Nutzung eines Oszilloskops in Hochspannungsbereichen bei Röhrenverstärkern

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TomSchoenow
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 19. Nov 2007, 13:11

Da ich bei diversen Google-Aktionen mein Problem nicht hatte lösen können, hatte ich Richi per PM eine Frage zum einsatz von Oszilloskopen in Hochspannungsumgebungen gestellt und beantwortet bekommen. Weil das Ergebnis vielleicht für den Einen oder Anderen interessant sein könnte, stelle ich die Frage und Antwort hier einmal ein:

"Ich habe für meine Basteleien mit Röhrenverstärkern bei EBAY ein gebrauchtes Oszilloskop VOLTCRAFT 2040 billig schießen können.
Ich verfolgte damit das Ziel, auch hochfrequenten Schwingungen in meinen Röhren-Projekten auf den Grund gehen zu können und die Quelle leichter finden zu können (...weil man das ja nicht hört.)
Ferner auch die Herkunft von Störgeräuschen, die von fehlerhaften Bauteilen kommen, einkreisen zu können. Hier steht schon mein Gitarrenlehrer mit seinem 25 Jahre alten Amp Schlange und wartet auf den Einsatz des Oszilloskops, um die wilden Geräusche seiner Vorstufe wegzubekommen...
Erfahrungen im Einsatz solch eines komplexen Messgerätes muss ich aber erst sammeln.

Laut Bedienungsanleitung soll das Oszilloskop an den beiden Eingängen angeblich 400 V vertragen - trotzdem habe ich Skrupel, so "aus der Lameng" mit dem Teil in die Hochspannungen eines Röhrenverstärkers zu gehen, weil ich gerne Bilder aus der Röhre sehen möchte und keinen Rauch.
Habe mir daher jetzt noch einen 10:1-Tastkopf ersteigert (...muß die nächsten Tage kommen)und überlege jetzt, ob ich für die Hochspannungen in Röhrenverstärkern sinnvollerweise auch noch möglicherweise einen 100:1-Tastkopf brauche.
Ich habe zwar schon viel gegoogelt, aber außer viel mehr oder weniger unqualifiziertem "Gequatsche" in diversen Foren noch nicht das an Infos bekommen, was ich für die Entscheidung über das "ob" brauche - daher diese PM.
Ist die Anschaffung sinnvoll oder nicht?
Reicht für diesen Zweck womöglich ein simpler Spannungsteiler aus ein paar Widerständen für ein paar Eurocent aus, weil ich keine hochkomplexen und genauen Messungen irgendwelcher HF-Schwingungen beasichtige, sondern diese nur sehen und anschließend ggf. eliminieren möchte?
Man kann sein Geld ja auch mit sowas ganz gut zum Fenster herauswerfen.

Was ist sonst noch an versteckten "messgerätetödlichen" Fallen zu beachten, wenn ich bei kurzgeschlossenem Eingang des Verstärkers mit dem Oszilloskop-Tastkopf den Signalweg von den Endröhren ausgehend rückwärts nach der Quelle des "krachenden unsteten Rauschens" (wie soll ich das Geräusch beschreiben...) in dem Gitarrenamp meines Kumpels suche."

Richis Antwort:

"Ein Oszilloskop hat üblicherweise einen Eingangswiderstand von etwa 1M parallel zu etwa 100pF.
Wenn da steht, dass er 400V verträgt, so glaube ich das. Solange Du also an Spannungen unter 400V rumwerkelst, passiert nichts. Aber:
Wenn Du z.B. am Gitter einer EABC80 messen möchtest, wird das nichts. Bei dieser Röhre liegt die Kathode (in einem normalen Radio) IMMER an Masse und die Gittervorspannung entsteht durch den Gitterableitwiderstand von 10M. Wenn Du also da die 1M des Messgerätes parallel schaltest, ist nichts vernünftiges mehr zu messen. In DIESEM Fall brauchst Du einen Eingangsteiler, um die Impedanz auf mindestens 10M hoch zu bekommen. DAS ist der Sinn des Messkopfes.
Oder Du möchtest an einem UKW-Teil etwas messen: Da sind die 100p schlecht. Da wird alles verstimmt und nichts geht mehr. Also Teiler-Tastkopf und es sind 10M und 10p.
Aber wenn Du an einer Röhre eine Störspannung von wenigen mV an der Anode hast, so sind diese mit dem Teiler von 1:10 oder 1:100 kaum oder nicht mehr sichtbar.

