[gelöst] Allgemeines zum Oszilloskop (digital und analog)

Hallo Leute,
ich wollte mal ein paar kurze Fragen zum Oszilloskop stellen.
1. Warum will man mit einem Oszilloskop Gleichspannun (DC) messen? Reicht denn kein Multimeter?

2. Was meint eine Auflösung von 8 pder 16 bit? Hängt das mit der Samplingrate zusammen: z.B. 4kS/s oder 1GS/s?
Oder sagt die Samplingrate nicht aus, bis viel viel kHz erfasst werden können z.B. bei einem Soundkarten Oszilloskop 4,4kHz Maximal Frequenz?

3. Ich habe mal eine Software installiert, mit der man seine Soundkarten als Oszilloskop nutzen (XOScope) kann.
Leider versteh ich nicht alle Einheiten. Könnt ihr mir sagen was Sie bedeuten und wie sie sich aus den Daten der Soundkarte zusammensetzten?

Bild hier  
2 ms/div
884 Samples/frame
DMA4
4 f/s


Viele vielen Dank.

Felix

2 ms/div
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Zeiteinheit pro divisor (Kästchen)


884 Samples/frame
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884 Messungen pro Seite


DMA4
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Der DMA-Channel (gehörte früher genau wie die Interruptaddresse zur Standardeinstellung der Soundkarte, weiss nicht mehr, was es genau bedeutet)


4 f/s
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4 (Anzeige-)Aktualisierungen pro Sekunde

1) Ich schätze mal, Du spielst mit Deiner Frage auf die Einstellung AC/DC an?
Eine reine eine reine Gleichsspannung zu messen, reicht ein Multimeter, richtig. Aber es gibt auch Mischspannungen, also Wechselspannungen mit Gleichspannungsanteil. Im AC-Modus wird der Gleichspannungsanteil herausgefiltert, so dass man nur den Wechselspannungsanteil sieht. Das ist ganz nützlich, wenn man sich zum Beispiel die Welligkeit einer gleichgerichteten Spannung anschauen will. Im DC-Modus sieht man das komplette Signal mit Gleichspannungsanteil.

2) Mit der Auflösung ist die Genauigkeit des ADC gemeint.
Wenn Du mit einer 8bit Auflösung einen Bereich von 5 V misst, ist der kleinste messbare Schritt ~19,5 mV. Das Oszilloskop kann also nicht genau unterscheiden, ob es z.B. 4,01V oder 4,02V misst. Bei 16bit Auflösung ist der kleinste Schritt 76,3µV, also wesentlich genauer.

3) Period of... : Frequenz des gemessenen Signals (hier: Kanal 2)
Max: / Min: / Pk-Pk: Maximaler und Minimaler Spannungswert des gemessenen Signals sowie Spitze-Spitze Wert.
2ms/Div: Einstellung der Zeitablenkung. Jedes Kästchen in x Richtung steht für 2ms. Der gesamte Bildschirm wurde also über 20ms gemessen.
44100 S/s: Samplingrate: Pro Sekunde werden 44100 Messungen durchgeführt
884 Samples/frame: Für dieses Bild wurden 884 Messungen durchgeführt.
DMA4: DMA-Kanal der Soundkarte, für Messung uninteressant
4 f/s: 4 Frames/Sekunde, das Bild wird 4 Mal pro Sekunde aktualisiert

askazo

hallo!

sag wie errechnest du bei einer Auflösung von 8bit mit einer Messung bei 5V einen Schritt von 19,5mV?

mfg

Ich habe mich vielleicht ungünstig ausgedrückt.
5V ist der Meßbereich, dass heißt die Spannung, bei der der ADC seinen Maximalwert ausgibt.

bei einer Auflösung von 8 Bit kann der ADC 2^8 = 256 Zustände ausgeben. 5V / 256 = 19,531 mV.

