Infos zu den OSZI-Bildern


In vielen Gesprächen habe ich gemerkt, dass es beim Umgang mit dem OSZI und der Darstellung oft Unsicherheiten gibt. Mir wurde auch oft die Frage gestellt: "Welches Oszi kannst Du empfehlen?"

 

Ich will hier keinen Kurs über das Messen mit dem OSZI erstellen, aber trotzdem kurz ein paar Unterschiede beschreiben. Es geht mir weniger um die technischen Daten, sondern um den praktischen Einsatz.

 

Ich verwende verschiedenen Arten von OSZIs. 

 

1.) klassisches analoges OSZI (HAMEG)

2.) Digital OSZI (DSO - Einsteigerklasse 100Mhz - 8Bit)

3.) DSO unter 50€ (teilweise DIY)

4.) USB Oszilloskop

5.) Softwarelösung mit Soundkarte

 


  zu 1.)  klassisches analoges OSZI (Bsp. HAMEG)

Was das Messen und die Darstellung angeht, ist dies die beste Wahl. Signale werden präzise dargestellt und auch kleine Störungen können erkannt werden. Es gibt immer wieder Situationen, in denen ich auf dieses OSZI zurückgreife.

Nachteil:

Das angezeigte Signal kann nicht gespeichert werden (Naja...wir haben ja alle Smartphone mit Kamera). Die Messwerte müssen am Raster abgelesen werden (Kästchen zählen ist angesagt). Wenn das OSZI nicht über einen Speicher verfügt, sind sehr langsame Vorgänge nicht als Linie erkennbar, sondern nur als "laufender Punkt".


   zu 2.) DSO Einsteigerklasse (100MHz - 8Bit; Rigol, Siglent, Voltcraft usw. 300 - 600€)


Dieses OSZI verwende ich aus Bequemlichkeit. Es bietet viele Funktionen (Measure, Cursor, Scrollen...), ist universell einsetzbar und ich kann einen Screenshot direkt auf USB speichern - was ein echter Komfort bei der Dokumentation ist. Einfach ein Allrounder.

Die Messfunktionen sind prima. Die meisten haben auch DECODER für I2C, UART usw. integriert. Aber an die Darstellung muss man sich gewöhnen. Selbst der saubere SAW und PULSE (siehe HAMEG) wird nicht exakt dargestellt.

WARUM?
Dieses OSZI hat eine 8Bit Auflösung, d.h. nur 256 Stufen. (bei 8V entsp. 1 Step = 31mV!)
Auf dem Display mit 800*480 Pixel werden nun die 256 Werte verteilt (also 1,87 Pixel pro Messwert). Hinzu kommt, dass jeder AD-Wandler einen Fehler (Rauschen) von min. 1Bit hat. Mit 1Bit Fehler und Rundung sind sind das schon mal +-2 Pixel Abweichung, die nicht vom Signal kommen. Also kein Schreck bekommen, wenn das Signal Treppen hat oder rauscht - das kommt vom OSZI. Wenn man das weiß, kann man gut damit leben.

 

Viele DSO haben eine mathematische FFT-Analyse. Die Qualität und die Auflösung ist jedoch sehr unterschiedlich. XY Betrieb wird natürlich auch unterstützt, bei den älteren Typen teilweise aber zu langsam.

 

Trotz dieser kleinen Einschränkung sind diese DSO gute Allrounder und für die meisten Anwedung gut geeignet. Die aktuellen Serien haben hier schon eine Optimierung in der Darstellung vorgenommen, z.B. Siglent SDS1000X-E Serie.

 


   DSO Profiklasse

Es gibt natürlich DSO, bei denen die o.g. Einschränkungen nur minimal vorhanden sind.

Das beginnt mit besseren AD Wandlern, einer Auflösung von 10, 12 oder 16Bit, einer höheren Abtastrate und mehr CPU Leistung.

Man erhält schärfere Messkurven mit mehr Signaldetails, eine flüssige und detailreiche FFT-Analyse und auch der XY Betrieb ähnelt dem eines analogen OSZI.

Diese DSO haben eigentlich nur einen Nachteil - "Der Preis". (2000-5000€ und mehr) 

Persönliche Anmerkung:

 

Es gibt auch günstige DSO, die mit 12-16Bit werben. (400-1000€)

Ich habe mir natürlich ein solches DSO zugelegt. Ja - die Darstellung ist im ersten Moment beeindruckend, aber der Rest konnte mich nicht überzeugen. Ich habe mich schnell von diesem Gerät wieder getrennt. 


   zu 3.) DSO <50€ (DIY)


Im Internet findet man sehr viele kleine Handheld Oszilloskope im Bereich von 20,- bis 50,-€.

I.d.R. haben diese ein 2,4 "Farb-TFT-LCD. Die Darstellung der Signale ist sehr gut, da oft mit 12Bit anstelle der 8Bit gearbeitet wird. Nachteil ist die geringe Bandbreite. Die meisten gehen nur bis 200kHz (manche bis 500k - 1MHz), was aber für den Audiobereich ausreichend ist.

