Oszilloskop Differentielle Messungen

[Siro]

Hallo zusammen,

ein Differenztastkopf für ein Oszilloskop kostet viel (sehr viel) Geld, also habe ich mir einen Trenntrafo gekauft und meinen Rigol Ossi wird jetzt darüber betriebeen.
Alles bestens, er ist nun komplett Erdfrei.

Nun habe ich eben eine simple Messung am Ausgangspin meines PIC Controllers gemacht.
Es wird ein 1 Mhz Rechteck erzeugt. Alles okay.

Nun war meine Vermutung: Wenn ich an der Ossistrippe Masse und Signal vertausche müsste es ebenfalls funktionieren,
der Ossi schwebt ja.

Aber wenn ich mir die Messungen (Signale auf dem Ossi) anshehe, macht das keinen wirklich guten Eindruck.
Zudem steigt mein Strom der Schaltung an. von vorher 1mA auf rund 2mA.

Jetzt steh ich grad ein bischen auf dem Schlauch woran das liegen kann und warum mein Signal so krumm wird.

33997

33998

Nun habe ich es eben mit einer Batterie probiert (Vorher war eine Labornetzteil dran) und siehe da:
Es spielt nun keine Rolle wie rum ich die Leitungen anschließe, das Signal sieht immer gut aus.
Logischerweise kann ich den Ossi nun auch wieder erden...
Das hängt also mit dem Labornetzteil zusammen.

Habt Ihr eine Erklärung für mich, warum das mit dem Labornetzteil nicht läuft.
Das Netzteil ist ein Schaltnetzteil HMC8043 von Rhode & Schwarz
gleiches Problem auch mit dem HCS-3402 Netzteil von Mansons, ist auch ein Schaltnetzteil.

Nun habe ich auch das Labornetzteil zusätzlich über einen zweiten Trenntrafo laufen.
Ergebnis etwas besser, aber nicht wirklich gut.

33999

Siro

[Klebwax]

ein Differenztastkopf für ein Oszilloskop kostet viel (sehr viel) Geld, also habe ich mir einen Trenntrafo gekauft und meinen Rigol Ossi wird jetzt darüber betriebeen.
Alles bestens, er ist nun komplett Erdfrei.

Dies sollte man nie tun. Es ist auch nicht alles bestens, im Gegenteil. Die Masse der Tastköpfe ist typisch mit der Masse des Scopes, dem Gehäuse verbunden. Klemme ich diese Messeklemme jetzt an eine potentiell gefährliche Spannung, liegt diese am Gehäuse des Scopes. Die Schutzfunktion von Sicherung und Schutzleiter ist damit ausgehebelt, also nie den Schutzleiter eines Messgerätes, so es denn einen hat, auftrennen!

Für ein Signal von 1MHz hat jeder Kondensator einen bemerkbaren Widerstand. Zusammen mit den unvermeidbaren Innenwiderständen einer Schaltung bilden diese Tiefpässe. So findet man oft in (Schalt)Netzteilen Kondensatoren, die den negativen Ausgang an die Netzleitungen binden. Das Ganze ist notorisch asymmetrisch, so ist die Kapazität des Scopegehäuses und damit der Masseklemme zum Rest der Welt wesentlich größer als die der Tastspitze.

Das wirkt sich vor allem bei hohen Frequenzen aus, wobei gerade die aus einem Signal ein Rechteck machen.

Ein Trenntrafo ist heutzutage keine wirklich sinnvolle Investition mehr. Die "Allstromgeräte" wie Röhrenfernseher, bei deren Reparatur sie verwendet wurden, gibt es nicht mehr. Und um eine Waschmaschine oder einen FU darüber zu betreiben, um in deren Elektronik rumzumessen, braucht man ein ziemlich großes und schweres Teil.

MfG Klebwax

[Siro]

Hallo Klebwax:
erstmal Danke für deine Hinweise


>Das sollte man nie tun.
Absolute Zustimmung, das kann lebensgefährlich werden, ich vergass den Sicherheitshinweis.

Also bitte NIEMALS, die Erde irgendwo auftrennen.

In bestimmten Ausnahmesitutionen gibt es aber einen Kurzschluss wenn man mit dem Oszilloskop, welches geerdet ist,
messen möchte. Hier kann man/muss, man irgendwie die Erde los werden.
Ich habe auch schon mal den Schutzleiter abgeklemmt :p, das ist garnicht gut, erfüllte aber den Zweck.
Damit ich dies nicht mehr tun muss, habe ich lieber auf einen Trenntrafo zurückgegriffen.
Den bekommt man für 35 Euro, ein Tastkopf kost mal locker 700 Euro und geht auch gern in 4 stellige Bereiche.


