Volldigitale Oszilloskope und Dämpfung

Dec 10, 2009 30 Replies

Hallo Gruppe,



ich habe mir gerade eine prinzipielle Frage zu volldigitalen Oszilloskopen gestellt: In Beschreibungen wird immer die Bandbreite angegeben, also die Frequenz, bei der die Dämpfung 3dB beträgt.



Jetzt sind diese Oszilloskope ja mit einer ganz guten MCU ausgestattet, die auch FFT zulässt. Wäre es jetzt nicht möglich dass der Hersteller eine Kalibrationskurve aufnimmt (Dämpfung über Frequenz) und dann nach einer Messung eine DFT gemacht wird, im Frequenzraum durch die Kalibrationskurve dividiert und danach eine IDFT? Sollte es so nicht möglich sein, über eine größere Bandbreite "echte" Werte zu sehen? Das dass nicht unbegrenzt möglich ist, ist mir klar - aber Benutzen die Hersteller solche Tricks möglicherweise schon intern?



Viele Grüße, Johannes


"Aus starken Potentialen können starke Erdbeben resultieren; es können aber auch kleine entstehen - und "du" wirst es nicht für möglich halten (!), doch sieh': Es können dabei auch gar keine Erdbeben resultieren." -- "Rüdiger Thomas" alias Thomas Schulz in dsa über seine "Vorhersagen"

Samplefrequenz geben sie nicht an ? Das alte Gould DSO400 hier hat "20MHz" ( was wohl die 3dB-Bandbreite ist ) und "100Ms/sec" auf der Frontplatte stehen. D.h. viel Abstand bis Aliasing ist da nicht. Es macht bei Einstellung nahe Grenzfrequenz einen interpolierten Kurvenzug. Der scheusslich ist, weil Bildaufbau langsam.

MfG JRD

Rafael Deliano schrieb:

Doch, klar. Zum Beispiel 1GSps, 100MHz.

Hmm, dann machen die also solche Tricks schon während der Interpolation?

Hat mich nur interessiert, ob das überhaupt möglich ist oder ob ich etwas völlig triviales übersehe.

Viele Grüße, Johannes

"Aus starken Potentialen können starke Erdbeben resultieren; es können aber auch kleine entstehen - und "du" wirst es nicht für möglich halten (!), doch sieh': Es können dabei auch gar keine Erdbeben resultieren." -- "Rüdiger Thomas" alias Thomas Schulz in dsa über seine "Vorhersagen"

Um eine analoge -3dB Grenzfrequenz nach oben zu biegen kann man auf FFT/IFFT verzichten: ein digitales Filter mit linearer Phase ( d.h. FIR ) und passendem Frequenzgang ( d.h. leichter Hochpaß ) würde genügen. Stellt man sich einen 100MHz Sinus als Eingangssignal ( ohne Korrektur ) vor: immerhin noch 75% Amplitude und 10 Samples. Geht man mit der Sinusfrequenz weiter rauf wird der Amplitudenfehler natürlich saftig, aber da man kaum noch Samples hat kann man Signalform ohnehin nichtmehr erkennen. Mein altes Gould ( und wohl auch das 1GSps Oszilloskop ) hat kein Aliasing-Filter: da hat macht viel Verschönerung per Interpolation auch recht wenig Sinn. Wenn man sich fs/2 nähert hat man es meist auch mit Aliasing-Signalen zu tun. Möglich daß heute wo Rechenleistung billig ist mehr nachverschönert wird. Aber was die Rohdaten nicht hergeben kann man nicht mit Software erzwingen.

MfG JRD

Geht sogar analog :-)

[...]
Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com/ "gmail" domain blocked because of excessive spam. Use another domain or send PM.

"Johannes Bauer" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.dfncis.de...

Woher soll der Oszi wissen, ob ein Frequenzanteil durch den Amplitudengang beeinflußt wurde oder im Ausgangssignal überhaupt nicht vorhanden ist?

MfG Michael

Rafael Deliano schrieb:

Ich hatte mal eine Diskussion über den vermeintlich sehr unsteten Frequenzgang eines 200MHz/1Gsps Scopes.

Des Rätsels Lösung war die Betrachtung der Abtastzeitpunkte: Bei ~166 MHz hat man beispielsweise 6 Samples/Periode. Je nach Messzeitpunkt tastet man das Signal dann im Extremfall zwischen

0,8*Spitzenwert und Spitzenwert ab.

Und wenn man einfach mit den Spitzenwerten der ersten paar Dutzend Samples rechnet, kommen eben "interessante" Werte heraus.

Falk

Falk Willberg schrieb:

man sin-x/x-Interpolation

Christian

Christian Zietz - CHZ-Soft - czietz (at) gmx.net WWW: http://www.chzsoft.com.ar/ PGP/GnuPG-Key-ID: 0x6DA025CA

Hi.

gut möglich: Bei meinem kürzlich erworbenen DSO (60MHz, 500MS/s) hat mich sehr gewundert, dass die -3db-Bandbreite 90MHz und die

-6dB-Bandbreite 110MHz beträgt. Aber um so besser!

Andererseits stört mich, dass ich von einem 100kHz-Signal bei einem Ablenkfaktor von 100ms/Skt nichts mehr sehe.

So ist es mir mit dem DSO nicht gelungen, den Frequenzgang des Ri eines Akkus im Bereich 2Hz...2kHz (Wobbelfrequenz 0,2Hz) darzustellen, oder geht das doch mit einem Trick?

VG Peter

Ja. Im Grundsatz wird es bereits verwendet. Zum Beispiel DSO91304A wird mit 13 GHz Bandbreite angegeben, hat aber eine analoge Bandbreite (-3dB) von 12 GHz. Die Differenz wird dank Software möglich. Bei anderen Modellen wird zwar nicht die Bandbreite "erhöht", aber die Transferfunktion des Eingansfilters per Software passend hingebogen.

