Oszilloskop

Ein Oszilloskop dient zur grafischen Darstellung des Spannungsverlaufs eines oder mehrerer Signale in einem einstellbaren Zeitbereich.

Anfragen nach Kaufberatung im Forum

Eh, macht mich mal ein Oszilloskop klar!

Im Forum finden sich regelmäßig Anfragen nach individueller Beratung zum Oszilloskopkauf. Solche Anfragen sind weitgehend sinnlos. Besonders dann, wenn sich der Fragesteller nicht mit den Grundlagen eines Oszilloskops und den wichtigsten Kennzahlen bekanntgemacht hat oder nicht weiß, was er messen will.

Abgesehen davon sind die üblichen Fragen ("Wo/wie bekomme ich billig ...", "Taugt das was ...?") schon oft diskutiert worden. Die Anzahl von "Oszilloskop-Threads" auf mikrocontroller.net liegt über 1000. Wer glaubt, gerade sein Oszilloskopkauf sei etwas ganz Besonderes, Seltenes und ganz anders als alle anderen Oszilloskopkäufe, und daraus einen Beratungsbedarf ableitet, hat schon den ersten Fehler gemacht.

Maßgeschneidert?

Besonders die immer wiederkehrende Forderung, dass es unbedingt das maßgeschneiderte Oszilloskop zum Superpreis genau für den Fragesteller geben muss, ist sinnlos. Wer mit diesem Anspruch kommt, der wird enttäuscht werden. Das gibt es nicht, und gute Oszilloskope kosten Geld, da sie keine Massenware sind.

Erfahrungen?

Eine andere Variante, von der man abraten muss, ist die Frage nach Erfahrungen. Besonders dann, wenn man nicht willens ist, die Erfahrungen anderer zur Kenntnis zu nehmen, wenn sie der eigenen Forderung nach einem billigen Superoszilloskop widersprechen. Hinzu kommt, dass man aus den Antworten nicht herauslesen kann, ob derjenige wirklich die Erfahrung hat, oder sich seinen eigenen Oszilloskopkauf schönreden möchte. Man braucht Erfahrung um die Erfahrungsberichte anderer richtig einzuordnen.

Darüber hinaus gibt es die Standardantworten derjenigen, die eigene Interessen verfolgen, ihren Vorurteilen oder ihrem Fetisch frönen. Zum Beispiel

• Kauf ja kein Gerät aus Asien!
• Unter LeCroy|Agilent|Yokogawa|Tektronix geht gar nichts!
• Nur Gebrauchtgeräte lohnen sich!

Hinweise wie mein vor 30 Jahren gekauftes Markengerät funktioniert noch heute tadellose sind ebenfalls ziemlich sinnlos. Der Hersteller wird dieses Gerät gar nicht mehr anbieten, und er wird schon gar nicht mehr mit der gleichen Qualität fertigen wie vor 30 Jahren. Dazu ist der Kostendruck zu hoch und Technologien haben sich geändert. Nicht alle neuen Technologien sind so robust wie die vor 30 Jahren.

Versandkosten, Einfuhrumsatzsteuer, e.v. Gebühr Paketdienst, Gebühr Währungsumrechnung

Bei vermeintlichen Internet-Schnäppchen aus dem Ausland (besonders Nicht-EU) werden gerne die in der Überschrift genannten Zusatzkosten ignoriert und sich so das Angebot selbst schöngeredet. Das sind nicht mal alle Kosten, die man haben kann. Zum Beispiel können für manche Zahlungsweisen weitere Gebühren hinzukommen oder Lagergebühren im Zolllager.

Wer nicht vorher rechnet hat nachher schnell mehr bezahlt als bei einem lokalen Händler. Siehe auch Zoll.

Was messen Oszilloskope?

