Der Oszillograph - Prinzip


Der Oszillograph, manchmal auch fälschlicherweise Oszilloskop genannt, ist ein grundlegendes Meßgerät der Elektronik, um zeitveränderliche Spannungen in ihrem Graphen auf einem Bildschirm sichtbar zu machen (Signalverlauf- und Form), sowie deren Amplitude in Abhängigkeit zur Zeit messen, bzw. darstellen, zu können.

AufbauPrinzip, (der einfachste Oszillograph), Funktion:

Hauptbestandteil des Oszillographen ist die Elektronenstrahlröhre. Abhängig, von einen später erklärten Hell- Dunkelsignal, werden Elektronen aus der Katode ausgelöst und in Richtung Schirm beschleunigt. Es entsteht ein gerichteter Elektronenstrahl. (In der Grafik sind die Beschleunigereinrichtungen nicht gezeichnet.) Dieser Strahl wird nun durch je zwei Kondensatorplatten in horizontaler (X), bzw. vertikaler (Y), Richtung abgelenkt. Die Ablenkung ist abhängig von der Polarität und Höhe der Plattenspannung an X und Y. Der auf dem Schirm auftreffende gebündelte Elektronenstrahl erzeugt einen Leuchtpunkt, dessen Farbe und Nachleuchtdauer von der auf der Innenseite des Schirmes aufgebrachten Leuchtschicht abhängt.

Oft wird die X-Ablenkung durch einen eingebauten Zeitgenerator realisiert. Die Y-Ablenkung ist der Meßeingang CH1, mit einem variablen Verstärker gekoppelt. Viele Oszillographen besitzen mehrere unabhängige Eingänge (CH1, CH2, CH3...) für die Y-Ablenkung, womit gleichzeitig mehrere Graphen angezeigt werden können.

TriggerungTriggerung am Oszillographen: Bislang können mit dem oben angegebenen Oszillographen nur Signale "stehend" auf dem Schirm darstellen werden, die einem ganzzahligen Vielfachen der (Ablenk-)Generatorfrequenz entsprachen. Mit einer Triggerung soll nun auch die Darstellung jeder beliebigen Frequenz als "stehendes" Bild möglich sein, d.h. ein bestimmter Punkt in der Signalkurve an CH1 wird bei jeden neuen Durchlauf der Ablenkspannung an die selbe X-Y-Position geschrieben, es entsteht kein "laufender" Graph. Ein Oszillograph bietet mehrere Trigger-Modes als Möglichkeit an. Hier soll einer näher beschrieben werden.

Die Triggerung wird zu einem Zeitpunkt t0 ausgelöst, wenn das Signal der Meßspannung einen bestimmten Wert (einstellbar) erreicht hat (Trigger-Level). Nun wird der Ablenkgenerator eingeschalten und der Strahlverlauf proportional der Meßspannung dargestellt. Kommt der Strahl am Ende des Schirmes an, so wird er 'dunkel' geschalten, zum Anfang des Schirmes zurück bewegt und in 'Warteposition' gesetzt, bis erneut die Meßspannung den Trigger-Level erreicht. Dann beginnt der Vorgang von neuem. Der Elektronenstrahl hat nur (Leucht-)Intensität, wenn auch der Ablenkgenerator eingeschalten ist, sonst ist er dunkel (Hell- Dunkelschaltung). Bei dieser Beschreibung wurde bislang noch keine Aussage zur Funktion 'slope' gemacht. Mit slope wird festgelegt, ob der Trigger-Level in fallender oder steigender (Flanke) Richtung durchlaufen wird. Nur die jeweilige eingestellte Flanke wird dann für die Triggerung akzeptiert.