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letzter Beitrag von TM16 am

Oszilloskop Empfehlung



    Jetzt bin ich etwas verwirrt. Hab mir das Video nun komplett angeschaut.

    Dave empfiehlt ab 22.22min ebenfalls einen Trenntrafo. :nixwiss::gruebel

    Ich hab nicht gesagt, Du sollst keinen Trenntrafo nehmen.


    Ich würd grundsätzlich für solche Messungen einen HV-Differential-Tastkopf nehmen.

    Der kann zum einen die Spannungen ab, und zum anderen brauch ich da keine Angst um das Oszilloskop zu haben.

    Und den Trenntrafo vor das Schaltnetzteil.


    Ansonsten bin ich sicherlich bzgl Netzteilen in dem Kontext nicht die Guru-ella, ich hab vor Schaltnetzteilen einen Heidenrespekt und frickel da nur ungern dran rum. Und wenn, dann nur mit nem differentiellen Tastkopf.

    Zitat von detlef

    Ah, ok. Wenn ich mal viel Geld übrig habe...

    Na ja, die Micsigs sind eigentlich sehr günstig. Habe mir vor vielen Jahren mal einen neuwertigen Testec SI 9001 (eigentlich ja Sapphire SI 9001) für ~150€ auf eBay geschnappt. Die kosten immer noch >300€ neu und die Micsigs mit angeblich 100MHz nur etwas über 160€. Selbst wenn das in der Praxis nur 50-70MHz sein sollten, wäre das immer noch ein Schnäppchen.

    Micsig stellen übrigens auch ganz ordentliche tragbare Touchscreen-Scopes und Stromzangen für relativ kleines Geld her.

    Zitat von 0xdeadbeef
    Zitat von detlef

    Ah, ok. Wenn ich mal viel Geld übrig habe...

    Na ja, die Micsigs sind eigentlich sehr günstig. Habe mir vor vielen Jahren mal einen neuwertigen Testec SI 9001 (eigentlich ja Sapphire SI 9001) für ~150€ auf eBay geschnappt. Die kosten immer noch >300€ neu und die Micsigs mit angeblich 100MHz nur etwas über 160€. Selbst wenn das in der Praxis nur 50-70MHz sein sollten, wäre das immer noch ein Schnäppchen.

    Egal wie günstig das ist, für mich ist es zu teuer. ;)


    Ist ja auch immer die Frage, wie dringend man das braucht. Bei mir wird ja zu 95% nur massebezogen an TTL-Schaltungen gemessen.

    Es wäre für mich also nur eine Spielerei.

    Passt bei den Differential-Tastköpfen gut auf, da wird -wie fast immer, insb. von asiatischen Anbietern- gerne mit den Zahlen und Bezeichnungen getrickst, um möglichst hohe Werte fürs geistige Vergleichs-Quartett-Spiel der Kunden zu generieren.


    Kurz und knapp: ein Differential-Tastkopf ist KEIN erweiterter Personenschutz und insbesondere auch KEIN Ersatz für einen Trenntrafo für das Messobjekt "DuT" und zusammen mit einem Trenntrafo am "normalen" Oszi (wovon man eigentlich immer absehen sollte!) sogar richtig GEFÄHRLICH, da berührbare Teile am Oszi dann nicht mehr geerdet sind!


    Das Gehäuse und insbesondere die Abgreifklemmen eines Differentialtastkopfes dürfen NIE unter Spannung berührt werden, der Tastkopf schützt im Gegensatz zu speziellen Hochspannungstastköpfen NICHT den Anwender, sondern nur das DuT und dasMess-Gerät=Oszi (und somit nur indirekt, wenn das Oszi korrekt geerdet ist, auch den dieses berührenden Anwender!)


    Normale Oszis, also solche mit BNC-Anschlüssen für die Tastköpfe und/oder berührbare Metallteile am Chassis (also auch Plastik"bomber" wie Tektronix TDS1xxx/2xxx und sämtliche optisch ähnlichen, sehr günstigen "Asiaten"klone wie Rigol, Hantek, etc.) bei Messungen jenseits von Logikpegeln in Geräten mit gekapselten und vertrauenswürdigen Netzteilen (!) IMMER nur MIT geprüftem Schutzleiter verwenden, auch wenn kompakte Abmessungen der digitalen Geräte sowie optionale Akkupacks oder externe USVs etwas Anderes ermöglichen würden...


