Mein Oszilloskop erkennt ein 50-Hz-Signal, wenn die Sonde nicht an einen Stromkreis angeschlossen ist. Ist das normal?

34

Da ich noch keine Erfahrung mit Oszilloskopen habe, erscheint es mir merkwürdig, dass die Sonde, wenn sie nichts misst (~ nicht an einen Stromkreis angeschlossen), ein kleines 50-Hz-Signal misst (~ mein Stromnetz arbeitet mit 230 V, 50 Hz), anstatt eines zufälligen Rauschens. Handelt es sich um ein normales Verhalten (mein Oszilloskop ist ein Rigol DS1052E)?

oscilloscope verdammt
quelle
7
Nein , das ist nicht normal ... 60 Hz ist normal ;-)
Tut
4
@Tut Quatsch. 25Hz ist normal .
Phil Frost

Antworten:

34

Ja das ist normal Aufgrund ihrer hohen Impedanz fungiert die Sonde als Antenne für das 50-Hz-Feld vom Netz, das den Raum um die Verkabelung (dh jeden Raum in Ihrem Haus) ausfüllt. Sie werden feststellen, dass das Berühren der Sonde sogar ein stärkeres Signal anzeigt, was darauf hinweist, dass Ihr Körper eine noch bessere Antenne ist.

Johan.A
quelle
1
Vielen Dank, stört dieses Netzsignal nicht das gemessene Signal, wenn die Sonde tatsächlich an einen zu messenden Stromkreis angeschlossen ist?
Damd
6
@damd: gute frage. Meistens hat die Signalquelle eine niedrige Impedanz, und dann ist die Energie des 50-Hz-Feldes zu niedrig, um eine Spannung zu erzeugen. Nur bei sehr hohen Impedanzen können Sie die 50Hz sehen
Johan.A
1
@damd: Die Sonde ist so konstruiert, dass die Spannung an der Spitze sehr leicht beeinflusst werden kann. Dies ist im Allgemeinen eine gute Sache, da dies bedeutet, dass ein Stromkreis, an den die Sonde angeschlossen ist, nicht viel von seiner Anstrengung zum Antreiben der Sonde ablenken muss. Wenn die zu messende Schaltung mit einer signifikanten Menge von "oomf" angesteuert wird, wird diese Ansteuerung die schwachen Effekte des durch die Stromleitung erzeugten Umgebungsfelds vollständig dominieren. Das einzige Problem mit dem Sondenaufnehmer besteht darin, dass ein Stromkreis gemessen wird, der außergewöhnlich schwach angesteuert wird und ...
supercat
1
... ist besser abgeschirmt als die Sonde (wenn der Stromkreis nicht besser abgeschirmt ist als die Sonde, würde er die Netzfrequenzstörung auffangen, unabhängig davon, ob die Sonde vorhanden ist oder nicht) oder wenn ein Stromkreis ohne Erdreferenz gemessen wird (In diesem Fall würden sich die beiden Gründe wahrscheinlich 50 Mal pro Sekunde relativ zueinander unterscheiden, wenn es keine Verbindung zwischen der Schaltung und einer an das Oszilloskop gebundenen Erdung gäbe, aber das würde nichts ausmachen.)
Supercat
6
In welchen Einheiten wird 'oomf' gemessen? :)
jwygralak67
10

Ja es ist normal

Sie sehen einen kapazitiven Teilereffekt. Ein Kondensator befindet sich in der Oszilloskopsonde und ist im Wesentlichen von der Spitze an die Oszilloskopmasse angeschlossen. Die andere, viel kleinere Kapazität befindet sich im leeren Raum: von der Sondenspitze bis zu allen entfernten 220-VAC-Kabeln in den Wänden. Der leere Raum um die Sonde ist das Dielektrikum dieses Kondensators.

Bewegen Sie Ihre Oszilloskop-Sonde und versuchen Sie, den Ort des stärksten 50-Hz-Signals zu finden. Für mich war es der Metallarm der Federarmlupe auf meinem Prüfstand. (Hier in den USA sind es nicht 50, es sind Nikola Teslas 60 Hz, weil alles durch drei geteilt werden MUSS, ebenso wie seine Hotelzimmer-Nummer und die Anzahl der Runden, die er jeden Morgen im öffentlichen Schwimmbad schwimmen würde!)

Beachten Sie, dass die Sondenimpedanz (normalerweise 10 Megas) diese parasitäre kapazitive Teilerschaltung belastet. Wenn Sie einen 1-Megawiderstand zwischen Sondenspitze und Masse anschließen, wird das 50-Hz-Signal erheblich schwächer. Ok, jetzt versuche einen 10K Widerstand. Sehen Sie, was passiert? Die meisten Schaltkreise mit einer Impedanz unter 1 Megabyte schließen dieses 50-Hz-Signal kurz. Dieses Signal hebt den Kopf, wenn hohe Impedanzen vorhanden sind: z. B. die baumelnden Messleitungen Ihres DMM, wenn Wechselspannung und empfindliche Bereiche eingestellt sind. Oder ein baumelnder unbenutzter Eingang an einem CMOS-Logikgatter injiziert manchmal unerwartete 50-Hz-Impulse in Ihr System. Und das laute 50-Hz-Summen in einem Audioverstärker mit fehlerhafter Mikrofonerdung ist genau auf dasselbe Signal zurückzuführen.

wbeaty
quelle
Wäre ein Entkopplungskondensator (z. B. 0,1 uF) in der Lage, dieses Rauschen von 50 Hz / 60 Hz herauszufiltern?
Wunderkerze
(sprich 0.1uF) Eigentlich brauchst du einen Tiefpassfilter. Sie möchten keinen Kondensator parallel zu irgendetwas schalten, das das Oszilloskop misst. Oder noch einmal: Schwenken Sie Ihre Oszilloskop-Sonde und versuchen Sie, den Ort des stärksten 50-Hz-Signals zu finden. Finden und beseitigen Sie das Problem? Bewegen Sie Ihren gesamten Prüfstand von starken 50-Hz-Feldern weg. Außerdem: Wenn das 3-polige Netzkabel Ihres Oszilloskops fehlerhaft ist oder in eine fehlerhafte Steckerleiste eingesteckt ist, wird das ungeerdete Oszilloskop selbst zu einer Quelle von 50-Hz-Wechselstrom aus seiner eigenen Stromleitung.
Wbeaty
Irgendein Beitrag zur Rauschamplitude von Glühlampen / Leuchtstofflampen?
Wunderkerze
1
Ja, manchmal fluoreszierende oder LED-Schaltung. Um Quellen zu erkennen, schalten Sie sie aus oder ziehen Sie den Netzstecker. Prüfen Sie, ob das Problem im Bereich verschwindet. Das, oder schwenken Sie die Oszilloskop-Sonde herum, während Sie die Größe der Welle auf dem Bildschirm beobachten, und prüfen Sie, ob die Welle in der Nähe bestimmter Geräte oder in der Nähe ihrer Netzkabel sehr groß wird. Oder stecken Sie das Oszilloskop in eine lange Verlängerung und tragen Sie es herum, um eine "Ruhezone" mit niedrigem Rauschen von 50 Hz zu finden.
Wbeaty