Oszilloskope zeigen einen Spannungsverlauf über einen relativ kurzen Zeitraum an. Je besser das Oszilloskop, desto länger ist dieser kurze Zeitraum, beziehungsweise desto schneller darf das Signal sein. Darüber hinaus lassen sich andere Größen, zum Beispiel Ströme, anzeigen, wenn man zusätzlich entsprechende Wandler einsetzt, um aus ihnen eine Spannung zu erzeugen. Bei Mehrkanal-Oszilloskopen kann man üblicherweise auch eine Spannung über eine Spannung darstellen (XY-Modus). Als Kanal bezeichnet man bei einem Oszilloskop einen Eingang für eine Spannung. Die an den Kanäle anliegenden Spannungen können vom Oszilloskop einzeln oder gemeinsam angezeigt werden.

Zusätzlich bieten moderne Oszilloskope die Möglichkeit, sich gewisse Kenngrößen der Spannungsverläufe anzeigen zu lassen. Gängige sind zum Beispiel die Anzeige von Spitzenspannung und Effektivwert einer Spannung, Frequenz/Periodendauer, Anstiegs- und Abfallzeiten, Tastverhältnis und so weiter. Darüber hinaus bieten gute Oszilloskope sogenannte Cursoren, mit denen man, durch eine Linie dargestellt, auf dem Bildschirm Positionen im Spannungsverlauf markieren kann. Zur Position zugehörige Werte (Zeit oder Spannung), sowie die Differenz dieser Werte zwischen zwei Cursoren können abgelesen werden.

Besonders digitale Oszilloskope können relativ viele unterschiedliche Kenngrößen anzeigen, da sich viele dieser Größen mit einfachen Algorithmen aus den vom Oszilloskop im Speicher erfassten Daten ausrechnen lassen. Ebenso sind einfache mathematische Operationen möglich, etwa eine diskrete Fourier-Transformation oder die Summe oder Differenz der Spannungsverläufe von zwei Kanälen. Oszilloskope der Oberklasse bieten darüber hinaus ausgeklügelte Möglichkeiten der Signalanalyse. Bereits in der Unterklasse digitaler Oszilloskope ist heutzutage eine PC-Schnittstelle üblich. Beim Kauf sollte man darauf achten, dass das Protokoll der Schnittstelle dokumentiert ist. Sonst ist man auf proprietäre, manchmal sehr teure PC-Software des Herstellers angewiesen.

Für spezielle Anwendungen finden sich in manchen Oszilloskopen besondere Messfunktionen. Zum Beispiel go/no-go Messungen, mit denen eine Spannungsverlauf mit einem vorgegebenen Verlauf verglichen wird. Entspricht der Spannungsverlauf hinreichend dem vorgegebenen Verlauf wird ein "go" (alles ist OK) Signal ausgegeben. Weicht der Verlauf zu stark ab, ein "no go" (Spannung stimmt nicht) Signal.

Analoge Oszilloskope

Allgemeines

Hybrides Analog/Digital Oszilloskop

Bei analogen Oszilloskopen wird das darzustellende Signal nach der Verstärkung direkt zur Ablenkung eines Elektronenstrahls verwendet.

Brauchbare analoge Oszilloskope findet man oft schon für ca. 50 Euro bei Online-Auktionen und Kleinanzeigenmärkten. Für 200-400 Euro bekommt man dort recht gute Profigeräte mit 60-200 MHz Bandbreite. Brauchbare Neugeräte fangen bei 600 Euro an. Der Oszilloskopmarkt wird von einigen wenigen Marken dominiert. Im höherpreisigen Segment sind es vor allem HP (Agilent) und Tektronix, sowie Yokogava und Lecroy. Hameg ist vor allem im mittleren Segment (500-1500 Euro) weit verbreitet. Man findet sie oft in Schule und Ausbildung. Preislich darunter finden sich diverse asiatische oder gelegentlich noch osteuropäische Hersteller von Analogoszilloskopen. Häufig treten diese Hersteller nicht unter eigenem Namen auf, sondern bieten ihre einfachen Geräte als OEM-Produkte an.

Ganz einfache Geräte verfügen nur über einen Kanal. Damit ist es nicht möglich, zwei Signale in zeitliche Beziehung zu setzen. Dies ist jedoch oft wichtig. Deshalb verfügen heutzutage auch einfache Geräte meist über 2 Kanäle.

