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Samstag, 1. November 2008, 12:56

Richtig messen mit dem USB Scope

Hallo,

im FA 12/08 wird ein USB Scope vorgestellt, das QRP-Freunde und experimentierende Funkamateure besonders interessieren sollte. (Warum, wird noch nicht verraten ;-) )
Da ich die USB Scopes für die interessantesten Messgeräte des 21. Jahrhunderts halte (ja, ein großes Wort, nicht so ernst nehmen...) habe ich ein Buch darüber geschrieben. Titels Beitrags-Überschrift. 192 Seiten, Preis 19,95 bei Franzis
Hier der Inhalt:

<zw>1 Das Messen in Elektrotechnik, Elektronik und Funktechnik
<fl>1.1 Die Elektrotechnik
1.2 Die Elektronik
1.3 Elektrische und elektronische Bauelemente
1.4 Die Funktechnik
1.5 Analog- und Digitaltechnik
1.6 Last not least: die Sicherheit

<zw>2 Spannung, Strom, Widerstand und Leistung
<fl>2.1 Die elektrische Spannung
2.2 Der elektrische Strom
2.3 Der elektrische Widerstand und das ohmsche Gesetz
2.4 Die elektrische Leistung
2.5 Warum Hoch- und Niederspannung?
Zusammenfassung

<zw>3 Der Universal Serial Bus (USB)
<fl>3.1 Näher vorgestellt
3.2 Bemerkenswerte Vorteile
3.3 Die Stecker und das Kabel
Zusammenfassung

<zw>4 Das Oszilloskop und seine Bedienung
<fl>4.1 Die wichtigsten Bedienelemente
4.2 Vorbereitung zur Messung
4.3 Spannungsmessung
4.4 Frequenzermittlung
4.5 Ermittlung einer Phasenverschiebung
4.6 Wenn ein zweiter Kanal hinzukommt
Zusammenfassung

<zw>5 Digitale Oszilloskope
<fl>5.1 Die Analog/Digital-Wandlung
5.2 Das DSO
5.3 Das DPO
5.4 Das Sampling-Oszilloskop
5.5 Das USB Scope
Zusammenfassung

<zw>6 Grundtypen des USB Scopes
<fl>6.1 Das USB-Hand-Scope (Pen Scope)
6.2 Das USB-Mini-Scope (Pocket Scope)
6.3 Das USB-Standard-Scope (Pocket Scope)
6.4 Das USB-Profi-Scope (Highend Scope)
6.5 Das USB-Kombi-Instrument mit Scope
6.6 Auswahl- und Kauftipps

<zw>7 Praktische Beurteilung eines Oszilloskops
<fl>7.1 Das A und O: die Bandbreite
7.2 Das Impulsverhalten
7.3 Minimaler Triggerpegel und maximale Frequenz
7.4 Die Linearität
7.5 Das Übersteuerungsverhalten
7.6 Die Sampling Rate
7.7 Vertical Resolution
7.8 Waveform Capture Rate
7.9 Record Length
7.10 Last not least: die Speichertiefe
Zusammenfassung

<zw>8 Tipps für die Messung mit dem USB Scope
<fl>8.1 Werte an Spannungen
8.2 Beachtung von Bandbreite und Anstiegszeit
8.3 Was bei Tastköpfen wichtig ist
8.4 Die Vorteile eines Vorteilers
8.5 Messen von Analogsignalen
8.6 Messen von Digitalsignalen
8.7 Trigger- und Sample-Rate-Einstellung
Zusammenfassung

<zw>9 Was USB Scopes noch so bieten
<fl>9.1 Kalibriergenerator
9.2 Funktionsgenerator (Wafeform Generator)
9.3 Spectrum Analyzer
9.4 Frequenzmesser
9.5 Voltmeter
9.6 Datenlogger (Data Logger)

<zw>10 Einfache aktive Tastköpfe
<fl>10.1 Tastkopf in Drainschaltung
10.2 Tastkopf mit zwei SFETs
10.3 Tastkopf mit SFET und Bipolartransistor

<zw>11 Mehrkanalschalter-Vorsätze
<fl>11.1 Grundsätzliche Hinweise zum Aufbau
11.2 Zweikanalschalter mit Operationsverstärkern
11.3 Zweikanalschalter mit SFET-Vorstufen
11.4 Erweiterung auf vier Kanäle
11.5 Multikanalschalter mit CMOS-Logik-ICs