Ausserdem steckt hinter der "Probe Calibration" auch diesselbe Idee.

Gruss Roman

Peter Böscheschrieb: "

Verstehe ich jetzt nicht. Bei 100kHz ist eine Periode 10us lang. Was willst du denn da noch sehen, wenn bei 100ms/div etwa 10.000 Perioden/div angezeigt werden, außer einem hellen breiten Streifen? Oder meinst du, wenn du danach hineinzoomst? Dann fehlt es wohl an genügend Speicher.

Wie hast du den denn gemessen (Messaufbau)?

Dirk

On Fri, 11 Dec 2009 15:06:44 +0100, Dirk Ruth wrote: Hi Dirk,

Breiten Streifen hab ich auch erwartet, sieht man auch bis 2msec/Skt, danach bis 50msec/Skt Teile bzw eine ganze Sinusschwingung, ab

100msec/Skt aber nur noch eine dünne Linie in Höhe der oberen Amplitudenspitzen.
10-V-Wobbelspannung über 50Ohm an eine AAA-Zelle; am DSO AC. Beim Wobbeln sieht man einen Übergang von der Linie zum Streifen.

VG Peter

Klar, ich kann mich noch an einen Oszitestbericht von mitte der 80er erinnern wo man die Billiggurken daran erkennen konnte das sie ihre Bandbreite mit solchen Tricks mit Ach und krach hingebogen haben, und Tektroniks daran das sie einfach 50% mehr Bandbreite hatten als im Datenblatt stand. :-)

Olaf

So ganz verstanden habe ich das auch nicht. Zumal heutzutage Bandbreite ja wirklich kaum was kostet. Den BFS17 gibt es seit den 80ern und er kostet schlappe $0.06. Ist sogar Made in Germany. Oder war es zumindest mal.

Full Confession: Ich auch oefter per RC ueber den Gegenkopplungswiderstand im Emitter etwas mehr Bandbreite rausgeknirzt. Zuletzt vor zwei Jahren, duerfte verjaehrt sein :-)

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com/ "gmail" domain blocked because of excessive spam. Use another domain or send PM.

Peter Böscheschrieb: "

Diese Tiny-Scopes haben meist nur 5k Speicher, also wird die Sampelrate von 500MS/s auf

5k / (100ms/div * 10div) => 5kS/s

heruntergeschraubt. Für 100kHz nicht sinnvoll. Vermutlich werden dabei auch irgendwelche internen Filter vor dem ADC mit umgeschaltet.

Zum Sweepen nimmt man normalerweise Demodulator-Tastköpfe, die aber erst bei 100kHz losgehen. Dann reicht für die Wobbelfrequenz von 0,2Hz auch ein Scope mit 100Hz und 100S/s (480 Bildpunkt - X-Achse), da nur zittriger Gleichstrom gemessen wird.

Macht man das so? Ich habe von Akkus überhaupt keine Ahnung. Bei 10V über 50Ohm würdest du den Akku laden mit max. 176mA, bzw entladen mit max. 24mA. Schaltet man bei der Bestimmung des dyn. Ri immer zwischen Laden und Entladen um? Sinnvoll erscheint mir das nicht.

Bei 2Hz im AC-Mode würde ich auch nochmal genau ins Datenblatt des DSOs sehen.

0,2Hz Wobbelfrequenz bei einem Sweep ab 2Hz scheint mir auch sehr gewagt. 1:100 würde ich mindestens wählen und log. sweepen.

Dirk

Weiß nicht, ob man das so macht. Wenn man nur im Lademodus messen will, könnte man ja eine Offsetspannung von z.B. 3V= nehmen, dürfte m.E aber am Ergebnis nicht viel ändern.

Mich interessiert halt der Verlauf des Ri des Akkus zwischen 2Hz und

2kHz bei verschiedenen Ladezuständen; wenn mein NF-Genararor das könnte, würde ich auch lieber log. sweepen - aber vermutlich würde das DSO dann auch nichts Vernünftiges anzeigen. Gegen punktweise Messung spricht einmal, dass der Ladezustand dabei nicht konstant genug bleibt und das schwankende Übergangswiderstände auf Grund des Ri (im zweistelligen Milliohm-Bereich) stören könnten, ohne dass man es bemerkt.

Ein entsprechende Messung mit einem analogen Oszilloskop dürfte problemlos (ggf. unter Berücksichtigung der unteren Grenzfrequenz) möglich sein.

VG Peter

Hi Rafael,

Aliasing ist ein Thema, das der DSO-Nutzer zu berücksichtigen hat, die Oszis tun dies nie. Und das ist auch gut so.

Marte

Hi,

Dumm nur, dass solch ein Filter immer die Vergangenheit braucht und dann bei einem Einzelimpuls (und dafür brauch ich ein DSO) Mist produzieren würde.

Das sollten sich viele Ings genau durchlesen... Andererseits ist es schon spannend, was man mit Software so alles anstellen kann.

Marte

Hi Dirk,

Hoffentlich nie. Erstens viel zu teuer, zweitens beraubt man sich so der Möglichkeit Alias sinnvoll zu nutzen. Solange man weiss, was man tut, ist das eher nützlich als schädlich, wenn keine Filter drin sind.

Marte

Hi Peter,

Wenn ich mich recht entsinne behauptete ein schlauer Mann an der Uni, dass in der Sprungantwort und in der Impulsantwort alle relevanten Informationen zum Frequenzgang enthalten wären... Also nicht sweepen, sondern ein sauberes Rechteck anlegen und dessen Antwortsignal durch die passenden Transformationen schicken.

Marte

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