Die Bandbreite gibt Auskunft, welche Signal-Frequenzen das Oszilloskop noch verarbeiten kann. Bei angegebener Bandbreite fällt die Verstärkung des Oszilloskops um 3dB ab, ein Sinussignal wird dann nur noch mit ca. 70% der wahren Amplitude angezeigt. Um Signalverläufe noch vernünftig interpretieren zu können, kann man grob sagen, dass man Signale bis 1/10 der Bandbreite dargestellt bekommt. Ein Rechtecksignal nahe der Bandbreite würde z.B. nur noch als Sinus dargestellt werden.

Oszilloskope unterscheiden sich oft stark in den Triggerungsmöglichkeiten. Bei guten Geräten kann man z.B. die Triggerung variabel verzögern. Erst dadurch wird es möglich, dass man sich Signale genauer anschauen kann, die zeitlich weit hinter einem Triggerereignis kommen. Eine weitere Funktion bei höherklassigen Oszilloskopen ist eine zweite Zeitbasis. Mit dieser kann man in einen Ausschnitt des Messsignals hereinzoomen.

Mit Analog-Oszilloskopen kann man sich hauptsächlich periodische Signalverläufe anschauen, also solche, die zeitlich immer wiederkehrend sind. Denn nur so kann ein Signal immer wieder auf den Schirm "geschrieben" werden und erscheint als stehendes Bild. Aperiodische Signale, wie z.B. auf Datenübertragungsleitungen, sind damit nicht darstellbar. Sie laufen mit einem Strahldurchgang über den Schirm. In dieser kurzen Zeit ist es jedoch nur selten möglich, sie visuell aufzunehmen. Mit einer Digitalkamera kann man solche Signalverläufe mitunter trotzdem einfangen. Früher sehr hochpreisige, heute nicht mehr übliche Analog-Oszilloskope hatten eine eingebaute Speichermöglichkeit (Speicherröhre) für einmalige Signale. Diese Klasse von Analog-Oszilloskopen wurde durch digitale Speicheroszilloskope (DSOs) abgelöst.

Manche Analog-Oszilloskope bieten eine Möglichkeit, die Triggerung nur zu einem definiertem Zeitpunkt anzustoßen, somit kann auch der Anlaufstrom eines Motors mit einem Analog-Oszilloskop dargestellt werden.

Analoge Speicheroszilloskope

Inzwischen eher selten sind analoge Speicheroszilloskope anzutreffen. Diese speichern im Gegensatz zu digitalen Speicheroszilloskopen nicht das Signal selbst, sondern das Bild auf der Röhre. Dies wird mit speziellen speichernden Bildröhren erreicht. Je nach Typ kann es mehrere getrennt betreibbare Bereiche geben, um beispielsweise 2 Bilder eines Signales zu unterschiedlichen Zeitpunkten darstellen zu können. (z.Bsp. Tektronix 549)

Einige wenige dieser Oszilloskope waren sogar in der Lage, das aufgezeichnete Bild auf Papier auszugeben. (z.Bsp. "HP Model 175A" mit Modul 1784A)

Vergleichstabelle Analogoszilloskope

Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Neugeräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.

Bezeichnung	Hersteller	Preis [€]	Kanäle	Bandbreite [MHz]	Röhre	Bemerkungen
generisches 10 MHz Oszilloskop unter Bezeichnungen wie C1-94, S1-94, OS10, AO-610, ST16, CS10, GOS-310, 72-6602, HUC70, CS1010	-	130	1	10	4 cm bis 4,8 cm x 6 cm	Seit Jahrzehnten von vielen No-Name Herstellern in unterschiedlichen Ausführungen und Bauformen im Angebot. Wenig empfehlenswert für µC-Arbeiten.
Atten AT7328, CS-4128 und andere Bezeichnungen wie 100867.	Atten	250	2	20	8 cm x 10 cm
HM 303-6	Hameg	600	2	35	8 cm x 10 cm