<zw>12 Wobbeln mit dem USB Scope
<fl>12.1 Wobbler: Grundtypen und Grundfunktion
12.2 Darstellungsmöglichkeiten
12.3 Begriffe der Wobbelmesstechnik
12.4 Besonderheit beim USB Scope

<zw>13 Schaltungen für Wobbelzusätze
<fl>13.1 Audiofilter-Wobbler
13.2 Vielseitiger NF-Wobbler
13.3 Wobbelzusatz für keramische Filter
13.4 Low-Cost-HF-Wobbler
13.5 Logarithmischer NF-Wobbler

<zw>14 Weitere interessante Scope-Zusatzschaltungen
<fl>14.1 Vierfach-Spannungsvergleicher
14.2 Grafik auf dem Scope-Schirm
14.3 Bargraph-Anzeige
14.4 Kennlinienschreiber-Zusatz
14.5 Modulationsmonitor-Zusatz

<zw>15 Noch mehr USB-Messtechnik
<fl>15.1 PC-Karten/Module
15.2 Das „Messlabor“
15.3 Der Datenlogger

<zw>16 Prüfen und Testen von USB Scopes
<fl>16.1 Bandbreite
16.2 Triggerung
16.3 Flankendarstellung
16.4 Zusatzfunktion FFT

<zw>17 Das Hand-Scope P40M10
<fl>17.1 Wichtige technische Daten
17.2 Besonderheiten
17.3 Bandbreite
17.4 Triggerung
17.5 Flankendarstellung
17.6 FFT
17.7 Fazit

<zw>18 Das Mini-Scope USBscope50
<fl>18.1 Wichtige technische Daten
18.2 Besonderheiten
18.3 Bandbreite
18.4 Triggerung
18.5 Flankendarstellung
18.6 FFT
18.7 Fazit

<zw>19 Das Standard-USB-Scope RedScope
<fl>19.1 Wichtige technische Daten
19.2 Besonderheiten
19.3 Bandbreite
19.4 Triggerung
19.5 Flankendarstellung
19.6 FFT
19.7 Fazit

<zw>20 Das Standard-Scope DSO-2150 USB
<fl>20.1 Wichtige technische Daten
20.2 Besonderheiten
20.3 Bandbreite
20.4 Triggerung
20.5 Flankendarstellung
20.6 Fazit

<zw>21 Das Standard-Scope DSO-2090 USB
<fl>21.1 Unterschiede gegenüber DSO-2150 USB
21.2 Bandbreite, Triggerung, Flankendarstellung
21.3 Fazit

<zw>22 Das Profi-Scope M523
<fl>22.1 Wichtige technische Daten
22.2 Besonderheiten
22.3 Bandbreite
22.4 Triggerung
22.5 Flankendarstellung
22.6 Fazit

<zw>23 Das Profi-Scope CleverScope 328
<fl>23.1 Wichtige technische Daten
23.2 Besonderheiten
23.3 Bandbreite
23.4 Triggerung
23.5 Flankendarstellung
23.6 Fazit

<zw>24 Das High-End-Scope PicoScope 5203
<fl>24.1 Wichtige technische Daten
24.2 Besonderheiten
24.3 Bandbreite
24.4 Triggerung
24.5 Flankendarstellung
24.6 Fazit

<zw>25 Das vielseitige MEphisto Scope
<fl>25.1 Funktionen
25.2 Oszilloskop
25.3 FFT
25.4 XY-Betrieb
25.5 Voltmeter
25.6 Logikanalysator
25.7 Datenlogger
25.8 Digitale Ein- und Ausgänge
25.9 Fazit

Ich würde mich freuen, wenn jemand seine Meinung über das Buch hier einstellen würde, damit dem Namen dieser Rubrik mehr entsprochen wird. (Ich selber kann das natürlich nicht ...)

vle 73s, Frank

2

Samstag, 1. November 2008, 15:11

RE: Richtig messen mit dem USB Scope

Hallo Frank,

besteht denn die Möglichkeit das Inhaltsverzeichnis, das Vorort und einen Abschnitt , z.B. "2 Spannung, Strom, Widerstand und Leistung" hier im Orginal zu veröffentlichen ?

Z.B. als PDF und als Leseprobe deklariert.

