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Das ABC der tragbaren Oszilloskope: Teil 5, Intermittierende und zufällige Ereignisse mit einem tragbaren Oszilloskop erfassen

10. Jul 2013 | Oszilloskope

Dieser letzte Teil der fünfteiligen Serie über die Verwendung von tragbaren Oszilloskopen zeigt, wie Sie Wellenformen „erfassen“, die nicht wiederholend und vorhersagbar auftreten.

Sie können Teil 4 dieser Serie anzeigen, Erfassen und Analysieren von Wellenformen mit einem tragbaren Oszilloskop. Sie können auch das komplette Webinar mit Audio und Animationen im Fluke Training Center anschauen.

Nun, da wir die Grundlagen der Erfassung und Analyse von Wellenformen bearbeitet haben, ist die Frage „Wie erfasse ich zufällige, einmalig auftretende Ereignisse?“

Ein guter erster Schritt ist das Kennenlernen Ihres Oszilloskops mit digitalem Speicher. Moderne Oszilloskope verfügen über viele Eigenschaften und Funktionen, die diese Aufgabe erleichtern können. In diesem Segment besprechen wir die Schlüsselfunktionen der Oszilloskope der Fluke 190 Serie.

Replay-Modus

Die Oszilloskope Fluke 196C, 199C, 215C und 225C verfügen über einen einzigartigen 100-Bildschirm-Replay-Modus. Diese Oszilloskope zeichnen automatisch und kontinuierlich die letzten 100 Bildschirme auf, die Sie angezeigt haben, damit Sie stoppen und prüfen können, was passiert ist, genau so wie Sie es mit einem digitalen Videorecorder tun könnten.

Der Replay-Modus ermöglicht Ihnen, die letzten 100 Bildschirme anzuzeigen, ähnlich einem digitalen Videorecorder

Wenn eine einmalige Anomalie auftritt, können Sie das Oszilloskop anhalten und zurückgehen, um die zuletzt erfassten Bildschirme erneut anzusehen. Das erfasste Ereignis kann analysiert werden, um die Ursache eines Problems zu bestimmen. Wenn beispielsweise ein Transient auftritt, kann seine Spannungsspitze gemessen werden. Ein Ereignis wie dieses zu quantifizieren, kann den Unterschied zwischen der Vermutung, dass ein Problem vorliegt, und dem Wissen darüber ausmachen.

Einmalige Erfassung

Die einmalige Erfassung ist ein großartiges Werkzeug, um einmalige Ereignisse zu erfassen, ohne in der Nähe sein, um diese zu sehen.

Um die einmalige Erfassung zu nutzen, stellen Sie das Oszilloskop so ein, dass es wartet und einen Bildschirm nur dann erfasst, wenn die von Ihnen bestimmten Triggerungsbedingungen auftreten. Wenn Sie das Oszilloskop später überprüfen, wird jedes Ereignis, das das Oszilloskop getriggert hat, auf der Anzeige eingefroren sein.

Das Oszilloskop für die einmalige Erfassung einstellen:

 

  1. Stellen Sie die vertikale Sensibilität (Volt pro Division) ein und stellen Sie sicher, dass die erwartete Amplitude innerhalb der vertikalen Reichweite des Oszilloskops liegt
  2. Stellen Sie die horizontale Zeitbasis (Sekunden pro Division) ein, um die gewünschte Zeitspanne der unbekannten Wellenform zu erfassen
  3. Stellen Sie den Triggerungsmodus auf einmalige Erfassung ein.
  4. Passen Sie das Triggerungsniveau so an, dass es knapp über dem Grundrauschen des Signals oder bei 50 % der erwarteten Wellenformamplitude liegt.

Das Oszilloskop ist nun eingestellt, und wartet auf das nächste Auftreten des Ereignisses. Nachdem es das Ereignis erfasst hat, friert die Anzeige des Oszilloskops ein, bis die Triggerungs-/Anzeigeaktualisierung manuell neu eingestellt wird.

Genau wie beim Replay-Modus kann die Fähigkeit zur Erfassung und Quantifizierung eines Ereignisses den Unterschied zwischen Vermuten und Wissen ausmachen.

TrendPlot

Häufig verändert sich ein Signal über einen langen Zeitraum langsam. Dieser Zustand, im Allgemeinen als Signal-“Drift“ bezeichnet, wird oft durch einen Schaltkreis ausgelöst, der von Änderungen der äußeren Bedingungen beeinflusst wird (beispielsweise Temperaturveränderungen). Die Nachverfolgung solcher Bedingungen kann bedeuten, dass Sie Stunden oder Tage herumsitzen müssen, um eine Veränderung zu sehen.

Um dieser Herausforderung zu begegnen, verfügen die tragbaren Oszilloskope von Fluke über TrendPlot™, das sich im Grunde wie ein altmodischer Bandschreiber verhält, und, über einen Zeitraum von bis zu 16 Tagen, kontinuierlich vier oder fünf Messungen pro Sekunde vornimmt, damit Sie die Signale auswerten können, die in einem längeren Zeitraum aufgetreten sind.

Sie können TrendPlot™ sowohl im Oszilloskop- als auch im Meter-Modus verwenden und die Einstellungen sind ganz einfach.

TrendPlot™ verwenden:

  1. Versetzen Sie das Fluke ScopeMeter® mit den gewünschten Einstellungen in den Oszilloskop- oder Metermodus.
  2. Verbinden Sie das Oszilloskop mit der Signalquelle und nehmen Sie die gewünschten Messungen vor.
  3. Wählen Sie den TrendPlot™ Modus.

Das Oszilloskop zeichnet die gemessenen Werte für bis zu 16 Tage auf.