    (es gibt Oszis mit "isolierten", d.h. potentialfreien Eingängen (z.B. Tektronix TPS-Serie, oder Flukes ScopeMeter), meist batteriebetrieben, die speziell für gg. Masse isolierte/potentialgetrennte Messungen vorgesehen sind, aber die sind auch so ausgeführt, dass eben KEINE berührbaren Metallteile am Chassis vorhanden sind und auch die entsprechenden Luft-und Kriechstrecken hinsichtlich der Anschlussisolation eingehalten werden!) und auch keine Verbindung zu Dritt-Geräten wie PCs dann haben, die nicht auch entsprechend sicher potentialgetrennt und isoliert ist.



    Im Detail:


    Bei einem Differential-Kopf gibt es einerseits die maximal zulässige Common-Mode Spannung, d.h. die Spannung, die beide Eingänge (meist miteinander verbunden) gegen ERDE haben dürfen und zum Anderen die eigentliche maximale Differenzspannung zwischen den Eingängen, ab und zu auch umschaltbar ähnlich den üblichen 10:1/1:1 Tastköpfen...


    Die max. Differenzspannung wird oft groß beworben, aber ist technisch relativ einfach zu realisieren (je Eingang frequenzkompensierte Spannungsteiler mit entsprechenden Abständen, damit nichts überspringt, d.h. PCB-Layout/Mechanik-Maßnahmen, um creepage und clearance zu erreichen, früher Kriech- und Luftstrecke genannt), während die Common-Mode-Spannung eben die Sicherheit gegenüber dem Potential des Oszis und somit der dort üblicherweise frei zugänglichen Signal-Erde kennzeichnet und sich schon deutlich schwerer erhöhen lässt: Üblicherweise liegt die Tastkopfelektronik "schwebend" in der Mitte von zwei mit entsprechenden Schutzabständen und somit meist aus einer Kette an in Reihe geschalteten Widerständen für den Eingangsspannungsteiler, der oft auch noch umschaltbar ist, was dann eine weitere verdeckte, aber WESENTLICHE Schwachstelle hinsichtlich Bedienersicherheit darstellen kann!


    Insofern liegt die Common-Mode-Festigkeit geometrisch bedingt maximal bei der Hälfte der durch diese Geometrie erreichbaren zulässigen Differentialspannung, ob diese durch die wertemäßige Auslegung der Widerstandsteiler dann auch ausgenutzt wird, das lässt sich daraus nicht ableiten. Gute Marken-Differential-Tastköpfe bieten hier natürlich mehr Reserven!


    Im Feldeinsatz kommt noch hinzu, dass die relativ großen Gehäuse der Tastköpfe nicht gegen Betauung oder gar Staunässe abgedichtet sind, d.h. die Durchschlagsfestigkeit auch durch Feuchtigkeit im Tastkopf selbst temporär stark herabgesetzt sein kann.


    Ein weiteres potentielles Problem liegt in der Versorgung, der ja aktive Elektronik enthaltenden Differentialtastköpfe. Manch billiges Modell hat einen separaten Eingang für diese Kleinhilfsspannung, aber setzt sich somit auch der zusätzlichen Unsicherheit einer in dieser Versorgung möglicherweise ungenügenden Potentialtrennung (Stichwort: asiatische Billig-(USB)-Netzteile) aus! Am Sichersten und zudem auch "störfreiesten" sind diesbezüglich natürlich Batterien oder Akkus IM Differentialtastkopf-Gehäuse selbst.


    Zudem sind oft allein schon die Messkabel/Abgreifklemmen NICHT entsprechend der angegebenen Spannungsklasse isoliert, d.h. wie oben schon erwähnt: der Name "Tastkopf", welche eine händische und variable Kontaktierung im Betrieb suggeriert, ist hier sicherheitstechnisch NICHT gegeben!


    Der Sinn und Zweck eines Differentialtastkopfs liegt darin, sehr genau meist eher geringe Spannungsunterschiede zw. zwei Punkten messen zu können, deren Bezugspotential "hoch" liegt, z.b. den Ripple am Rückkopplungseingang der Steuerung einer primärseitigen PFC-Stufe.


    Natürlich kann man den Differentialtastkopf auch dazu "missbrauchen" hohe Spannungen gg. schaltungsseitige Erde im Rahmen eben des Common-Mode-Range zu messen, aber das kann ein entsprechender 100:1 Tastkopf auch, nur liegt dann eben das Oszi gehäuseseitig auch auf dem gleichen Potential und erdet dieses sogar absolut noch (wenn der Schutzleiter korrekt anbeschlossen und in der Hausinstallation entspr. vorhanden ist...)


    Um die Oszi-Signalerde wieder vom Schutzleiter zu entkoppeln, könnte man auf die Idee kommen, das Oszi dann zusätzlich an einem Trenntrafo betreiben, dessen Durchschlagfestigkeit dann noch oben auf den CM-Range drauf käme, was aber nix hilft, wenn man das Oszi grad bedient und selbst natürlich (zumindest kapazitiv) geerdet ist und somit dann genau diesen Potentialunterschied abbekommt: Lebensgefahr!!!