Allerdings ist in der Rechnung auch noch ein Fehler, da der Zustand 0V nicht mit einberechet ist. Korrekt wäre 5V / 255 = 19,608mV

askazo

Zitat:

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Wechselspannungen mit Gleichspannungsanteil

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was versteht man da drunter?

gruss hacker

So etwas in der Art:
Bild hier  
Der Sinus (=Wechselspannung) schlängelt sich hier nicht über die Null-Linie sondern ist aufgrund der überlagerten Gleichsspannung nach oben (oder unten) verschoben.

ahja..endlich hab ich das auch kapiert! Dank dir avatar!

gruss hacker

hallo
was mich noch interessieren würde:

was bedeutet denn genau triggern

mfg

...obiges Bild zeigt eine pulsierende Gleichspannung !

- Sinusverlauf hat nicht zwangsläufig immer etwas mit Wechselspannung zu tun -

Zitat:

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was bedeutet denn genau triggern

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In diesem Fall ein Ereignis, dass eine Messperiode startet...Der Auslöser kann eine Zeitkonstante sein oder ein externe Triggersignal, z.B. ein Ladekurvenschwellwert oder Taktsignal.

Zitat:

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Zitat von Andree-HB

Sinusverlauf hat nicht zwangsläufig immer etwas mit Wechselspannung zu tun

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Das ist richtig. Aber mir ging es nur darum, mit der Zeichnung das Prinzip zu verdeutlichen. Ich hätte natürlich auch einen Sägezahn oder ein Rechtecksignal oder irgend eine andere Wechselspannung als Beispiel nehmen können :frown:

Das obige Signal kann man in unterschiedlicher Weise benennen

Beispiele
Gleichspannung mit überlagerter Wechselspannung
Wechselspannung mit überlagerter Gleichspannung
Gleichspannung mit Wechselspannungsanteil
Wechselspannung mit Gleichspannungsanteil

oder auch

Zitat:

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Zitat von Andree-HB

pulsierende Gleichspannung

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Ob nun mit oder ohne grummeligen Smiley...*g* -> solange sich die Polarität einer Spannung nicht ändert, existiert keinerlei Wechselspannung !

Und das tut sie im obigen Falle nicht - egal, ob nun Sinus, Rechteck oder Sägezahn eingestellt ist !

Das die Frage nicht überlesen wird, habe ich sie später weiterunten nochmal gepostet

Zitat:

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Ob nun mit oder ohne grummeligen Smiley...*g* -> solange sich die Polarität einer Spannung nicht ändert, existiert keinerlei Wechselspannung !

Und das tut sie im obigen Falle nicht - egal, ob nun Sinus, Rechteck oder Sägezahn eingestellt ist !

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Eine Rechteckspannung soll keine Wechselspannung sein??

Zitat:

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Eine Rechteckspannung soll keine Wechselspannung sein??

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Wie schon gesagt, wenn sich die Polarität nicht ändert - Natürlich nicht !

Ob eine Gleichspannung sinusförmig, als Rechteck, Dreieck oder in Form einer Alpenkette pulsiert - sie ist und bleibt eine pulsierende Gleichspannung !

Beispiel - Du betreibst einen NE555 als astabilen Multivibrator mit 5V Versorgungsspannung. Du erzeugst damit lediglich eine Rechteckspannung, die als Peaks halt entweder 5V oder 0V hat....Eine Wechselspannung hättest Du, wenn z.B. +5V/-5V gemessen werden könnte.

@Andre-HB

Zitat:

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Der DMA-Channel (gehörte früher genau wie die Interruptaddresse zur Standardeinstellung der Soundkarte, weiss nicht mehr, was es genau bedeutet)

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DMA = Direct Memory Access (Direkter Speicherzugriff)

Ermöglicht einem Busteilnehmer direkt auf den Hauptspeicher des Rechners zuzugreifen ohne über den Prozessor zu gehen.
Das Entlastet den Prozessor und ist schneller aber auch Risikoreicher wenn geschludert wird.




@FelixA

Zitat:

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Was meint eine Auflösung von 8 pder 16 bit? Hängt das mit der Samplingrate zusammen: z.B. 4kS/s oder 1GS/s?
Oder sagt die Samplingrate nicht aus, bis viel viel kHz erfasst werden können z.B. bei einem Soundkarten Oszilloskop 4,4kHz Maximal Frequenz?