Danke.
73 de Uwe
DC5PI

3

Samstag, 1. November 2008, 15:14

RE: Richtig messen mit dem USB Scope

vom Verfasser gelöscht.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »dl5sdc« (7. Mai 2014, 19:33)


4

Samstag, 1. November 2008, 19:11

RE: Richtig messen mit dem USB Scope

Hi Uwe, es folgt das Vorwort und eine Leseprobe, damit Du dir ein besseres Bild machen kannst:

<t1>Vorwort



<fl>Im Zentrum dieses Buches stehen die interessantesten elektronischen Messgeräte des 21. Jahrhunderts: die sogenannten USB Scopes (Scope ist die Abkürzung von Oscilloscope). Diese kleinen Kästchen zum Anschluss an den USB-Port machen Notebook oder PC zum leistungsfähigen Oszilloskop und können daher die konventionellen Stand-alone-Geräte in vielen Fällen ersetzen. Sie sind leicht transportabel, geben charakteristische Messwerte numerisch aus, verfügen über einen Speicher und bieten oft weitere interessante Funktionen, wie Funktionsgenerator, Spektrumanalysator oder Frequenzmesser. Man kann sicher sein: Ob Service, Hobby, Ausbildung oder Entwicklungslabor – sie werden sich etablieren.

In diesem Buch vermitteln mehrere Kapiteln nicht nur praktisches Rundumwissen zu den USB Scopes, zu Grundtypen, Technik, Anwendungsmöglichkeiten sowie -grenzen, sondern liefern auch Bauanleitungen und interessante Schaltungen für sinnvolles Zubehör. Damit kann der Anwender sein Scope beträchtlich aufwerten – und das zum kleinen Preis.

Gestreift werden auch andere moderne PC-Messgeräte, wie die sogenannten USB-Messlabors oder Datenlogger.

Die Vorstellung einiger USB Scopes anhand wichtiger Daten und Testergebnisse rundet das Thema ab. Dabei wird deutlich, wie vielseitig, aber auch verschieden die USB Scopes sein können.

Der Leser versteht schnell: Moderne Messgeräte setzen auf (Mini-)Notebook oder Personal Computer als Partner. Gut so, denn das bedeutet drei wesentliche Fortschritte:

- erstens eine größere Fläche als bisher zur übersichtlichen Darstellung von Signalkurven

- zweitens fast unbegrenzte Software-Power beispielsweise zur Automatisierung von Messvorgängen oder Auswertung/Verknüpfung von Messergebnissen

- drittens ein kostengünstiges Gesamtsystem, denn der sowieso schon vorhandene Computer übernimmt ja einen Großteil der Arbeit

Das USB Scope ist das Paradebeispiel für diese Vorteile.

Wenn Sie sich also für wirklich moderne Messtechnik interessieren, dann haben Sie genau das richtige Buch gewählt. Es will Sie in erster Linie leicht verständlich zum Praktiker qualifizieren, der die Grundlagen der modernen Messgeräte beherrscht und sie nutzbringend einsetzen kann.

<zw>7.1 Das A und O: die Bandbreite
<fl>Das wichtigste Qualitätsmerkmal ist die Bandbreite (beim digitalen Scope spricht man auch von „analoger Bandbreite“). Sie ist beim analogen Oszilloskop identisch mit der oberen -3-dB-Grenzfrequenz.
Warum ist die Bandbreite so wichtig?

Merke: Je größer die Bandbreite, umso kleiner ist für eine bestimmte Messfrequenz der Fehler durch den Frequenzgang und umso getreuer werden Flanken dargestellt.

Das gilt nur uneingeschränkt für analoge Scopes. Beim digitalen Oszilloskop kann die Bandbreite auch von der Abbildungsqualität des Signals begrenzt werden. Hier also zwei Kriterien:

- Amplitudenrückgang um 3 dB (29 %)
- einsetzende Verzerrung

Während das erste Kriterium exakt definiert ist, hat man beim zweiten einen Interpretationsspielraum.
Eine weitere Eigenheit der digitalen Scopes: Es gibt zwei grundverschiedene Möglichkeiten des Abtastens, Echtzeit- und periodisches Sampling (vgl. Abschnitt 5.2). Die meisten USB Scopes beherrschen beide Spielarten. Mit periodischem Sampling sind in der Regel wesentlich höhere Bandbreiten möglich als mit Echtzeit-Sampling. Eine exakte Bandbreitenangabe für ein USB Scope benötigt also noch zwei Zusatzinformationen und könnte beispielsweise so lauten:

Bandbreite 50 MHz (-3 dB, periodisch)

Theoretisch wird die Bandbreite von der Abtastrate bestimmt. Das könnte dazu verleiten, die Abtastrate(n) als entscheidendes Kriterium anzusehen. Das praktische Verhalten der USB Scopes lehrt jedoch, dass die Abtastrate hier keine verlässliche Richtschnur für die Bandbreite darstellt.