    Daher bleibt das Oszi brav am Schutzleiter und der DuT, sprich der Prüfling kommt an den Trenntrafo, sofern man primär daran messen will oder eine unisolierte Topologie hat (wie an früheren TV z.b.)


    Solange man ausschliesslich gegen die DuT-Masse misst und das DuT ein in sich geschlossenes System ist mit keinen elektrischen Verbindungen zu weiteren externen Geräten *), braucht man KEINEN Differentialtastkopf!


    Ein solcher ist auch kein Sicherheitsgewinn per se, sondern ermöglicht lediglich erdfreie Messungen mit dennoch aus Sicherheitsgründen geerdeten Oszi!


    Die Frequenzgänge der Differentialtastköpfe reichen für übliche Mess-Szenarien an Schaltnetzteilen und (Motor-)Invertern locker aus, denn dort findet man kaum Schaltfrequenzen über 2 MHz, in älteren Geräten eher im 20-100KHz-Bereich. Wer natürlich an UKW-Sendetechnik oder Röhrenradios, Vollröhren-TV etc. arbeiten will, der braucht dann etwas höherwertige Ausführungen, sowohl, was den CM-Range angelangt, als auch die Grenzfrequenz. (-3dB)


    Also bitte nicht Hochspannungstastköpfe mit verstärkter Isolierung, Lichtbogenschutz etc. und Differential-Tastköpfe verwechseln, Letztere dienen NUR der Messmöglichkeit von vergleichsweise kleinen Spannungsunterschieden an Stellen mit hoher Grundspannung (Potential)! Eine erhöhte Sicherheit im Sinne von Durchschlagsfestigkeit etc. bieten die meisten dabei nicht, oder nur in sehr gegrenztem Maß!


    Wer mit nur einem Kanal diffenziell messen will, aber ein Oszi mit 2 (oder mehr) Kanälen hat, welches eine Subtraktion von 2 Kanälen beherrscht (teils können das auch alte, rein analoge Oszis!), der braucht KEINEN Differentialtastkopf, sondern nimmt die Erdungsklemme eines der Tastköpfe ab und verbindet nur die Zweite mit der Erde des Prüflings, aber beide Tastkopfspitzen jeweils mit den Spannungspotentialen, die gegeneinander gemessen werden sollen.


    Hat sogar den Vorteil -bei entspr. Leitungsführung der Tastköpfe- den vollen Eingangsfrequenzumfang des Oszis nutzen zu können.

    Auch hier gilt natürlich, dass man einen (oder gar beide) solche Tastköpfe nur bis zu der zulässigen Spannung manuell während der Messung bedienen darf! Also bei "normalen" handelsüblichen Tastköpfen und Umgebungsbedingungen nur bis 50V, auch wenn oft höhere Werte angegeben sind. (was ja ähnlich auch bei Multimetern asiatischer Herkunft üblich ist, und dort auch nicht minder gefährlich! Die CAT-Klassen werden dort sehr frei interpretiert im Allgemeinen...)


    *) oder speziellen HV-Isolierten Interfaces über entsprechend leistungsfähige Optokoppler, LWL oder Signaltrafos



    PS: Gerne kann ich das Versagen eines z.b. "Migsig" Tastkopfes im Rahmen einer Isolationsfestigkeitsprüfung (mein kalibrierter HV-Generator geht bis 7500V!) vorführen und einen Vergleich zu den bewährten -aber dennoch nicht für die manuelle Bedienung unter Spannung zulässigen!- Tastköpfen von LeCroy oder Tektronix aufzeigen!

    Zitat von Ruudi

    Passt bei den Differential-Tastköpfen gut auf, da wird -wie fast immer, insb. von asiatischen Anbietern- gerne mit den Zahlen und Bezeichnungen getrickst, um möglichst hohe Werte fürs geistige Vergleichs-Quartett-Spiel der Kunden zu generieren.

    Differentialastköpfe kommen fast alle aus China oder Taiwan. Die hierzulande von Testec vertriebenen Differentialtastköpfe kommen von Sapphire in Taiwan (daher das "SI" im Namen). Sie wurden auch von LeCroy, Tekronix usw. unter deren Namen verkauft. In diesem Fall kann man sicher davon ausgehen, daß es sich 1:1 um die gleichen Geräte handelt.


