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Frequenz messen mit einem Oszilloskop: Anleitung

Oszilloskope messen die Spannung eines elektrischen Signals, die dann in Form von Wellenformen grafisch dargestellt wird. Ein Oszilloskop kann jedoch für eine Reihe verschiedener Anwendungen eingesetzt werden – eine davon ist die Frequenzmessung. Aber wie genau können Sie mit einem Oszilloskop die Frequenz messen? Nun, es gibt eine einfache Antwort und eine etwas kompliziertere Antwort.

Bei den meisten, wenn nicht allen modernen Digital Oszilloskopen wird die Berechnung für Sie durchgeführt. Sie können somit eine Frequenzanzeige erhalten, während Sie die Spannung messen. Drücken Sie einfach ein paar Tasten, um die Frequenz des Signals, das Sie untersuchen möchten, sowie andere Statistiken wie die Standardabweichung und die mittlere Frequenz anzuzeigen. Es gibt jedoch auch Möglichkeiten, die Frequenz ohne technische Hilfsmittel zu ermitteln.

Wie berechnet man die Frequenz?

Mit der horizontalen Skala Ihres Oszilloskops können Sie Zeit und Frequenz ganz einfach messen. Wenn Sie bei einer Frequenzmessung Genauigkeit gewährleisten wollen, ist es hilfreich, den Signalbereich auf der Oszilloskop-Anzeige zu vergrößern, um die Wellenform besser übersetzen zu können.

Zunächst müssen Sie die Zeit mithilfe der horizontalen Skala Ihres Oszilloskops messen und die Anzahl der horizontalen Teilungen von einem Ende der Welle zum anderen, wo sie die mittlere horizontale Rasterlinie kreuzt, zählen. Dann können Sie die Anzahl der horizontalen Teilungen mit der Zeit/Teilung multiplizieren, um die Periode des Signals zu ermitteln. Danach können Sie die Frequenzberechnung durchführen: eins geteilt durch die Periode. Mathematisch kann dies als Frequenz=1/Periode dargestellt werden. 

Frequen messen mit einem Oszilloskop

Mehr dazu: Was misst ein Oszilloskop?

Automatische Messungen mit einem Digital Oszilloskop

Wie bereits erwähnt, führen die meisten hochwertigen digitalen Oszilloskope die Messungen automatisch durch, wodurch Sie keine Berechnungen durchführen müssen. Bei Tektronix-Oszilloskopen finden Sie die Zeitmessungen unter dem Symbol „Messungen“ auf der Anzeige. So erhalten Sie eine genaue Live-Anzeige der Frequenz, die sich je nach dem übertragenen Signal ändert.

Sie können außerdem auf alle statistischen Daten zugreifen. Auf diese Weise können Sie die Standardabweichung, den Mittelwert, das Maximum und das Minimum der Frequenz sehen, was eine bessere Vorstellung davon vermittelt, wie das Signal reagiert.

 Automatisierte Frequenzmessung mit dem MSO-Oszilloskop der Serie 2

Wie kann man mit einem Oszilloskop die Frequenz messen?

Um die Frequenz mit einem Oszilloskop zu messen, folgen Sie diesen Schritten:

  1. Schließen Sie das Signal an: Schließen Sie den Eingangs-Tastkopf Ihres Oszilloskops an die Signalquelle an, die Sie messen möchten.
  2. Einrichten des Oszilloskops: Schalten Sie Ihr Oszilloskop ein und passen Sie die Einstellungen an. Stellen Sie die Zeit/Teilung (horizontale Skala) auf einen geeigneten Wert für den Frequenzbereich des Signals ein.
  3. Wählen Sie AC-Kopplung: Für eine genaue Frequenzmessung wählen Sie die AC-Kopplung für den verwendeten Kanal. Dadurch wird die Gleichstromverschiebung des Signals beseitigt.
  4. Das Oszilloskop triggern: Stellen Sie den Triggermodus auf „Auto“ oder „Normal“ und passen Sie den Triggerpegel nach Bedarf an, um die Wellenform auf dem Bildschirm zu stabilisieren.
  5. Frequenz messen: Zählen Sie die Anzahl der Wellenformzyklen, die innerhalb einer Sekunde auf dem Bildschirm erscheinen. Dieser Wert ist Ihre Frequenz. 

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Gibt es bestimmte Einstellungen, die ich bei der Frequenzmessung mit einem Oszilloskop beachten muss?

Ja, stellen Sie das Oszilloskop auf eine geeignete Zeit-/Teilungseinstellung ein, damit die Wellenform auf dem Bildschirm nicht gedehnt oder gestaucht wird. Wählen Sie außerdem den richtigen Spannungsbereich und Triggerpegel für Ihr Signal.

Was ist, wenn das Signal komplex oder verrauscht ist?

Wenn das Signal komplex oder verrauscht ist, müssen Sie möglicherweise erweiterte Funktionen wie Frequenzanalysetools oder digitale Filterung auf Ihrem Oszilloskop verwenden, um genaue Frequenzmessungen zu erhalten.

Kann ich die Frequenz von mehreren Signalen gleichzeitig messen?

Mit den meisten Oszilloskopen können Sie die Frequenz mehrerer Signale über mehrere Kanäle messen. Sie können zwischen den Kanälen umschalten, um jedes Signal einzeln zu messen.

Welche Vorsichtsmaßnahmen sind zu treffen, um mit einem Oszilloskop Frequenzen zu messen?

Ja, hier sind einige Vorsichtsmaßnahmen:

  1. Sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Erdung, um einen elektrischen Stromschlag zu vermeiden.
  2. Verwenden Sie geeignete Tastkopfeinstellungen, die den Eigenschaften des Eingangssignals entsprechen.
  3. Vermeiden Sie eine Überlastung der Eingänge des Oszilloskops.
  4. Prüfen Sie bei der Messung von Hochfrequenzsignalen auf eventuelle Aliasing-Probleme.

Welche Einheiten werden normalerweise für Frequenzmessungen verwendet?

Die Frequenz wird in der Regel in Hertz (Hz) gemessen, aber bei Anwendungen mit höheren Frequenzen kann man auch Kilohertz (kHz) oder Megahertz (MHz) verwenden.

Gibt es zusätzliche Ressourcen oder Leitfäden für die Frequenzmessung mit Oszilloskopen?

Ja, umfassende Ressourcen und Anleitungen zur Frequenzmessung mit Oszilloskopen finden Sie im  Learning Center von Tektronix. Wir bieten eine Vielzahl von Tutorials, Artikeln und Videos, die speziell darauf zugeschnitten sind, Sie bei der Verwendung von Oszilloskopen und Frequenzmessverfahren zu unterstützen.