Praktische Tipps für die Spannungsmessung an Netzteilen
Rechnen mit dem Scope
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Rechnen mit dem Scope
Die Praxis – Zusammengefasst Aus diesen Erläuterungen geht hervor, dass sich Digitalspeicheroszilloskope sehr gut eignen, um Momentanleistungs- und Energiebetrachtungen an Baugruppen oder in Schaltnetzteilen vorzunehmen. Die Messmöglichkeiten werden ergänzt durch das richtige Zubehör, wie Differenztastköpfe und Stromzangen. Dazu sollten die folgenden Funktionen vorhanden sein:
- Vertikale Offsetkorrektur für eine exakte Nullpunktunterdrückung von Tastköpfen.
- Ausgleich von Signallaufzeitunterschieden zwischen Kanälen für den Fall, dass unterschiedliche Tastköpfe und Stromzangen verwendet werden.
- Verknüpfte Mathematikfunktionen, um zum Beispiel die Energiekurve zu berechnen. Abschließend noch zusammenfassend eine Checkliste für korrekte Leistungsmessungen mit einem Scope:
- Ist ein Differenzverstärker mit passenden Messbereichen vorhanden?
- Ist eine Stromzange oder ein Shunt für die auftretenden Ströme und Anstiegszeiten vorhanden?
- Wurde ein Spannungsoffset nach dem Nullpunktabgleich des Differenztastkopfes und/oder der Stromzange im Oszilloskop kompensiert?
- Sind die unterschiedlichen Signallaufzeiten von Spannungs- und Strommesspfad im Oszilloskop ausgeglichen und liegen damit Strom- und Spannungssignal phasensynchron am Eingang an?
- Kann das Oszilloskop verkettete mathematische Operationen durchführen, um die Strom- und die Spannungskurve miteinander zu multiplizieren, sowie das Integral dieses Produktes bilden?
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Das Messsystem muss in der Lage sein, Oberwellenanteile bis zur 50. Ordnung der Grundschwingung zu erfassen. In der Regel beträgt die Netzfrequenz 50 Hz oder 60 Hz, bei einigen militärischen oder Avionik-Anwendungen allerdings auch bis zu 400 Hz. Außerdem ist zu beachten, dass bestimmte Signalabweichungen Spektralkomponenten mit sogar noch höheren Frequenzen enthalten können. Dank ihrer hohen Abtastrate können moderne Oszilloskope schnelle transiente Ereignisse mit sehr hoher Auflösung erfassen.
Die Durchführung der Oberwellenanalyse ist nicht schwieriger als eine normale Signalmessung. Da es sich bei dem Signal in diesem Fall um eine periodische Schwingung handelt, muss es einfach nur getriggert und dargestellt werden. Um eine gute Frequenzauflösung zu erreichen, sollte sich der Anwender mindestens fünf Zyklen anzeigen lassen; die vertikale Skala sollte er so einstellen, dass das Signal auf der Anzeige so groß wie möglich erscheint, um den Dynamikbereich des Oszilloskops zu optimieren.
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Autoren: |
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Andreas Grimm |
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