E. BAUER
KC 85/4 als Speicheroszilloskop
Nicht nur für den Profi-Elektroniker
ist das Oszilloskop ein unentbehrliches Werkzeug, auch dem Amateur kann
es gute Dienste leisten. Für ihn ist aber das Verhältnis von
Preis zu Nutzungshäufigkeit recht ungünstig. Ich habe deshalb
einen vorhandenen KC 85/4 mit ADU-Modul "zum Oszilloskop gemacht".
Diskontinuierliche Messung Erste Frage ist, inwieweit die Eigenschaften
des Kleincomputers die Möglichkeit des Oszilloskops bestimmen. Die
Umsetzung analoger Signale in Digitalwerte erfolgt in der ADU-spezifischen
Umsetzzeit. Signaländerungen in dieser Zeit können nicht erfaßt
werden; d. h., Signale mit einer Frequenz oberhalb eines bestimmten oberen
Grenzwerts bildet das Oszilloskop nur "bruchstückhaft" ab! Das ADU-Modul
besitzt eine Umsetzzeit zwischen 25 und 40Mikrosekunden. Im weiteren wird
von einem "optimistischen" Wert von 30Mikrosekunden ausgegangen!
Arbeitsgeschwindigkeit Der Computer hat die Aufgabe, die Meßwerte
vom ADU zu übernehmen und auf dem Bildschirm als Punkt im X,t-Koordinatensystem
abzubilden. Hierzu sind drei Aktivitäten nötig: Die Umrechnung
des digitalen Meßwertes (X) in einen Abstandswert zur Zeit-(t)-Achse,
das Setzen eines Bildpunktes an die berechnete Stelle sowie das periodische
Verschieben des gesamten Bildes. Bei einer Taktfrequenz von rund 1,75 MHz
liegt die durchschnittliche Befehlsausführungszeit bei etwa 2,3Mikrosekunden.
Während einer Meßwertumsetzung des ADU können also 13 Maschinenbefehle
abgearbeitet werden. Die Visualisierung eines Signalverlaufes ist mit 13
Befehlen unmöglich! Was nun?
Funktionsprinzip des KC-Oszilloskops Da eine direkte Anzeige der Meßwerte
im 30-Mikrosekunden-Takt unmöglich ist, werden die Meßwerte
im RAM abgelegt. Der so entstehende Datensatz ist natürlich begrenzt
und bedingt bei Erreichen des Datensatzendes die Unterbrechung des laufenden
Meßvorganges. Anschließend werden die Meßwerte dem Datensatz
entnommen und zur Visualisierung des Signalverlaufes genutzt. Das ergibt
zwangsläufig ein Speicheroszilloskop!
Ergebnis in Stichpunkten
Die Bilder 1, 2 und 3 sind Kopien der Bildschirmausgabe - X,t-Koordinatensystem und sollen einen Eindruck zum Menü ,Auswerten' geben. Zuerkennen sind zwei positionierbare Meßlinien, an denen die zugehörigen X- und t-Werte numerisch angezeigt werden. Die Zeitdauer eines Meßvorganges wird rechts unten mit 'Tmeß' ausgewiesen. Vorsicht - Stroboskopeffekt Betrachtet man Bild 4, meint man, zwei
Signalverläufe zu erkennen; dem ist aber nicht so! Hier wurde eine
Wechselspannung von 50 Hz mit einer Tastzeit von
- Aufnehmen eines unbekannten Signalverlaufes
mit einer Tastzeit, bei der ein annähernd geschlossener Kurvenzug
entsteht; Messen des zeitlichen Abstandes zwischen zwei signifikanten Werten
(Signalspitzen; an periodischen Signalen: Amplituden);
Sind die Meßwerte (Amplitude, zeitlicher Abstand) der beiden Messungen identisch, ist der Stroboskopeffekt auszuschließen. Kontakt: E. Bauer, Seegefelder Str. 5,
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