Digitale Speicheroszilloskope

Allgemein

Digitales Speicheroszilloskop

Ein digitales Speicheroszilloskop (englisch DSO, Digital Storage Oscilloscope) digitalisiert das Eingangssignal mit einem Analog-Digital-Wandler und legt die Werte in einem Speicher ab. Der Vorteil daran ist, dass man auf diese Weise Momentaufnahmen eines Signals machen und damit einmalige (transiente) Ereignisse (Spikes, Datenübertragungen) erkennen und darstellen kann, was besonders bei digitalen Schaltungen, z.B. mit Mikrocontrollern, sehr nützlich ist. Weiterhin lässt sich das Signal "vermessen" (z.B. um die Baudrate einer Datenübertragung zu bestimmen), man kann die Frequenz und den Effektivwert anzeigen lassen, das Frequenzspektrum, und je nach Modell noch vieles mehr. Das Signal wird in S/W oder Farbe auf einem LCD dargestellt, lässt sich aber oft auch über einen angeschlossenen Drucker ausdrucken oder an den PC übermitteln.

Der wichtigste Parameter bei digitalen Oszilloskopen ist die Abtastrate, die angibt, mit welcher Geschwindigkeit das Eingangssignal digitalisiert wird. Um ein Signal mit einer bestimmten Frequenz vernünftig darstellen zu können, muss es mindestens mit der 10-fachen Frequenz abgetastet werden

Außerdem sind die Speichertiefe und die Wandler-Auflösung interessant. Ein Oszilloskop, das mit 8 Bit Auflösung abtastet und 2000*8 Bit Speicher hat, kann 2000 Samples abspeichern, was einer Darstellung von 2000*256 Pixeln entspricht. 8 Bit Auflösung ist heutzutage ein gängiger Wert, auch wenn er niedrig erscheint. Ein normales Oszilloskop ist kein Präzisionsmessgerät und 8 Bit sind für die Darstellung auf den Displays normaler Oszilloskope ausreichend.

Bei der Wandlung und Speicherung gibt es unterschiedliche Verfahren: günstige Oszilloskope wie die TDS1000-Serie von Tektronix verwenden CCD-Speicher (Eimerkettenspeicher, ein analoges Schieberegister); die Messwerte werden erst gespeichert, und dann digitalisiert. Nachteile dieser Vorgehensweise sind ein stärkeres Rauschen, die begrenzte Speichertiefe und Totzeiten, während der keine Eingangswerte aufgenommen werden. Diese entstehen, da das Wandeln aller Werte aus dem analogen Zwischenspeicher länger dauert als die Zeit zum Füllen dieses Speichers. Deshalb muss das Gerät bis zum Abschluss der Wandlung warten, bevor es den Speicher erneut füllt.

Früher wandelten nur teurere Modelle in Echtzeit mit schnellen Flash-AD-Wandlern und speicherten die Messwerte direkt in einem schnellen RAM. Die Speichertiefe ist dabei praktisch unbegrenzt, allerdings sind Wandler sehr teuer, die mehrere GS/s schaffen. Durch einen Trick (mehrere verschachtelte langsame AD-Wandler) setzen sich AD-Wandler bei günstigen Modellen durch. Oszilloskope, die diesen Trick verwenden, erkennt man daran, dass die Abtastfrequenz mit der Anzahl der aktivierten Kanäle sinkt. Zum Beispiel, findet man Vierkanaloszilloskop mit vier Wandlern à 250 MS/s, die bei Benutzung nur eines Kanals 1 GS/s für diesen Kanal erreichen, bei Benutzung von zwei Kanäle 500 MS/s pro Kanal und bei Benutzung von drei oder vier Kanälen 250 MS/s pro Kanal.

In den richtig schnellen Geräten (mehrere GHz Samplerate) ist ein ähnlicher Trick üblich. Dort sind in den verwendeten Wandlerschaltkreisen eine größere Anzahl Sample-and-Hold-Stufen und AD-Wandler integriert. Die Eingangsspannung wird dann zeitversetzt in den Sample-and-Hold-Stufen gespeichert und von den im Vergleich zur Samplerate langsameren AD-Wandlern umgesetzt. Die Ausgangslogik sorgt dann dafür, dass die Daten in der richtigen Reihenfolge ausgegeben werden. Ein Problem bei dieser Vorgehensweise sind unterschiedliche elektrische Eigenschaften der parallelen Wandlerstufen.

