Selbstgebaute Oszi-Tastköpfe

[Bernd Maier]

Moin,

ich hab mir ein billiges, gebrauchtes 10 Mhz Oszi abgegriffen (das
Voltcraft-Teil von Conrad) und einen 10:1 Tastkopf nach dem dse-faq-link
gebaut. Beim Abgleich am Oszi macht das Teil einen guten Eindruck, ich
konnte aber noch nicht mit einem gekauften Tastkopf vergleichen...
Messe ich vielleicht Mist?
Oder ist die Güte des Tastkopfes durch den Abgleich bewiesen?

Hintergrund: an einem 32Khz Quarz einer RTC (PCF8583 glaub ich) messe ich
trotz höchster Verstärkung eine 'schöne' Sinus-Schwingung mit sehr geringer
Amplitude, an einem schwingenden 4Mhz Quarz eines PICs messe ich nichts -
die Frage ist nun ob es am Tastkopf, am Oszi oder an mir liegt.

Der Tastkopf hat an der Spitze 10,2 MOhm parallel zu 8,2 pF und ist am Ende
per T-Stück mit 1 MOhm und 56 pF terminiert. Kabel ist ca. 1m RG58U-mil, als
Griff habe ich ca 7 cm Kupferrohr an den Schirm vom Kabel gelötet.

Grüße,
Bernd

 

[MaWin]

Bernd Maier <gagalus@directbox.com> schrieb im Beitrag <2k8rjpF197sehU1@uni-berlin.de>...

Oder ist die Güte des Tastkopfes durch den Abgleich bewiesen?

Bei der Messfrequenz (und drumrum)

Hintergrund: an einem 32Khz Quarz einer RTC (PCF8583 glaub ich) messe ich
trotz höchster Verstärkung eine 'schöne' Sinus-Schwingung mit sehr geringer
Amplitude, an einem schwingenden 4Mhz Quarz eines PICs messe ich nichts -
die Frage ist nun ob es am Tastkopf, am Oszi oder an mir liegt.

An Quartzoszillatoren kann man kaum messen.

und einen 10:1 Tastkopf nach dem dse-faq-link gebaut:
Der Tastkopf hat an der Spitze 10,2 MOhm parallel zu 8,2 pF und ist am Ende
per T-Stück mit 1 MOhm und 56 pF terminiert. Kabel ist ca. 1m RG58U-mil, als
Griff habe ich ca 7 cm Kupferrohr an den Schirm vom Kabel gelötet.

DAS steht (hoffentlich) niemals in der FAQ.

Da steht bei 1:10 Tastkopf klar was von Widerstandsdraht und kein Wort von Selbtsbau,
zum Selbstbau steht da was vom 21:1 Tastkopf mit 50 Ohm.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Oliver Friedman]

On Sun, 27 Jun 2004 23:11:12 +0200, "Bernd Maier"
<gagalus@directbox.com> wrote:

ich hab mir ein billiges, gebrauchtes 10 Mhz Oszi abgegriffen (das
Voltcraft-Teil von Conrad) und einen 10:1 Tastkopf nach dem dse-faq-link
gebaut. Beim Abgleich am Oszi macht das Teil einen guten Eindruck, ich
konnte aber noch nicht mit einem gekauften Tastkopf vergleichen...
Messe ich vielleicht Mist?
Oder ist die Güte des Tastkopfes durch den Abgleich bewiesen?

Nein, und die Qualität des Tastkopfes wirst Du ohne Referenz
(Scope mit bekannten Eigenschaften) auch nicht genau bestimmen
können, weil sowohl die Eigenschaften des Tastkopfes als auch
die des Scopes bestimmen, wie das Signal auf dem Schirm
abgebildet wird.

Hintergrund: an einem 32Khz Quarz einer RTC (PCF8583 glaub ich) messe ich
trotz höchster Verstärkung eine 'schöne' Sinus-Schwingung mit sehr geringer
Amplitude,

Das ist nutzlos; Verzerrungen eines Sinus kannst Du mit einem
Scope erst erkennen, wenn sie extrem stark sind. Du brauchst
ein "knackiges" Rechtecksignal mit sehr steilen Flanken, und
das sauber _herzustellen_ ist gar nicht einfach. Besorge Dir
die schnellsten Logik-Chips (Inverter), die Du bekommen kannst.