    Zitat von Ruudi

    Kurz und knapp: ein Differential-Tastkopf ist KEIN erweiterter Personenschutz und insbesondere auch KEIN Ersatz für einen Trenntrafo für das Messobjekt "DuT" und zusammen mit einem Trenntrafo am "normalen" Oszi (wovon man eigentlich immer absehen sollte!) sogar richtig GEFÄHRLICH, da berührbare Teile am Oszi dann nicht mehr geerdet sind!

    Isolierte Tastköpfe sind explizit (nur) zum Betrieb am geerdeten Oszilloskop gedacht. Da praktische alle nicht portablen Modelle geerdet sind, braucht man einen Differentialtastkopf, wenn man ohne dieses Massenbezug zur Erde des Gebäudes messen will. Da das Oszilloskop selber immer noch geerdet ist, gibt es auch keine Einschränkung beim Personenschutz, vor allem liegen nie gefährliche Spannungen an blanken Metallteilen des Oszilloskops an. Sie sind deshalb das Mittel der Wahl, um höhere Spannungen zu messen.

    Einen Trenntrafo sollte man dagegen nur dann verwenden, wenn man wirklich genau weiß, was man tut.


    Nebenbei bemerkt: portable Oszilloskope haben natürlich keinen Massebezug zur Erde des Gebäudes, aber damit kann deren Masse an den BNC-Buchsen natürlich auch gefährliche Spannungen führen. Solche Modelle sind also bis auf speziell designte Ausnahmen kein Ersatz für Differentialtastköpfe an einem geerdeten Oszilloskop, wenn man Netzspannungen usw. messen will.

    Zitat von 0xdeadbeef

    Da praktische alle nicht portablen Modelle geerdet sind, braucht man einen Differentialtastkopf, wenn man ohne dieses Massenbezug zur Erde des Gebäudes messen will

    Oder 2 normale Kanäle, siehe mein erster Post dazu!


    Mit Trenntrafo vor dem DuT kann man zudem selbst festlegen, WO in der Schaltung der Erdbezug herrscht: dort, wo man ihn mit der Masse-Klemme des Tastkopfs auch hinlegt!


    Dabei gilt es für beide Varianten natürlich wieder zu beachten, insbesondere bei aufwärts wandelnden Netzteilen, nicht die zulässige Common-Mode-Spannung des Equipments zu überschreiten!


    N.b.: Wenn das Gebäude ordnungsgemäß geERDEt ist, liegt im Übrigen allgemeines ERD-Potential vor und zwar kein "Gebäudespezifisches"!

    Hier gilt ausnahmsweise mal der gerne für Umwelt und sonstige Reizthemen überstrapazierte Satz "wir haben nur eine Erde" ;-)

    Liebe Experten... könnt Ihr kurz einen Ausflug ins Praktische machen?

    Wenn ich ein Oszi mit einem Tastkopf rumstehen habe, woran erkenne ich, ob ich den Tastkopf in eine Steckdose stecken kann, ohne die Sicherung auszulösen, ohne etwas kaputt zu machen oder jemanden/etwas zu gefährden?

    Solange du nur den Tastkopf in die Steckdose steckst und nicht den Masseanschluß anklemmst, wird nichts kaputt gehen und keine Sicherung auslösen. Vorausgesetzt, dein Messquipment verträgt die 230 Volt. Die Messung erfolgt dann gegen Erdpotential.


    Das mit der Gefährung ist dabei aber ein ganz anderes Thema.


    Aber wenn die Frage wirklich ernst gemeint ist, dann würde ich das sein lassen.

    zu erwähnen wäre noch, daß bei den allermeisten Oszis (Ausnahme: z.B. das THS720a von Tektronix) die Masse der Tastköpfe miteinander verbunden und auf Erde gelegt ist.

    Die Masseklemmen der Tastköpfe an unterschiedliche Stellen in der Schaltung zu klemmen ist da nicht unbedingt zielführend.

    Zitat von ius

    woran erkenne ich, ob ich den Tastkopf in eine Steckdose stecken kann, ohne die Sicherung auszulösen, ohne etwas kaputt zu machen oder jemanden/etwas zu gefährden?

    Ganz generell gilt erstmal: Messtechnik, die an einer normalen Steckdose misst muss auf jeden Fall für Messkategorie CAT III 600V oder besser ausgelegt sein.

    Zitat von Saskia

    zu erwähnen wäre noch, daß bei den allermeisten Oszis (Ausnahme: z.B. das THS720a von Tektronix) die Masse der Tastköpfe miteinander verbunden und auf Erde gelegt ist. Die Masseklemmen der Tastköpfe an unterschiedliche Stellen in der Schaltung zu klemmen ist da nicht unbedingt zielführend.

    D.h. auch, wenn das Oszi an einem anderen Kreis hängt als die Schaltung, hole ich mir damit möglicherweise Brummschleifen in die Schaltung?