Der Frequenzgang kann von Scope-Typ zu Scope-Typ variieren. Man kann den Frequenzgang mit dem amplitudenkonstanten Signal eines durchstimmbaren HF-Generators austesten. Dabei darf die Eingangskapazität des Oszilloskops auch bei den üblichen 50 Ohm Innenwiderstand des Messgenerators nicht vernachlässigt werden. Bei einem Wert von 35 pF ergibt sich bei 10 MHz ein Blindwiderstand von 457 Ohm, also eine nennenswerte Belastung. Bei 10 MHz ist dann also schon von einem Messfehler von mehreren Prozent auszugehen. Bei höheren Frequenzen spielt noch der reduzierte ohmsche Anteil des Scope-Eingangswiderstands mit hinein.
Um diese Einflüsse zu vermindern, kann man einen niederohmigen Spannungsteiler zwischenschalten. Besteht dieser beispielsweise aus Widerständen von 47 und 5,6 Ohm, liegt der Quellwiderstand für das Scope bei 5 Ohm und die Spannungsteilung bei 10 gegenüber 50-Ohm-Abschluss bzw. 20 gegenüber Leerlauf. Sowohl die Widerstandswerte als auch der Teilerfaktor sind unkritisch, wichtig ist nur die Senkung des Quellwiderstands für das Scope.

Das mit der Leseprobe sollte aber die Ausnahme bleiben...

73s, Frank

5

Sonntag, 2. November 2008, 14:03

RE: Richtig messen mit dem USB Scope

Hallo Günter,
danke für den comment. Ob diese Geräte in ein par Jahren veraltet sind, da wäre ich mir nicht so sicher. Denke an Voltcraft- oder Hameg-Oszilloskope, die sich Jahrzehnte gehalten haben. Die Gerätetests sollen deutlich machen, dass man bei USB Scopes schnell mal die Katze im Sack kaufen könnte, die Katalogangaben sind in besonderem Maße keine sichere Richtschnur! Bei Nachauflagen kann man hier natürlich raus- und hinzunehmen...
Den Preis macht der Verlag. Die "Daumenregel" haut hier sehr gernau hin: 19,95 Euro für 195 Seiten. Sie Dir bitte mal das Preis/Seiten-Verhältnis von elektor-Büchern an...
Die ersten Kapitel sind natürlich nicht mehr als eine unterhaltsame Einführung. Aber bei Franzis liebt man dicke Bücher ;-)

73s, Frank

6

Sonntag, 2. November 2008, 14:20

RE: Richtig messen mit dem USB Scope

Zitat

Original von dl5sdc
Hallo Frank,

warum so viele Produkte? Die veralten doch eh, in ein paar Jahren sind die gar nicht mehr aktuell. Mir würde eine Tabelle mit Vergleich reichen. Dafür ein etwas freundlicher Preis das wäre mir lieber. Kapitel 1 und 2 gibts zur genüge anderst wo. Kapitel 12 und 13 finde ich super.

73 de Günter
dl5sdc


Für mich war das Buch so wie es ist extrem hilfreich.
Die genügend anderswo vorhandenen Bücher habe ich alle noch nicht gelesen. Das Buch insgesamt hat mir bewiesen dass meine Annahme, bei USB Skopes handelte es sich um Spielzeug falsch ist.
Die ausführliche Vorstellung verschieder Typen mit Für und Wider hat mich dazu gebracht mir weiter Details mittels der Typbeszeichnung heraus zu suchen. Dadurch habe ich herausgefunden, dass ein Hersteller ein Direktshop bei Ebay betreibt und dort die neuesten Modelle zu einem Preis anbietet, der meinem Budget entspricht.
4 Tage später war ich im Besitz eines 200MHz 2-Kanal USB Skope Mit den Messergebnissen kann ich jetzt wunderbar meine Handbücher verbessern (erste Messungen unter Hobo Messungen bereits hier im Forum.
73/2 de Peter, DL2FI
Don´t follow the path. Make one! (Helena Martins, Fotografin, die im Erwachsenenalter ihr Gehör verlor)

7

Montag, 3. November 2008, 11:17

RE: Richtig messen mit dem USB Scope

Hallo,

das Problem an Frank ist, dass er zu viele gute Bücher schreibt, die so langsam mein Bastel-Budget belasten, daher der Versuch dieses etwas zu entlasten ;-))

Nichts desto trotz weiter so.