Die 74AC-Familie z. B. Baue damit einen 1 MHz Oszillator: 4 MHz
oder 8 MHz-Quarz, und Frequenz runterteilen.
Das Ganze baust auf auf einem Stück kupferkaschierter Platine
auf, auf der du die Zwischenräume zwischen Leiterbahnen mit
einem Dremel ausfräst. Keine Lochrasterplatine verwenden! Du
fräst nur die Zwischenräume raus, hältst die Verbindungen so
kurz wie möglich, und machst alles "überschüssige" Kupfer mit
dicken Drähten zur Masse. Zwischen Vcc und GND jedes ICs lötest
Du 47 ... 100 nF Keramik-Kondensatoren (die kleinen,
wurstförmigen), und zwar diagonal zwischen die Pins.

An den Ausgang der Schaltung hältst Du deinen Tastkopf, und
zwar mit der kürzesten und dicksten Masseverbindung, die du Dir

basteln kannst. Vergiß die "Schnürsenkel", die du von
kommerziellen Tastköpfen kennst.

Nun gleichst Du mit dem Bild auf dem Schirm deinen Tastkopf ab
und kannst die Bandbreite des _Gesamtsystems_ Tastkopf-Scope
ermitteln:

B = 350 / ta

wobei B die Bandbreite in MHz und ta die Anstiegszeit in ns
ist.

Das gilt aber nur, wenn das Bild auf dem Schirm auch wie ein
sauberes Rechteck aussieht!

an einem schwingenden 4Mhz Quarz eines PICs messe ich nichts -

Da misst Du nichts, weil die Schwingung durch die kapazitive
Belastung des Tastkopfs sofort zusammenbricht.

die Frage ist nun ob es am Tastkopf, am Oszi oder an mir liegt.

Nu ja, versuch erst mal, eine saubere Rechteckschwingung zu
erzeugen, dann dieselbe über längere Strecken zu transportieren

(Stichwort: Terminierung), und gehe erst dann daran, den
Radioempfang deiner Nachbarn per Mikrocontroller zu stören ;-)

Der Tastkopf hat an der Spitze 10,2 MOhm parallel zu 8,2 pF und ist am Ende
per T-Stück mit 1 MOhm und 56 pF terminiert. Kabel ist ca. 1m RG58U-mil, als
Griff habe ich ca 7 cm Kupferrohr an den Schirm vom Kabel gelötet.

Von LeCroy gab's mal (1998) 'nen schönen Artikel mit dem Titel
"Probes and Probing -- Probing Turorial", Untertitel: "Caution!
Connecting your oscilloscope to a circuit or device can distort
the measurement waveforms." Ich kann den aber mit Google nicht
mehr finden.

Suche auch mal nach "Timing Measurements with Fast Logic
Circuits", Texas Instruments SDYA015. Vielleicht gibt's das
ja noch.

Grüße,
Bernd

Ebenso,

Oliver

 

[Michael Eggert]

2E88C@oliverfriedman.de (Oliver Friedman) wrote:

Hi!

Das Ganze baust auf auf einem Stück kupferkaschierter Platine
auf, auf der du die Zwischenräume zwischen Leiterbahnen mit
einem Dremel ausfräst.

Noch einfacher: Nix dremeln, die ganze Platine bleibt Masse. ICs
kopfüber mit Sekundenkleber drauf. Masse und Block-Kondensatoren auf
dem kürzesten Weg runter auf die Platine, Verbindungen zwischen ICs so
kurz wie möglich mit Draht flach über der Platine.

http://www.linear-tech.com/pdf/an47fa.pdf (5MB) anschauen! Viele
Grundlagen über HF-Design, Messmittel, und im Anhang viele Bilder
solcher Breadboard-Aufbauten.

Gruß,
Michael.

 

[Ruediger Kluge]

Bernd Maier schrieb:

Moin,

ich hab mir ein billiges, gebrauchtes 10 Mhz Oszi abgegriffen (das
Voltcraft-Teil von Conrad) und einen 10:1 Tastkopf nach dem dse-faq-link
gebaut. Beim Abgleich am Oszi macht das Teil einen guten Eindruck, ich
konnte aber noch nicht mit einem gekauften Tastkopf vergleichen...
Messe ich vielleicht Mist?

Ja wer mist misst mist Spaß beiseite. Wie hast du gemessen? Hat das
Oszi einen Rechteckausgang zum Kalibrieren? Wenn das Rechteck sauber
wiedergegeben ist, würde ich in erster Näherung sage, der Tastkopf ist
brauchbar.

Oder ist die Güte des Tastkopfes durch den Abgleich bewiesen?