>Die Masse der Tastköpfe ist typisch mit der Masse des Scopes, dem Gehäuse verbunden
Schade, das scheint wohl heutzutage IMMER so zu sein.

Wir hatten vor 35 Jahren Tektronix Oszilloskope (mit Einschüben), die hatten von Hause aus einen "echten" Differenzeingang.
So konnte man sich auch mal eine Integrationsdreieck direkt am Kondensator des Integrators ansehen usw.


>So findet man oft in (Schalt)Netzteilen Kondensatoren, die den negativen Ausgang an die Netzleitungen binden.
Mit den Kapazitäten von Primär nach Sekundär Masse habe ich auch schon gesehen, hier könnte evt. eine Ursache liegen.

Ich versuche das mal heute Abend zu messen.

Siro

[Manf]

Grundsätzlich kann man für Differenzmessungen auch zwei Tastköpfe nehmen und mit der entsprechenden dafür vorgesehenen Funktion des Oszilloskops das Differenzsignal bestimmen. Die Tastköpfe sollten dabei entsprechend gut aufeinander abgestimmt sein. (nur als allgemeine Anmerkung)

[Siro]

Ja Manf, da gab es doch mal was,

Frage: Wird dann die Masse bzw. das Bezugpotential an den 2ten Eingang des Ossi gelegt und in Math A-B eingestellt ?

Hier wird , leider in Englisch, die Problematik beschrieben, auch interessant mit dem USB Probnlem am Rechner.
https://et-tutorials.de/6958/mit-einem-oszilloskop-einen-kurzschluss-vermeiden/

(https://et-tutorials.de/6958/mit-einem-oszilloskop-einen-kurzschluss-vermeiden/)
Siro

[Manf]

Frage: Wird dann die Masse bzw. das Bezugpotential an den 2ten Eingang des Ossi gelegt und in Math A-B eingestellt ?
Ja, - die Masse des Oszilloskops ist dabei aber trotzdem interessant, denn die Spezifikation des Tastkops für höhere Frequenzen wird nur zwischen Spitze und Masse des Tastkopfs erreicht.
Wenn wie oben angesprochen die Masse des Oszilloskops mit seiner Kapazität gegen Erde an einem Signalpin hängt dann wird das Signal dabei eher verfälscht.
Der Film vom EEVBlog konzentriert sich auf die Gefahr von Kurzschlüssen und beschreibt auch die Lösung, nämich am besten das zu testende Sytem potentialfrei zu machen.

An der Schleife im Bild bei min 12:00 im Video sieht man dass die Masse des Oszilloskops nicht an die Versorgungsspannung angeschlossen werden darf. Man sieht darüber hinaus auch, dass eine Schleife besteht in der Spannungabfälle durch Stromleitung und induzierte Spannungen mitgemessen werden.

Man sollte also die Erdung des Oszilloskops beibehalten und nach Möglichkeit zwischen Spitze und Masse der Tastköpfe messen. Am besten sollte man dabei das zu messende System nur über die Masse des Tastkopfs mit Erde verbinden. ...

Natürlich gibt es Fälle in denen das zu messende System nicht von Erde getrennt werden darf, man kann dann versuchen, eine gemeinsame Erdung ohne große Schleifenbildung zu finden. ...

[Siro]

Hallo Manf,
ich habe grade den Testaufbau gemacht:

Ossi hat wieder Erde

Kanal A liegt an Masse
Kanal B liegt am Portpin, dort kommt ein 1 MHz Rechecksignal raus.
Mathefunktion: A - B

und das Ergebnis sieht nicht schlecht aus:
34014


nun habe ich Kanal A und Kanal B getauscht:
auch hier ist das Ergebnis wieder brauchbar
34015

Bischen "overshoot" an den Flanken ist bei beiden zu sehen.

Nun habe ich noch die beiden Massen von den Ossikabeln miteinander verbunden, also die Krokoklemmen.
und das macht jetzt richtig Eindruck:
34016

Ich bin supi zufrieden.

Danke für eure Info
Siro

[Manf]

Dann bin ich erleichtert. :)
Die nächste Abteilung ist dann so ab 50MHz wenn die Krokodilenden zu lang werden und man kürzere Masseverbindungn einsetzen muss, (kann, darf, sollte).

[Klebwax]

Ossi hat wieder Erde

Etwas OT: Ein Oszi(lloskop) kommt nicht zwangsläufig aus den neuen Ländern.

MfG Klebwax