 

Ein paar grundlegende Messwerte können eingeblendet werden. Ich kenne verschiedene Ausführungen und kann diese nur empfehlen, wenn man gelegentlich was ansehen/abgleichen möchte oder einfach ein kleines mobiles Kontroll-OSZI will.


Als kleiner Nachteil sei die Bildschirmgröße erwähnt, die Triggerfunktion ist sehr rudimentär und die Bedienung mit den Tastern manchmal nervig und umständlich. 
Einfach mal nach DSO138 oder DSO150 googeln.


   zu 4.) USB OSZI

 

Wie der Name schon verrät, wird dieses OSZI per USB an den PC angeschlossen. Es besitzt also kein eigenes Display, sondern nur eine eigene Hardware mit den AD-Wandlern. Oft ist hier auch noch ein 8-/16 Kanal Logikanalyser integriert.

Wie bei den DSO gibt es hier ein breites Spektrum. Sowohl im Preis als auch in der Leistung.

  • vertikale Auflösung 8 bis 16Bit
  • Bandbreite 10MHz bis in den GHz-Bereich
  • Abtastrate von 100 MSa/s bis 25GSa/s

Ein wichtiger Punkt ist die mitgelieferte Software. Wie ist der Bedienkomfort und welche Möglichkeiten bietet diese? Standard sollte die Auswertung von Protokollen (wie I2C, UART etc.) sein. Preislich wird man zwischen 100€ bis 3000€ (und mehr) fündig.

Auch hier gibt es keine Wunderkisten, die für wenig Geld viel Leistung bieten. Gute USB Oszilloskope mit guten AD-Wandler und einer ordentlichen Software kosten entsprechend.

 

Die Suche mit Google wird schnell zu "Hantek", "PicoScope" und "LabNation" führen.

 

Hantek bietet günstige Einsteiger-OSZI an und bei PicoScope findet man die komplette Bandbreite von "Günstig" bis "HighEnd".


Leider gibt es von "LabNation" nur dieses eine Smart-Scope.

Ich nutze sehr oft und sehr viel das "LabNation Smartscope". Das ist ein günstiges USB OSZI (8Bit, 2 Kanal, 30MHz, 100 MSa/s) mit einem 8 Kanal Logikanalyser und Digital/Analog-Generator.

Es ist klein, transportabel und sehr flexibel einsetzbar. Ich mag es einfach ;-)

 

Was mich stört, ist die vertikale Auflösung von 8Bit - hier würden 10Bit besser zur Monitorauflösung passen.


Aber die Software und deren Bedienung sind wirklich gelungen. Es gibt einen Analog-, einen Digital- und ein MIXED-Mode. Die integrierten Decoder nutze ich sehr oft. Die FFT-Analyse dagegen ist eher bescheiden und viel zu ungenau. Der XY Mode ist für diese Preisklasse OK.


   zu 5.) Software-Lösung


Die Lösung über die Soundkarte ist natürlich nur ein Kompromiss und stellt eine VeryLowBudget Prüfmöglichkeit dar. (Selbst die 20€ Version aus Punkt 3 ist als OSZI besser.)


Einschränkungen:

  • Die Qualität und die Linearität hängen von der Soundkarte ab.
  • Es sind keine DC-Messungen möglich, also nur Signale zw. 20Hz und 20kHz (bei 44kHz Samplingrate). Allerdings werden Signale ab 5kHz dann schon unsauber dargestellt.
  • Bei einem Rechtecksignal werden die LOW/HIGH-Durchgänge je nach Soundkarte abfallen. (AC-Kopplung).
  • OFFSETs sind nicht messbar.
  • Ein Rechtecksignal von 0-10V wird bei 50%PW von -5V bis +5V dargestellt. Wenn sich die PW ändert, verschiebt sich auch das Signal (z.B. -3V bis +8V).

 

Zusätzliche Features wie z.B. die Frequenzanalyse (5Hz-22kHz) funktionieren sehr schön und können gut eingesetzt werden. Je nach Software lassen sich auch Frequenzgang, Impulsverhalten, Klirrfaktor u.v.m. messen.
Ich verwende z.B. die Software "Soundcard Scope" von C.Zeitnitz oder "audioTester V3.0d" von U.Müller.

 

Diese Variante ist eher für Audio-Analyse geeignet und weniger als OSZI.

Bsp: 

TRI 380Hz - ALLES OK - wird sauber und korrekt dargestellt.

TRI 4,8kHz - Durch die Samplingrate wird es an den Spitzen schon unsauber.

SQ 20Hz - Durch die AC-Kopplung entsteht ein Abfall bei den LOW/HIGH-Signalen.

SQ 380Hz - Die Überschwinger sind im Originalsignal nicht vorhanden! (Soundkarte, Software?)