Ein Oszilloskop ist ein Spannungsmessgerät, das den zeitlichen Verlauf von Signalen darstellt. So ein Bild, das wir schon als Oszillogramm kennen, sagt manchmal mehr aus als Zahlen.
Die Darstellung erfolgt bei analogen Oszilloskopen wie dem in Abbildung 16 mit einer Bildröhre, die so ähnlich wie ein sehr alter Fernseher funktioniert. In neuere digitale Geräte ist ein Flachbildschirm integriert.
Genau wie Voltmeter haben Oszilloskope einen großen Innenwiderstand. Meistens können sie zwei oder mehr Spannungen gleichzeitig messen. Das digitale Gerät in Abbildung 17 ist so eingestellt, dass sich zwei Signale den Bildschirm teilen.
In Bildröhren herrscht ein Vakuum, das bei unsachgemäßer Behandlung zu einer Implosion führen kann – mit ähnlichen Folgen wie bei einer Explosion. Außerdem werden Röhren mit gefährlich hoher Gleichspannung betrieben. Analoge Oszilloskope sollten deshalb nur von Fachleuten geöffnet werden.
Betrachten wir die Anzeige genauer. In Abbildung 18 wurde ein Bildschirmfoto auf das Wichtigste reduziert. Neben dem Signalverlauf werden eine Zeit und eine Spannung angezeigt, im Beispiel
Wir können uns das als Koordinatensystem vorstellen und wie gewohnt die Periodendauer und die Amplitude ablesen. Abbildung 19 verdeutlicht das nochmal. Im Beispiel ist eine Periode 5 Kästchen oder Skalenteile lang. Multipliziert mit
Für einfache Messungen haben viele digitale Oszilloskope eine AUTO-Taste. Wenn man sie drückt, werden einige Einstellungen automatisch vorgenommen und meistens erscheint ein stehendes Bild der angelegten Signale.
Die Anzeige lässt ich in der Waagerechten verschieben. Ein Drehknopf mit dieser Funktion ist oft mit X-Position beschriftet. Zum Ablesen der Periodendauer schiebt man einen markanten Punkt wie einen Nulldurchgang auf eine senkrechte Linie des Gitters und zählt, wie viele Skalenteile einer Periode entsprechen.
Sobald die Periodendauer einer Schwingung festeht, ist auch die Frequenz bekannt.
Wir wissen schon, dass die Frequenz für die Zahl der Schwingungen pro Sekunde steht. Bei einer Periodendauer von einer Sekunde beträgt sie also
Allgemein ist die Frequenz in Hertz der Kehrwert der Periodendauer in Sekunden.
$f=\dfrac{1}{T}$ oder $T=\dfrac{1}{f}$
Das Signal in Abbildung 18 hat die Frequenz $f = \dfrac{1}{250\text{ ns}} = 4 \text{ MHz}$.
Manchmal werden Signale ungewollt verformt. Das geschieht zum Beispiel, wenn in einen Verstärker eine zu hohe Eingangsspannung eingespeist wird. Man sagt dann, der Verstärker ist übersteuert und sein Ausgangssignal verzerrt. Starke Verzerrungen wie in Abbildung 20 erkennt man auf einem Oszilloskop-Bildschirm. Für die Beurteilung von Audio-Signalen im Amateurfunk reicht das meistens aus.
Ob ein Hochfrequenzsignal frei von Verzerrungen ist, die andere Frequenzbereiche beeinträchtigen, kann man mit einem Oszilloskop nicht gut genug einschätzen. Dafür ist ein Spektrum-Analysator das richtige Messgerät.
Durch den Einzug der Digitaltechnik in unser Hobby kommen immer mehr rechteckförmige Spannungen vor. Ein Beispiel dafür ist das PTT-Signal bei digitalen Sendearten, die schnell zwischen Senden und Empfangen wechseln.
Einen exakt rechteckigen Spannungsverlauf kann es aber nicht geben. Die Kanten sind immer ein bisschen schräg oder verformt. Einer der Gründe dafür ist, das jeder Draht und jede Leiterbahn zugleich eine kleine Induktivität bildet, die Stromänderungen verlangsamt. Die Zeit zwischen dem Ansteigen und dem Abfallen eines Rechtecks, die man Pulsbreite oder Impulsdauer nennt, wird deshalb immer bei halber Höhe, also bei