Hintergrund: an einem 32Khz Quarz einer RTC (PCF8583 glaub ich) messe ich
trotz höchster Verstärkung eine 'schöne' Sinus-Schwingung mit sehr geringer
Amplitude, an einem schwingenden 4Mhz Quarz eines PICs messe ich nichts -
die Frage ist nun ob es am Tastkopf, am Oszi oder an mir liegt.

Wahrscheinlich reisst die Schwingung beim Messen durch die Belastung des
Tastkopf ab. Ein C-Mos Schmitt Trigger oder ein FET direkt an den Quarz
oder in den Tastkofp als Puffer schafft da Abhilfe.

Der Tastkopf hat an der Spitze 10,2 MOhm parallel zu 8,2 pF und ist am Ende
per T-Stück mit 1 MOhm und 56 pF terminiert. Kabel ist ca. 1m RG58U-mil, als
Griff habe ich ca 7 cm Kupferrohr an den Schirm vom Kabel gelötet.

Bei einem 10 Mhz Oszi würde ich die Kirche im Dorf lassen. 10Mhz
Bandbreite heisst ja, dass bei 10Mhz die Darstellung eines Sinussignals
schon 3dB (ca.0,7) kleiner ist, als das wirkliche Signal. Natürlich kann
man auch 12Mhz, vielleicht noch 15 Mhz darstellen, aber die Amplidude
nicht mehr genau messen. Ich würde daher den Aufwand für die Erzeugung
einer Rechteckfrequenz nicht so hoch treiben. Ein Rechteck Signal von
1Mhz wird er schon mit deutlichen Anstiegsflanken und abgerundet
darstellen, weil ihm die Oberwellen fehlen.
Aber ein 10 Mhz Oszi ist ein äussert nützliches Instrument Übrigens
für viele Messungen im niederohmigen NF (sinus) Bereich braust du keinen
Tastkop. BNC Kabel mit zwei Prüfklemmen reicht.

Gruß
Rüdiger
--
http://www.conelek.com/

 

[Olaf Kaluza]

Oliver Friedman <2E88C@oliverfriedman.de> wrote:

an einem schwingenden 4Mhz Quarz eines PICs messe ich nichts -

Da misst Du nichts, weil die Schwingung durch die kapazitive
Belastung des Tastkopfs sofort zusammenbricht.

Das ist eine schoene Theorie, in der Praxis halte ich da aber immer
mal meinen Oszi dran wenn ich mir mal nicht sicher bin und von 32kHz
bis 16Mhz habe ich da noch immer eine wunderbare Schwingung sehen
koennen. (10:1 Tastkopf P6105)
Probiert es doch einfach mal selber.

Olaf


--
D.i.e.s.S. (K.)

 

[Bernd Maier]

"Ruediger Kluge" schrieb:

Ja wer mist misst mist Spaß beiseite. Wie hast du gemessen? Hat das
Oszi einen Rechteckausgang zum Kalibrieren?

Ja, aber nur mit 1 kHz... scheint mir etwas wenig zu sein? Vermutlich wurde
da gespart.

MfG,
Bernd

 

[Georg Acher]

In article <I00GIv.177@criseis.ruhr.de>,
Olaf Kaluza <olaf@criseis.ruhr.de> writes:

|> >Da misst Du nichts, weil die Schwingung durch die kapazitive
|> >Belastung des Tastkopfs sofort zusammenbricht.
|>
|> Das ist eine schoene Theorie, in der Praxis halte ich da aber immer
|> mal meinen Oszi dran wenn ich mir mal nicht sicher bin und von 32kHz
|> bis 16Mhz habe ich da noch immer eine wunderbare Schwingung sehen
|> koennen. (10:1 Tastkopf P6105)
|> Probiert es doch einfach mal selber.

Eben ;-) Und da merkt man, dass es solche und solche gibt... Chips, die aufs
Stromsparen ausgelegt sind, oder was mit HF zu tun haben (PLLs&Co), fahren den
Oszillator mit minimalen Leistungen. Die TK-Kapazität macht dem dann meistens den
Garaus. Wenn man Glück hat und "nur" am Ausgang des Treibers misst, sieht man
dann noch die Schwingung schnell zusammenbrechen...

Was aber bei HC49 etc. recht gut geht, ist das Quarzgehäuse selbst zu "proben".
Wenn das nicht geerdet ist, kann man ohne Rückwirkungen sehen, ob innen was
schwingt oder nicht.

