Problem
Beim Test eines Verstärkers vermisste ich einen
Spectrumanalyser,
um den Oberwellenanteil des vom Verstärker verzerrten Signals
festzustellen.
Lösung
Da ich glücklicherweise ein Analog/Digital-Oszilloskop vom Typ
Hameg HM407-2 mein Eigen nenne, habe ich die vom Oszilloskop
digitalisierten
Signalverläufe mit dem PC ausgelesen, und einer
Fast-Fourier-Analyse
(FFT) unterzogen.Diese Softwarelösung ersetzt für einfache
Anwendungen
den Spektrumanalysator.
Realisierung
Der PC wird mit dem Oszilloskop über ein normales serielles Kabel
verbunden. Die Software liest auf Knopfdruck den Datenspeicher des
Oszilloskops
aus, und zeichnet den Frequenzverlauf in eine Grafik. Werden beide
Kanäle
des Oszilloskops verwendet, werden verschiedene Farben benutzt.
Der dargestellte Frequenzbereich hängt dabei von der am
Oszilloskop
eingestellten Horizontalablenkgeschwindigkeit ab. Bei 100s/T ergibt
sich
ein exotischer Bereich von 0,4Hz, bei 200ns/T erreicht der
Frequenzbereich
125 MHz.
Das unten stehende Bild zeigt einen 400
kHz-Sinus auf Kanal 2 (rot) und einen symmetrischen 1,1 MHz-Rechteck
auf
Kanal 1 (grün).
Einschränkung
Frequenzen, die höher als die halbe momentane Samplefrequenz des
Oszis sind, werden in diesen Frequenzbereich 'gefaltet'. Das erkennt
man
gut am 'grünen' Kanal im unteren Bild. Die 1,1MHz Grundwelle und
die
3,3MHz Harmonische sind normal abgebildet. Aber auch die 5,5MHz und
7,7MHz-Harmonischen
sind zu erkennen und zwar auf 4,5 MHz (10 MHz -5,5MHz) und 2,3 MHz (10
MHz -7,7MHz). Diese Signale ließen sich nur durch ein analoges
Tiefpassfilter
vor dem Oszi unterdrücken.
Um solche Effekte klein zu halten, sollte man bei der Wahl der
richtigen
Zeitablenkung prinzipiell mit der schnellsten Oszi-Zeitablenkung
beginnen.
Ein schneller Weg zur guten Frequenzauflösung ist es, zuerst am
Oszi 'AUTOSET' zu drücken, und anschließend eine
Zeitablenkung
zu wählen, die 2 Stufen schneller ist, als die durch Autoset
gewählte.
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Im Mode-Feld wählt man zuerst die zu analysierenden
Kanäle
aus.
Ein Druck auf Start bewirkt die Datenübernahme von Oszi und die Darstellung. Durch klicken auf die Grafik, kann die genaue Frequenz ermittelt werden. Weitere Optionen sind:
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Während die Software auf meinem alten Bastelkeller-PC (AMD K6-200) problemlos läuft, gibt es auf modernerer Hardware RS-232-Übertragungsfehler, die sich durch die Fehlermeldung "Scope bitte im Digitalmode betreiben" äußern. Die Ursache dafür habe ich noch nicht gefunden.
V0.2 (21.01.2002)
- stabilere Ansteuerung der COM-Schnittstelle
- Differenz-Mode
V0.1 (19.01.2002)
Urversion.
erstellt am 19.01.2002
letzte Änderung: 11.04.2003