Tipps zur Rauschunterdrückung bei Oszilloskopmessungen
Selbst ein Hochleistungsoszilloskop kann Rauschen im Signalverlauf anzeigen, wenn der Messaufbau nicht optimal ist. Dieser Leitfaden erklärt einfache, praktische Techniken zur Rauschreduzierung und für sauberere, zuverlässigere Messungen.
1. Was verursacht Rauschen bei Oszilloskopmessungen?
Oszilloskoprauschen entsteht typischerweise durch Erdungsprobleme, Umwelteinflüsse und falsche Oszilloskopeinstellungen. Die folgende Tabelle fasst die häufigsten Rauschquellen und deren Auswirkungen zusammen.
| Geräuschquelle | Beschreibung | Auswirkungsniveau |
|---|---|---|
| Langes Erdungskabel | Bildet eine Schleife, die wie eine Antenne wirkt und Wechselstrom- und Hochfrequenzstörungen aufnimmt. | Hoch |
| Elektromagnetische Störungen (Laborumgebung) | Geräusche von Schaltnetzteilen, Laptops, Motoren, Beleuchtung usw. | Medium |
| Oszilloskop-Bandbreite | Eine hohe Bandbreite führt zu mehr hochfrequentem Rauschen als erforderlich. | Medium |
| Sondenplatzierung | Messungen an langen Drähten oder bei schlechtem Leiterplattenkontakt erhöhen die Störanfälligkeit. | Hoch |
| Empfindlichkeit gegenüber vertikalen Skalen | Sehr kleine mV/div-Einstellungen verstärken selbst kleinste Rauschkomponenten. | Niedrig |
2. Verwenden Sie die kürzestmögliche Erdungsverbindung.
Eine zu lange Erdungsklemme ist die häufigste Ursache für unnötiges Rauschen. Durch Verkürzen der Erdungsverbindung lassen sich Brummschleifen deutlich reduzieren.
Empfohlene Vorgehensweise:
- Verwenden Sie die kurze Erdungsfeder oder den Klingenadapter, der mit Ihren UNI-T-Sonden geliefert wurde.
- Schließen Sie die Erdung immer in der Nähe des Messpunktes an .
- Vermeiden Sie Testdrähte oder freiliegende Leitungen, die länger als nötig sind.
3. Optimierung der Sondenplatzierung und des Leiterplattenkontakts
Eine falsche Messtechnik erhöht das Rauschen drastisch. Das direkte Messen auf hochwertigen Leiterplatten-Pads gewährleistet stabile und saubere Messwerte.
Tipps zur Sondenplatzierung:
- Prüfen Sie immer direkt an den Testpads oder kurzen Leiterbahnen auf der Leiterplatte.
- Vermeiden Sie es, über lange Drähte zu messen – diese wirken wie Antennen.
- Verwenden Sie eine Differenzialsonde, wenn Sie Differenzsignale messen.
4. Bandbreitenbegrenzung und Mittelwertbildung verwenden
UNI-T Oszilloskope beinhalten digitale Werkzeuge, die Ihre Messung bereinigen, ohne das eigentliche Signal zu beeinflussen.
Nützliche Funktionen:
- Bandbreitenbegrenzung (20 MHz) – entfernt unnötiges hochfrequentes Rauschen.
- Mittelwertmodus – mittelt mehrere Messungen, um zufälliges Rauschen zu glätten.
- Mathematische Filter – Anwendung von Tiefpass- oder Hochpassfiltern zur Isolierung von Wellenformdetails.
5. Vertikale Skalierung und Kopplung anpassen
Falsche vertikale Einstellungen können dazu führen, dass die Wellenform verrauschter aussieht, als sie tatsächlich ist.
- Verwenden Sie eine vertikale Skala, die die gesamte Wellenform abdeckt.
- Verwenden Sie eine Wechselstromkopplung, wenn Sie die Restwelligkeit einer Gleichstromleitung messen.
- Vermeiden Sie unnötig empfindliche mV/div-Einstellungen.
6. Reduzierung von elektromagnetischen Störungen und Erdschleifen
Umgebungsgeräusche können empfindliche Messungen erheblich beeinflussen.
Reduzierung von elektromagnetischen Störungen:
- Halten Sie das Oszilloskop von Laptop-Ladegeräten, Transformatoren oder Motoren fern.
- Verwenden Sie nach Möglichkeit abgeschirmte Kabel.
- Vermeiden Sie es, das Prüfobjekt in der Nähe von Schaltnetzteilen zu platzieren.
Erdschleifen vermeiden:
- Stellen Sie sicher, dass alle Instrumente einen gemeinsamen Erdungspunkt haben.
- Die Schutzerdung des Oszilloskops darf niemals getrennt oder überbrückt werden.
Checkliste zur Lärmreduzierung
- Kurze geschliffene Feder/Klinge verwenden.
- Direkt auf die Lötpads der Leiterplatte aufsetzen.
- Bandbreitenbegrenzung auf 20 MHz aktivieren.
- Verwenden Sie Mittelwertbildung für sich wiederholende Signale.
- Stellen Sie die korrekte vertikale Skalierung und Kopplung ein.
- Minimieren Sie elektromagnetische Störungen und vermeiden Sie Erdschleifen.