73 de Günter
dl5sdc

8

Montag, 3. November 2008, 13:06

RE: Richtig messen mit dem USB Scope

Danke für die Blumen!
Gute Bücher, gutes Geld...
Vielleicht tröstet es Dich, dass der Autor nur zu 10 % vom Verkaufspreis profitiert. Auch mit guten Büchern kann man nicht so schnell reich werden...

vle 73s, Frank

9

Montag, 3. November 2008, 15:32

Hallo,

und zu welchem USB Scope rät der Buchschreiber denn nun?

Wo stimmt am ehesten das Preis/Leistungsverhältnis?
73 de Detlef / DC3DEK

10

Montag, 3. November 2008, 16:48

Zitat

Original von DC3DEK
Hallo,

und zu welchem USB Scope rät der Buchschreiber denn nun?

Wo stimmt am ehesten das Preis/Leistungsverhältnis?


Das steht alles in dem Buch

:P
73/2 de Peter, DL2FI
Don´t follow the path. Make one! (Helena Martins, Fotografin, die im Erwachsenenalter ihr Gehör verlor)

  • »DK6TM« ist männlich

Beiträge: 398

Hobbys: Basteln, UKW und Ausbildung

  • Nachricht senden

11

Montag, 3. November 2008, 17:56

... und das Buch ist super! :)
73 de Stefan DK6TM

12

Montag, 3. November 2008, 17:59

... in ca. 3 Wochen erscheint FA 12/08

Bis dahin: schön neugierig bleiben...

73s, Frank

13

Donnerstag, 4. Dezember 2008, 23:38

Zitat

Original von DL7VFS
... in ca. 3 Wochen erscheint FA 12/08

Bis dahin: schön neugierig bleiben...

73s, Frank


habs gelesen und das Buch natürlich auch zur Hand =)

Heute kam nun vom großen "C" das DSO-2090USB aber die XYL hat es gleich gegriffen um es am 24.12. unter den Weihnachtsbaum legen zu können :D
Wie halt ich das nur noch so lange aus, der QRPeter demonstriert hier doch ständig den Nutzeffekt....
72/73
Con

DM5AA - DOK V11 - JO64SC
DL-QRP-AG#297 - G-QRP#7939 - AGCW#1957 - RU-QRP#345
BCRspezial - MosquitaTurm - SKY-SDR - viele Baustellen

14

Samstag, 13. Dezember 2008, 22:54

RE: Richtig messen mit dem USB Scope

Hallo Frank!

Ich nutze die Gelegenheit, Dir Danke zu sagen für Deine vielen technischen Artikel, die mich schon als jugendlichen "Jungen Funker" begleiteten.

Dein NE/SA 602/612-Buch leistete in der letzten Zeit einen entscheidenden Beitrag, mich wieder mit dem Bastelvirus zu infizieren, nach dem Motto: Was - so einfach ist das? Muss ich auch mal probieren :)
Danke!

Gruss
Dennis
DL6NVC

15

Sonntag, 14. Dezember 2008, 14:04

RE: Richtig messen mit dem USB Scope

Hallo Dennis,
danke, ich freue mich über Deine Zeilen, denn allzu oft lese oder höre ich so was nicht ;-)
Ich schreibe zwar keine ganz speziellen Amateurfunk-Bücher mehr, um mehr Leser zu erreichen, baue aber immer möglichst viel für die Funkamateure Interessantes ein. Bücher in dieser Richtung werden auch 2009 wieder erscheinen, noch sind mir die Ideeen nicht ausgegangen...
Ein frohes Weihnachtsfest und ein erfolgreiches Neues Jahr wünscht
Frank, DL7VFS

16

Sonntag, 14. Dezember 2008, 20:59

Hallo,
das Buch ist durchaus empfehlenswert und Hilft gut bei der Entscheidung, ob / bzw. welches Oszi kaufenswert ist.
______________

73 de Volker,
1DL 1 VAW