Natürlich spielt der Verwendungszweck eine entscheidende Rolle bei der Auswahl. Auf dem Labortisch, wo meist nur kleine Spannungen mit einem gemeinsamen Massebezug vorkommen, werden andere Anforderungen an ein Oszilloskop gestellt, als z.B. im Servicebereich für Industriesteuerungsanlagen, Automatisierungstechnik, usw. Dort sind weniger hohe Abtastraten wichtig, sondern eher eine größere Anzahl Eingangskanäle, die galvanisch voneinander getrennt sind, Spannungsfestigkeit bis min. 500 Volt, sowie speziell bei Störungsanalysen, die Möglichkeit, komplexe Triggermuster einzustellen, und eine integrierte große Festplatte, um einzelne Ereignisse automatisiert über lange Zeiträume hinweg festhalten zu können. Ein Beispiel für so ein hochwertiges Gerät ist ein Yokogawa Scopecorder (DL708). Allerdings sind bei solchen Geräten die Preise nach oben hin offen.

Digitale Tischoszilloskope

Allgemeines

DSO Tischoszilloskope sind die klassischen, in sich abgeschlossenen Geräte, die in der Gestaltung analogen Oszilloskopen ähneln. Daneben gibt es zum Beispiel auch PC DSOs. Viele Tischgeräte sind bereits so klein (geringe Tiefe) und leicht, dass sie zu Recht als tragbare Geräte bezeichnet werden.

Mittlerweile ist es üblich, dass man bereits bei Einsteigermodellen eingebaute USB oder RS-232 Schnittstellen findet und eine (häufig sehr simple) PC-Software zur Bedienung vom PC aus oder zumindest zum Auslesen von Daten auf den PC. Ebenfalls häufig sind USB oder ähnliche Schnittstellen für USB-Memorysticks oder Speicherkarten zum Speichern von Messwerten, Screenshots und Konfigurationen. Ironischerweise sind Schnittstellen und PC-Software bei Markengeräten häufig gesondert zu erwerben, während sie bei eher unbekannten Marken kostenlos mitgeliefert werden, wenn auch die Qualität der kostenlosen Software häufig zu wünschen übrig lässt.

Ein Beispiel für günstige Einstiegsmodelle sind die Geräte der Owon PDS Serie. Für wenig Geld erhält man ein für einfache Anwendungen brauchbares Oszilloskop mit ein paar Highlights (Bildschirmauflösung) aber auch auffälligen Einschränkungen wie eine geringe Abtastrate. Zum Beispiel 250 MS/s beim PDS6062.

Ein vernünftiges Verhältnis von Bandbreite zu Abtastrate haben die Geräte der GDS-2000 Serie von GW Instek. 1 GS/s, allerdings sinkt die Abtastrate je mehr Kanäle man gleichzeitig verwendet. Die 25 kByte Speichertiefe verteilt sich ebenfalls über die benutzten Kanäle. Die neuere GDS-1000A Serie (dazwischen gibt es noch die GDS-1000 Serie), bietet mit Einschränkungen 2 MByte Speichertiefe, ist kompakter als die GDS-2000 Serie und hat fast alle Features der GDS-2000 Serie. Für Oszilloskope aller GW Instek GDS-Serien gibt es eine einfache freie Software für Linux, ansonsten ist Linux-Software für DSOs eher selten.

Ein weiteres Beispiel für ein Einstiegsmodell ist das TDS1002 von Tektronix (ca. 1200 Euro). Es hat zwei Kanäle mit je 1 GS/s und ist für Signale bis 60 MHz verwendbar. Die Wandlerauflösung beträgt 8 Bit (256 Stufen), der Speicher ist nur 2 kByte groß. Markengeräte wie das TDS1002 sind häufig Vorbilder für die Geräte der Hersteller weniger bekannter Marken.

