! Bei Messungen an nicht Batterie-Betriebenen Geräten, ist es sinnvoll das zu messende Gerät an einen Trenn-Transformator anzuschließen um eine Beschädigung des Oszilloskop zu vermeiden! ACHTUNG: Auch über USB angeschlossene Geräte (z.B. Arduino oder ESP32 über PC, Laptop, Netzteil angeschlossen) können einen Kurzschluß verursachen!

Um eine Spannung in der zu untersuchenden Schaltung zu messen, nutzt man im Regelfall einen Tastkopf, der über ein Koaxialkabel mit dem Oszilloskop verbunden ist. Dieser Tastkopf verfügt über zwei Anschlüsse:

Einen Anschluss, der mit dem Messpunkt verbunden wird. Das Potential dieses Messpunktes soll anschließend auf dem Oszilloskop dargestellt werden.

Einen Anschluss, welcher mit dem Bezugspotential (GND, Masse, Erde) auf der Schaltung verbunden wird und über das Koaxial-Kabel mit dem äußeren Anschluss der BNC-Buchse am Oszilloskop verbunden ist.

Jetzt kommt der wichtige Punkt

Dieser Anschluss hat über das Oszilloskop einen Anschluss mit Masse (!), er ist also „geerdet“.

Bei der Messung der zu untersuchenden Schaltung muss man nun die Spannungsversorgung der Schaltung erkennen, um einen Kurzschluss zu vermeiden!

Folgende Szenarien sind denkbar

Wird die Schaltung über eine separate Batterieversorgung gespeist, ist die Sache unproblematisch. Die Schaltung ist „potentialfrei“ also nicht mit Masse verbunden. Der Punkt, an dem der Masse-Anschluss des Tastkopfes verbunden wird, wird so als Masse definiert. Es kommt zu keinem Kurzschluss, weil kein Strom über die Batterie zur Erde abgeleitet werden kann.

Wenn die zu untersuchende Schaltung über ein Netzteil angeschlossen wird, welches die Spannung über einen potentialfreien Transformator (Trenntrafo) erhält ist die Sache ebenfalls unproblematisch.

Die einzelnen Spulen des Transformators haben eine galvanische Trennung, sind also elektrisch nicht verbunden. Sprich:

• Es gibt keine elektrische Verbindung zwischen Primär- und Sekundärspule des Transformators.
• Es kann also auch hier kein Strom über die zu untersuchende Schaltungen gegen Masse fließen.

Hier wird es kritisch. Die zu untersuchende Schaltung ist dann geerdet. Es gibt eine Verbindung zwischen der Schaltung und Masse. Somit gibt es zwei Verbindungen zwischen Oszilloskop und Schaltung. Die eine über den Tastkopf. Eine zweite über den Masse-Anschluss.

Wenn nun der Anschluss für das Bezugspotential nicht auf einen Punkt mit Massepotential, sondern auf ein anderes Potential gelegt wird, gibt es einen Kurzschluss.

Dave Jones vom EEVBlog zeigt hier in einem sehr anschaulichen Video die Problematik (in Englisch). https://www.youtube.com/watch?v=xaELqAo4kkQ

Echtzeitabtastrate: 500 MS/s
Ersatzzeit-Messfolge: 25 GS/s

Zeitbasis: 10 ns - 50 s / div
Signalspeicher: 1024k
Signalinterpolation: sin (x) / x

Analoge Bandbreite: 40 MHz
Empfindlichkeit: 2 mV - 5 V / div
Eingangskopplung: DC, AC, GND
Eingangswiderstand: 1 MΩ ± 2 % parallel mit 24 pF ± 3 pF
max. Eingangsspannung: 400 V/DC und AC Peak
A/D-Wandler: 8 Bit
Empfindlichkeit: 2 mV - 5 V / div

Triggerart: AUTO, NORM, SINGLE
Triggerkopplung: DC, AC, LF-REJ, HF-REJ
Holdoff: 100 ns - 1,5 s
Triggersignal: Flanke, Impuls, Video

automatische Messungen:

Spitze-Spitze, Durchschnittswert, Effektivwert, Frequenz, Periode, Arbeitszyklus, Impulsbreite, Anstiegs-/Abfallflanke und weitere Größen

automatische Einstellungen:

Vertikal- und Horizontalablenkfrequenz sowie Triggerpegel

Cursor:

Vertikal und horizontal gestrichelte Linie, Referenz, Spannung, Zeit, Frequenz

Speicherfunktion: 10 Geräteeinstellungen; 10 Signale
Sonderfunktionen: Selbstkalibrierung

mathematische Funktionen:

addieren, subtrahieren, multiplizieren, dividieren, FFT-Analyse, Durchschnitt 2-128; Interpolation: sin (x)/x; Zoom

Bildschirm: 5,7„ (145 mm), Farbdisplay
Spannungsversorgung: AC 100 … 240 V, 45 … 440 Hz, 50 VA
Abmessungen (B x H x T): 320 x 150 x 130 mm
Gewicht: 4,1 kg