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Zu Zusammenhang:

Ja,dein Oszilloskop hat natürlich eine begrenzte Leitung.
Dh. es kann zb. entweder 1Gs/s bei 8 Bit oder 512Ms/s bei 16 Bit.
Das liegt meist daran das der AD-Wandler mit zunehmender Bitbreite langsamer bzw. umgekehrt bei abnehmender Bitbreite schneller wird.
Auch der Verbaute Speicher (Ein Paradebeispiel für "DMA") ist nicht unendlich schnell bzw. ist die Geschwindigkeit des Verbauten Speichers und seine Größe eine Preisfrage (Schneller = Teuer und das meist Exponentiell)


Gut,wir haben 1Gs/s aber das maximal darstelbare Signal ist niedriger.
Um ein Signal grob annähernd darzustellen sind pro Periode mindestens 10 Samples fällig und dann ist es noch sehr "Eckig".
Billiganbieter gaukeln damit dann schnell 100 Mhz. Analogbandbreite vor.
Vernünftige anbieter nehmen mind 50 Samples damit es annähernd naturgetreu aussieht.
Das wären dann schon realistischere 20 Mhz.

Jetzt weißt du also warum man beim Soundkartenoskar maximal 4.4 Khz für das Signal angegeben hat.


Ein weiterer Punkt ist das man gerne verschweigt wenn das Gerät zwar 2-Kanalig beworben wird aber nur einen Wandler hat.
Der muß dann im 2-Kanal betrieb beide Eingänge abwechselnd (Chopp oder Alternierend) bedienen was die Bandbreite natürlich halbiert (Etwas weniger noch denn da kommt noch etwas Verwaltung hinzu)

Trifft übrigens nicht auf das Soundkartenosszilloskop zu.
Die SK bedient beide Kanäle gleichzeitig.


So,habe fertig.
Das wars im Groben zu den Punkten.

Hallo,
ich hab nochmal eine Frage zur Spannungsmessen.
Ihr sagtet, die Einheit Pk-Pk ist vergleichbar mit Vss.

Kann ich denn mit dem Soundkarten Oszilloskop exakt die Spannung Vss bestimmen?
1. Also in dem Beispiel meines Screenshots: 24Pk-Pk. Heißt das, dass mein Eingangssignal 24mVss hoch ist?

2. Um hörer Signale in den PC zu lassen, kann man ja einen Verstärker vorschalten. z.B mit dem Faktor 1/1 oder 1/20 usw. Wenn ich jetzt im Xoscope bei Skalierung das Verhätlnis 1/20 einstelle, verändert sich jedoch nur die Darstellung meiner Welle und nicht die Pk-Pk Aussage. Meine Frage. Wie kann ich dann die Höhe meiner angelegten Spannung bestimmen z.B. 30V, wenn der Pk-Pk Wert nicht im Verhältnis zur Skalierung steht?

3. Stimmt es, dass das maximale Eingangssignal der Soundkarte 1Vss ist?

Vielen dank.
Felix

Zu 1.:

Naja,wenn man es nicht allzugenau haben will dann könnte ich mich dazu hinreissen lassen das es als "Schätzeisen" taugt.
Is eben ne Soundkarte die mehr auf Verzerrungsarmut getrimmt ist also auf Messen.

Zu 2.:

Du meinst einen "Teiler" der die angenommenen 30V runter teilt.


Zu 3.:

Ja das ist richtig.
Es bestehen zwar Reserven aber wie ich schon sagte ist das ne Soundkarte und damit eben nicht besonders abgesichert also vorsichtig mit umgehen.

Man kann sich schnell den ganzen Rechner schiessen und dann war das Sounkartenoszilloskop dann plötzlich wesentlich Teurer als ein gebrauchtes oder neues Echtes.

Hallo Ratber,
danke für deine Antwort. Ich wollte nur nochmal nachfragen welche Einheit zu der Angabe Pk-Pk gehört? mVss

Felix

Ja Pk = Peak= Spitze also Vpp = Vss.

Is nur ein Sprachlicher Unterschied.

Danke für eure Hilfe!

Felix