Und wenn Du wirklich Angst vor der Gleichspannung am Eingang des Oszilloskops hast, dann schalte einen normalen Kondensator (220nF, 1000V) in Serie zur Messleitung. Dann ist die hohe Gleichspannung abgetrennt und Du kannst selbst in empfindlichen Bereichen nach Fehlern suchen.

Gruss
Richi"

WinfriedB
Inventar

#2 erstellt: 12. Dez 2007, 10:29

Auch eine 1:10 Meßspitze mit 10pF wird bei UKW-Schaltungen starke Verstimmungen hervorrufen, wenn nicht sogar Fehlfunktionen. Außerdem bewegen wir uns bei UKW im 100MHz-Bereich, das schaffen Billig-Oszilloskope oft gar nicht - ist zum Glück aber auch selten notwendig, da die ZF und alle bei UKW ab der Mischstufe vorkommenden Frequenzen bei 10.7 MHz liegen.

Für Hochspannungsmessungen gibt es spezielle Hochspannungstastköpfe, die im Verhältnis 1:1000 runtersetzen. Damit lassen sich gefahrlos auch sehr hohe Spannungen messen.

Mit einem Oszi ist es prinzipiell schwierig bis unmöglich, kleine überlagerte Wechselspannungen auf hohem Gleichspannungspegel zu messen. Normalerweise ist dafür eine AC/DC-Eingangsumschaltung vorhanden, der Abblockkondensator dürfte aber auch nur auf 400V ausgelegt sein. Bei Messungen auf höherem DC-Pegel sollte man einen Hochspannungskondensator in die Meßleitung einfügen, ggf. mit einem Schalter (d.h. selbstgestrickte AC/DC-Umschaltung). Nicht vergessen, den Eingangsteiler am Oszi wieder hochzusetzen, wenn wieder die volle DC-Spannung gemessen werden soll! Einfache Oszis haben keine Übersteuerungsanzeige (beam finder), da verschwindet die Linie komplett.

TomSchoenow
Ist häufiger hier

#3 erstellt: 14. Dez 2007, 16:50

Messungen in einem UKW-Empfangsteil sind gar nicht meine Intention.
Ziel des Einsatzes des Oszilloskops ist es ausschließlich die Existenz hochfrequenter und damit unhörbarer Schwingungen als solche in selbstgebauten Gitarren-Röhrenamps nachzuweisen und damit bekämpfbar zu machen.

Ob die nun auf Frequenz xy oder zx vor sich hinschwingen, ist mir dabei reichlich wurscht.
Es soll gar nix schwingen, damit mir die Gitter nicht in die Sättigung geraten, bzw. der Amp nicht zu einem tollen Störsender mutiert.

Aufgrund der in Röhrenamps üblichen Hochspannung von ein paar Hundert Volt ergab sich die Frage des Themas für mich.

WinfriedB
Inventar

#4 erstellt: 17. Dez 2007, 11:45

Zur genauen Frequenzmessung sind Oszis sowieso nicht geeignet. Wie aber schon einer der Vorredner sagte, wird es bei Röhrenschaltungen aufgrund der hohen Impedanzen des Gitterkreises Probleme geben, der Eingangswiderstand aller Oszis ist in der gleichen Größenordnung wie die Gitterwiderstände oder sogar kleiner. Ein Hochspannungstastkopf hat zwar auch ne sehr hohe Eingangsimpedanz, teilt aber eben auch im Verhältnis 1:100 oder 1:1000, sodaß du von kleineren Schwingamplituden am Gitter nicht mehr viel sehen kannst. Im (wesentlich niederohmigeren) Anodenkreis hilft ein HV-Abblockkondensator.