Vergleichstabelle digitale Tischoszilloskope

Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.

Bezeichnung	Hersteller	Preis [€]	Kanäle	Samplerate [MS/s]	Bandbreite [MHz]	Auflösung [Bit]	Speichertiefe [Samples]	Display	PC-Interface	Bemerkungen
TDS-1002B	Tektronix	1100	2	1000	60	8	2.5k	320x240	USB inkl.	verhältnismäßig starkes Rauschen, siehe Text oben
WaveJet 3xx	LeCroy	2800..8000 (brutto)	2 oder 4	1000/2000	100/200/350/500	8	500k	640x480	USB inkl.	verfügbar z.B. bei Farnell
WaveAce Serie	LeCroy	1000 - 3500	2	250 - 2000	60 - 300	8	4k - 8k	320x240	USB (Geräte- und Host-Modus), RS-232(?)
DLM20XX	YOKOGAWA	3300..8000 (brutto)	2 oder 4 (3+1) wobei 1 wahlweise 8Kanal Digital ist	2500 - 125000	200/350/500	8	12,5MPts	1024x768	USB, Ethernet, Browsersteuerung inkl.	Vertrieb vom Hersteller direkt!
DSO3062A	Agilent	800	2	500	60	8	4k	320x240	USB	weitgehend baugleich mit Rigol DS5000
DS1000 Serie	Rigol	600 - 1650	2	400/200 (1/2 Kanäle)	25-100	8	1M	320x240	USB, seriell	optional 16-Kanal Logikanalysator
DS1052E	Rigol	ab 260 Euro + Zoll + Umsatzsteuer (ebay China, Zollprobleme vorhersehbar)	2	1000/500 (1/2 Kanäle)	50 (100=DS1102E)	8	1M	320x234	USB, seriell	optional 16-Kanal Logikanalysator = DS1052D (DS1102D)
Owon PDS Serie	Owon, alias Xiamen Lilliput Technology Co., Ltd	299,- (PDS5022S); 495,- (PDS6062T)	2	100 - 500	25 - 100	8	5k pro Kanal	640x480	USB, seriell incl.	Qualität entspricht Preis. Relativ unausgewogenes Verhältnis von Bandbreite zu Samplingrate. Geräte mit einem 'S' am Ende der Typenbezeichnung haben ein STN LCD mit niedriger Qualität. nur Real-Time Sampling
GW Instek GDS-1000 Serie	GW Instek, alias Good Will Instrument Co., Ltd.	350 - 550 (Conrad: 475 - 950)	2	250	25 - 100	8	4k	320x234	USB (Geräte-Modus, kein Host-Modus), SD Kartenslot	Von Conrad teurer als DSO-4000 Serie erhältlich. Einfache Software für Linux erhältlich
GW Instek GDS-1000A Serie	GW Instek, alias Good Will Instrument Co., Ltd.	500 - ?	2	bis 1GS/s	60 - 150	8	bis 2M	320x234	USB (Geräte-Modus, kein Host-Modus), SD Kartenslot	Einfache Software für Linux erhältlich
GW Instek GDS-2000 Serie	GW Instek, alias Good Will Instrument Co., Ltd.	850 - 1800	2 - 4	1000	60 - 200	8	max. 5000 (alle Kanäle benutzt) / 25000 (ein Kanal in Benutzung)	320x234	Inkl. USB (Geräte-Modus zum PC, zwei weitere USB-Buchsen Host-Modus für eine Speicherkarte oder Drucker), RS-232	Weitgehend baugleich mit Conrad Voltcraft DSO-8000 Serie. Vier-Kanal Versionen haben keinen externen Trigger und weniger Trigger-Funktionen. Einfache Software für Linux erhältlich
UNI-T UT2025B / Voltcraft DSO-1022 M	Uni-Trend Group Limited	290 - 356	2	250	25	8	512k/Kanal	320x240 (Monochrom)	USB, RS-232.	Als UT2025C mit Farbdisplay. UT2000 Serie 25-200MHz, 2CH 250MSa/s bis 1GSa/s wenig Rauschen
HM2008	Hameg	2000	2	2GSa/s(1CH)1GSa/s(2CH)	200	8 bit	4048k	Röhre 8x10cm	USB für Speicherstick (vorne), USB/RS232 für PC (hinten),	4 Logikkanäle nachrüstbar, Ethernet/USB nachrüstbar
PT 1200	Peaktech	ca. 360	2	100MSa/s(1CH)100MSa/s(2CH)	25	8 bit	6k pro Kanal	Farb LCD 7,8" 640x480	USB für PC (hinten)	Im Original vermutlich ein Owon PDS5022S. Optional: Akkupack 7,4 V ~ 8000 mA