--
Georg Acher, acher@in.tum.de
http://wwwbode.in.tum.de/~acher
"Oh no, not again !" The bowl of petunias

 

[Georg Acher]

In article <2kb0i4F7ti9U1@uni-berlin.de>,
"Bernd Maier" <gagalus@directbox.com> writes:

|> > Ja wer mist misst mist Spaß beiseite. Wie hast du gemessen? Hat das
|> > Oszi einen Rechteckausgang zum Kalibrieren?
|>
|> Ja, aber nur mit 1 kHz... scheint mir etwas wenig zu sein? Vermutlich wurde
|> da gespart.

Das reicht, die Flanken sind entscheidend. 1MHz (wi zB. bei den Hamegs) braucht
man nur, wenn man den Frequenzgang linearisieren will.

--
Georg Acher, acher@in.tum.de
http://wwwbode.in.tum.de/~acher
"Oh no, not again !" The bowl of petunias

 

[Bernd Maier]

"Georg Acher" schrieb:

|> Ja, aber nur mit 1 kHz... scheint mir etwas wenig zu sein? Vermutlich
wurde
|> da gespart.

Das reicht, die Flanken sind entscheidend. 1MHz (wi zB. bei den Hamegs)
braucht
man nur, wenn man den Frequenzgang linearisieren will.

Aha. Also Flanken habe ich nicht Das Rechteck hört "unten" sauber auf und
fängt quasi zum gleichen Zeitpunkt "oben" wieder an, also keine Unter- oder
Überkompensation. Demnach scheint der Tastkopf einigermaßen ok zu sein?

MfG,
Bernd

 

[Bernd Maier]

"Olaf Kaluza" <olaf@criseis.ruhr.de> schrieb:

Das ist eine schoene Theorie, in der Praxis halte ich da aber immer
mal meinen Oszi dran wenn ich mir mal nicht sicher bin und von 32kHz
bis 16Mhz habe ich da noch immer eine wunderbare Schwingung sehen
koennen. (10:1 Tastkopf P6105)
Probiert es doch einfach mal selber.

Inzwischen habe ich auch "was gefunden":
Am 4Mhz Quarz am PIC kann man tatsächlich an einem Pin (Eingang zum Pic, mit
Serienwiderstand 75 Ohm dazwischen) ein Amplitude von 200 mV feststellen. Am
anderen Pin ist nichts zu messen bzw. die Schwingung bricht beim "proben"
zusammen.
Die Messung am Gehäuse klappt auch, allerdings ist die Amplitude so gering,
dass man schon sehr genau schauen muss.

MfG,
Bernd

 

[Bernd Maier]

"Michael Eggert" <m.eggert.nul@web.de> schrieb:

http://www.linear-tech.com/pdf/an47fa.pdf (5MB) anschauen! Viele
Grundlagen über HF-Design, Messmittel, und im Anhang viele Bilder
solcher Breadboard-Aufbauten.

Ist wirklich lesenswert! Und schöne Bilder sind auch drin

Danke,
Bernd

 

[Martin Lenz]

Am Mon, 28 Jun 2004 19:41:09 +0200 hat Bernd Maier <gagalus@directbox.com>
geschrieben:

"Georg Acher" schrieb:

|> Ja, aber nur mit 1 kHz... scheint mir etwas wenig zu sein? Vermutlich
wurde
|> da gespart.

Das reicht, die Flanken sind entscheidend. 1MHz (wi zB. bei den Hamegs)
braucht
man nur, wenn man den Frequenzgang linearisieren will.

Aha. Also Flanken habe ich nicht Das Rechteck hört "unten" sauber auf
und
fängt quasi zum gleichen Zeitpunkt "oben" wieder an, also keine Unter-
oder
Überkompensation. Demnach scheint der Tastkopf einigermaßen ok zu sein?

Die meisten Oszis haben einen Zeitbasiseinsteller (Drehschalter). Zoom

doch etwas hinein, dann wirst du die Flanke schon sehen - aber antürlich
keinen ganzen 1kHz Schwingungszug mehr. Bei zu langer, dünner Masseleitung
(Induktivität) kann man dann einen HF Überschwinger sehen.

Mit "manchen" Oszis geht das sogar mit sub ns Flanken, TTL oder selbst ECL
schaut dann wie eine flache Rampe aus, aber natürlich nicht mit dem 10MHz
Gerät. Wenn man aber die 90° Phasenbeziehung zweier 867MHz Signale
überprüfen will, kanns auch mit dem Tek haarig werden und etwas Nachdenken
erfordern

--
Martin