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Neben digitalen Oszilloskopen mit integriertem Bildschirm und den (kaum noch anzutreffenden) analogen Modellen sind USB-Oszilloskope erhältlich. Ihr Vorteil: Sie sind vergleichsweise klein und lassen sich via USB-Schnittstelle direkt am PC oder Notebook anschließen. Erfahren Sie hier, welche Kriterien bei der Anschaffung eines USB-Oszilloskops wichtig sind.

Wissenswertes zu USB-Oszilloskopen

So funktioniert ein USB-Oszilloskop

Oszilloskope sind elektronische Messgeräte zur Visualisierung von Spannungen im zeitlichen Verlauf. Sie wurden in erster Linie dazu entwickelt, elektrische Signale in Wellenform darzustellen. Zu den angezeigten Signalen zählen Sinus-, Rechteck-, Dreieck- und Sägezahnschwingungen. Benötigt werden Oszilloskope überall dort, wo elektronische Schaltungen entwickelt und geprüft werden, zum Beispiel in Laborumgebungen oder an elektrischen Anlagen im Bereich Service und Reparatur.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Oszilloskopen mit eingebautem Bildschirm und zahlreichen Einstellknöpfen verfügen USB-Modelle lediglich über Ein- und Ausgänge. Hier zählt vor allem die USB-Verbindung; bei Einstiegsgeräten und im mittleren Preissegment meist im Format 2.0, bei Highend-Systemen oft als USB 3.0. Über den standardisierten USB-Anschluss lässt sich ein Oszilloskop schnell und einfach an handelsübliche PCs und Notebooks anschließen.

Die Bedienung des Oszilloskops und die Darstellung der Eingangssignale erfolgt nicht direkt am Gerät, sondern mithilfe des Computers, an den das Oszilloskop angeschlossen wurde und auf dem eine entsprechende Software installiert ist. Da weder ein Display für die Anzeige der Messergebnisse noch viele Bedienelemente notwendig sind, ist es möglich, USB-Geräte kleiner und handlicher zu konstruieren als andere Oszilloskope. Üblicherweise ist die Bedienoberfläche an die der klassischen Oszilloskope angelehnt, deshalb fällt die Umstellung relativ leicht.

Zu den wichtigsten Komponenten des USB-Oszilloskops gehören die Tastköpfe. Die von ihnen erfassten elektrischen Signale werden über das Gerät an den PC übermittelt, über den eine grafische Darstellung der Ergebnisse erfolgt. Über die virtuellen Kontrollknöpfe der Software lässt sich die Skalierung horizontal und vertikal einstellen. Die vertikale (Y) Anzeige repräsentiert typischerweise die Spannung in Volt, die horizontale (X) die Zeit in Sekunden. Es ist möglich, die erfassten Daten auf dem Rechner zu speichern und anschließend weiterverarbeiten.

Auswahlkriterien für USB-Oszilloskope

Bandbreite

Die Bandbreite ist die wohl wichtigste Kenngröße eines Oszilloskops. Sie bezeichnet die Breite des Intervalls in einem Frequenzspektrum, also die unterste und oberste Grenzfrequenz. Selbst ein USB-Oszilloskop im unteren Preissegment ist in der Regel dazu in der Lage, Signale mit einer Frequenz von bis zu 20 MHz zu verarbeiten, was in der Praxis oft ausreichend ist. Geräte am oberen Ende der Preisskala akzeptieren sogar Frequenzen von 500 MHz.

Kanäle

Prinzipiell benötigt ein Oszilloskop nur einen Kanal für den Signaleingang. Als deutlich praxistauglicher erweisen sich allerdings Geräte mit zwei oder vier Kanälen. Damit lassen sich zwei beziehungsweise vier verschiedene Eingangsquellen simultan auf dem Bildschirm des Rechners anzeigen und vergleichen.

Abtastrate

Bei der Umwandlung von analogen in digitale Signale bestimmt die Abtastrate die Qualität des Ergebnisses. Das heißt: Je mehr Daten pro Sekunde erfasst werden, desto ähnlicher wird die digitale Wandlung dem analogen Ursprungssignal. Das gilt ebenfalls für USB-Oszilloskope, denn auch hier werden die Zwischenschritte der einzelnen Impulse von AD-Wandlern (konvertieren analoge Signale in digitale) interpoliert. Je kürzer die Abstände, desto geringer die Interpolationsfehler. Bereits Einsteigermodelle mit 20 MHz Bandbreite verfügen über eine Echtzeit-Sampling-Rate von 96 MSa/s (Mega-Samples pro Sekunde) und speichern diese mit 1000 kpts (Kilo-Messpunkte pro Sekunde) ab. 

Trigger

Ein gutes USB-Oszilloskop verfügt über Trigger-Funktionen. Dabei handelt es sich um frei definierbare Ereignisse, die eine Messung auslösen oder anhalten. Im einfachsten Fall wird beispielsweise ein Spannungswert ausgewählt, ab dem die Aufzeichnung starten oder stoppen soll. Gleichzeitig dient die Triggerung zur Stabilisierung der Anzeige bei periodischen Wellenformen.

FAQ – häufig gestellte Fragen zu USB-Oszilloskopen

Verfügen USB-Oszilloskope über einen Generatorausgang?

Selbst günstigere Geräte sind in vielen Fällen mit einem DDS-Funktionsgenerator ausgestattet. Er erzeugt Standardsignale oder frei definierbare Signale im MHz-Bereich. Da die Signalerzeugung rein digital verläuft, ist die Frequenz sehr stabil.

Muss ich die Software zur Bedienung des USB-Oszilloskops extra kaufen?

Nein, die Software zur Steuerung des Oszilloskops gehört in der Regel zum Lieferumfang. Es kann allerdings sein, dass die Software dem Gerät nicht auf einem Datenträger beiliegt, sondern online heruntergeladen werden muss. 

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