PC-Oszilloskope

PC-Zusätze

Allgemeines & Beachtenswertes

PC-Oszilloskope / PC-Zusätze sind im Prinzip digitale Speicheroszilloskope, mit der Besonderheit, dass sie die Daten nicht selbst anzeigen, sondern an einen PC übermitteln. Beim Kauf eines PC-Oszilloskops sollte man besonders vorsichtig sein, da viele Angebote irreführende Informationen enthalten. Sehr beliebt ist z.B. die Werbung mit der Analogbandbreite, also die Bandbreite die der Analogteil der Schaltung (Eingangsverstärker) verarbeiten kann. Wenn hier 100 MHz angegeben sind bedeutet das aber nicht, dass sich auch wirklich Signale bis 100 MHz darstellen lassen; wenn der Wandler nur mit 40 MS/s abtastet ist das Oszilloskop gerade noch bis 4 MHz verwendbar. Ebenso sollte man nur die Echtzeit- oder Realtime-Abtastrate beachten, eine manchmal ebenfalls angegebene "Äquivalent-Abtastrate" ist nur bei periodischen Signalen zu gebrauchen und damit im Umfeld von Mikrocontrollern meist wertlos.

Die Wahl zwischen einem Tischoszilloskop und einem PC-Zusatz ist nicht nur eine Geld-, Leistungs- oder Qualitätsfrage. Ein Tischgerät lässt sich anders bedienen (echte Knöpfe, sicherer Stand) und belegt nicht den PC oder Laptop. Erfahrene Entwickler ziehen ein separates Gerät einem PC-Zusatz vor. Zum Teil ist dies eine Generationsfrage.

Hinzu kommt, dass billige PC-Oszilloskope meist keine galvanische Trennung an ihrer USB-Schnittstelle besitzen. Ein Fehler bei einer Messung kann daher nicht nur das Oszilloskop, sondern gleich den PC mit beschädigen. Das gleiche Problem kann man übrigens auch bei einfachen Tischoszilloskopen mit PC-Schnittstelle haben. Allerdings kann man Tischgeräte auch ohne die PC-Verbindung betreiben, PC-Oszilloskope nicht.

Gelegentlich wird geraten, das Oszilloskop, egal ob Tischgerät oder PC-Zusatz, immer über einen "self powered" USB-Hub (einer mit eigenem Netzteil) mit dem PC zu verbinden. Ob ein solcher Hub als Schutzmaßnahme geeignet ist, besonders zum Personenschutz, sei dahingestellt. Schaden sollte er nicht.

Besonders zu beachten ist die PC-Software. Nicht nur, ob sie zum Zeitpunkt des Kaufs wenigstens grundsätzlichen Ansprüchen genügt, sondern auch, ob der Hersteller vermutlich willens und in der Lage ist, die Software über viele Jahre zu warten. Stichwort Investitionssicherheit. Ohne Wartung kann eine Inkompatibilität in der Software zum nächste Windows Service-Pack oder zur nächste Windows-Version das Gerät völlig entwerten.