Der TrendPlot™-Algorithmus wurde entworfen, um immer die Extremwerte von Messungen aufzuzeichnen und zu bewahren. Während der Aufzeichnung komprimiert das ScopeMeter die erfassten Daten, während es die aufgezeichneten Minimal- und Maximalwerte bewahrt. So sehen Sie, wie sich die Extremwerte der Messung im Laufe der Zeit verändern.

ScopeRecord

ScopeRecord™ ähnelt TrendPlot™ darin, dass es Daten über einen längeren Zeitraum aufzeichnet. Der Unterschied liegt darin, dass ScopeRecord™ die Wellenform-Erfassungspunkte statt der automatischen Messungen über einen Zeitraum aufzeichnet und SopeRecord erfasst Daten mit einer weit schnelleren Abtastrate und erhöht die Abtastauflösung somit deutlich.

ScopeRecord™ ist ein großartiges Werkzeug, um Wellenformen während eines Startvorgangs oder Einschaltströme aufzuzeichnen. Es emuliert den „Roll“-Modus, der in altmodischen analogen Oszilloskopen zu finden ist und arbeitet mit einer Zeitbasiseinstellung von 5 mS/div bis 2 min/div und verfügt über genug Speicher, um Ergebnisse bis zu 48 h zu speichern.

Die Abtastrate im ScopeRecord-Modus beträgt 20 Megasamples pro Sekunde. Mit dieser Geschwindigkeit können Sie Ereignisse erfassen, die nur 50 Nanosekunden lang sind; es handelt sich also um einen hochauflösenden Wellenform-Recorder.

So können Sie das Raten sein lassen, indem Sie ein Ereignis erfassen und dann die Größe analysieren, um festzustellen, ob wirklich ein Problem vorliegt oder nicht.

Die Niveaus einer bekannten "guten" Wellenform zu wechseln, um einen Referenz-"Umschlag" für Gut/Schlecht-Prüfungen zu erstellen.
Im Gut/Schlecht-Modus kann das ScopeMeter Wellenformen erfassen, wenn die Datenpunkte entweder außerhalb oder innerhalb des von Ihnen festgelegten "Umschlags" liegen.

Gut/Schlecht-Prüfung

Gut/Schlecht-Prüfungen verwenden eine bekannte gute Wellenform als Referenz, um einen Referenz-„Umschlag“ zu kreieren. Dann können die ScopeMeter der Fluke Serien 190C oder 2X5C so eingestellt werden, dass sie eine Wellenform aufzeichnen, wenn ein Erfassungspunkt innerhalb oder außerhalb dieses Referenzumschlags liegt.

Das Einrichten einer Gut/Schlecht-Prüfung ist ein geradliniger Prozess:

  1. Erfassen Sie die gewünschte Wellenform.
  2. Erstellen Sie den Referenzumschlag, indem Sie die Wellenform um die gewünschte Anzahl Pixel verschieben.
  3. Speichern Sie die Wellenform und rufen Sie sie dann als Referenzwellenform wieder auf.
  4. Verwenden Sie das Wellenform-Referenzmenü, um die Gut/Schlecht-Prüfung zu aktivieren. Die Gut/Schlecht-Optionen sind „Speichern bei Gut“ und „Speichern bei Schlecht“.

Alle guten oder schlechten Wellenformen werden im 100-Bildschirm-Replay-Speicher abgelegt, und bieten Ihnen bis zu 100 Bildschirme, die bis zu 100 gute oder schlechte Ereignisse anzeigen.

Nachleuchten des Displays

Das Erfassen von Störungen und die Analyse des Verhaltens dynamischer Wellenformen ist besonders schwierig, wenn Sie keine Möglichkeit haben, die Veränderungen der Wellenformdynamik im Laufe der Zeit zu betrachten.

Altmodische Kathodenstrahlröhren- (CRT) Oszilloskope verwendeten eine leuchtende Phosphorbeschichtung, um eine Signalkurve auf dem Bildschirm anzuzeigen. Weil diese Phosphorbeschichtung noch eine kurze Zeit weiterleuchtete, nachdem die Kurve auf den Bildschirm „geschrieben“ wurde, blieb das Signal bestehen und der Bediener konnte mehrere aufeinanderfolgende Kurven zur selben Zeit auf dem Bildschirm sehen.

Das Bestehenbleiben der Anzeige ermöglicht es Ihnen, mehrere aufeinanderfolgende Kurven zu sehen

Moderne Oszilloskope mit digitalem Speicher und LCD-Anzeigen verwenden einen Pixelshading-Algorithmus, um das Nachleuchten von CRT-Oszilloskopen zu emulieren. Wann immer ein Wellenformerfassungspunkt ein Displaypixel aktiviert, hält der Nachleucht-Algorithmus die Pixel aktiv, verändert aber mit der Zeit den Schatten, von dunkel zu hell, sodass das Pixel schlussendlich ausglimmt.

Das Ausmaß des Nachleuchtens kann auf kurz, mittel, lang oder unendlich (was im Grunde ein Umschlagerfassungsmodus ist) eingestellt werden.

Oszilloskope von Fluke

Die hier präsentierten Konzepte und Techniken können mit der gesamten Palette von tragbaren Fluke Oszilloskopen angewandt werden. Erhältlich in Bandbreiten von 20 MHz bis 200 MHZ, verfügen die Fluke ScopeMeter über die Leistung und die Eigenschaften, eine Vielzahl von Messungen vorzunehmen, von der Routine-Fehlerbehebung bis zu anspruchsvollen Aufgaben wie dem Auffinden zufälliger Ereignisse. Fluke Oszilloskope sind spezifisch für den Betrieb in rauen Umgebungen konzipiert – außerhalb des Labors, fernab von der Werkbank.