Leider ist es so, dass es fast keine freie Oszilloskop-Software gibt. Die Protokolle zwischen Oszilloskop-Vorsätzen und Computer sind meist proprietär, und selten hat sich ein Entwickler freier Software die Mühe gemacht, ein Protokoll zu entschlüsseln. Noch seltener ist es, dass auf dieser Basis eine brauchbare oder gar gute Software geschrieben wurde. So ist ein Ausweichen auf freie Software kaum möglich, sollte der Hersteller die Wartung aufgeben. Man ist im Normalfall auf Gedeih und Verderb dem Hersteller ausgeliefert.

Vergleichstabelle PC-Zusätze

Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.

Bezeichnung	Hersteller	Preis [€]	Kanäle	Samplerate [MS/s]	Bandbreite [MHz]	Auflösung [Bit]	Speichertiefe [Samples]	Display	PC-Interface	Bemerkungen
PicoScope 2205	Pico Technology	350	2	200	25	8 - 12	16k	auf dem PC	USB	Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.
DSO-2090 USB	Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd.	200	2	1 Kanal: 100 / 2 Kanäle: 50	40	8	1 Kanal: 64k / 2 Kanäle: 32k	auf dem PC	USB	Wenige Vorteile gegenüber einem Tischgerät. Analogbandbreite bei der Samplingrate nicht ausnutzbar. Kleiner Eingangsspannungsbereich. Unter diversen anderen Namen erhältlich.
Mephisto Scope 1 (UM202)	Meilhaus	333.-	2	1	2	16 bit	256k	..	USB	5 in 1, Oszilloskop, Logik-Analysator, Voltmeter, Datenlogger analog und digital, Digital-I/O,
MSO-19	Link Instruments Inc.	172.-	1	200	60	? bit	1k	..	USB	Oszilloskop, Logik-Analysator, Pattern Generator, TDR

Soundkarten-Oszilloskope

Soundkarten Oszilloskop

Wem ein wirklich einfaches Oszilloskop für kleine Frequenzen (bis etwa 20 kHz) ausreicht, bspw. um die Kommunikation am I2C-Bus zu analysieren, findet hier ein Programm zum Messen mit der Soundkarte. Der Vorteil ist hierbei, dass es sich, dank des PCs, um ein Speicheroszilloskop handelt und die Daten zum Beispiel in Excel analysiert werden können. Ebenfalls in diese Kategorie fällt die Donateware. Visual Analyser für Windows.

Allerdings eignet sich eine Soundkarte nicht dazu, Gleichspannungen zu messen, zu niederfrequente Signale können daher nicht damit erfasst werden: Im Screenshot nebenan erkennt man das z.B. an der fallenden Gerade am Schluss (obwohl der tatsächliche Signalpegel konstant oben bleibt). Auch ist hier besondere Vorsicht geboten, da Soundkarten nur für geringe Spannungen ausgelegt sind und bei einer zu hohen Eingangsspannung möglicherweise der ganze PC beschädigt wird.

Siehe auch

• AVR Softwarepool: Oszilloskop
• Einfaches Oszilloskop mit Bascom-AVR
• USB_Oszilloskop
• Logic_Analyzer
• LCS-1M - Ein einfaches, preiswertes, mikrokontrollergesteuertes Zweikanal-Oszilloskop zum Selberbauen (Picaxe)

Links & Literatur

• XYZs of Oscilloscopes Primer. Tektronix 03W-8605-3. 20091. Grundlagen digitaler Oszilloskope und das messen mit ihnen, wobei die Tektronix-Produktpalette im Vordergrund steht.
• ABCs of Probes Primer. Tektronix 60W-6053-9. 2009. Die Grundlagen von Tastköpfen, natürlich am Beispiel von Tektronixs Tastköpfen.
• Forum-Beiträge zum Thema Oszilloskop (Kaufberatung, Anwendung)
• Beiträge im Markt-Forum
• Ein virtuelles interaktives Oszi (zum üben)
• Selbstbau-DSO 40MSPS
• Probing High-Speed Digital Designs, Originally published in Electronic Design Magazine, March, 1997
• Oscilloscope Tutorials Linkliste bei hackedgadgets.com
• 10 bit 2 Kanäle USB tiny45 mit Obdev