Wat is een oscilloscoop en welke heb je nodig?
Met een multimeter meet je hoeveel spanning ergens staat. Maar je ziet niet hoe die spanning verandert. Daarvoor gebruik je een oscilloscoop.
Een oscilloscoop maakt elektrische signalen zichtbaar. Je ziet de spanning als een lijn op het scherm. Deze lijn wordt een golfvorm genoemd. Aan de golfvorm kun je zien hoe een signaal zich gedraagt.
Zo ontdek je bijvoorbeeld ruis, vervorming en korte spanningspieken. Je kunt ook twee signalen met elkaar vergelijken. Dat helpt bij het testen en repareren van elektronica.
Maar welke oscilloscoop heb je nodig? Is 40 MHz voldoende of kun je beter 100 of 200 MHz kiezen? En wat betekenen de sample rate, geheugendiepte en het aantal kanalen?
In deze keuzehulp leggen we de belangrijkste eigenschappen uit. Ook helpen we je een model te kiezen dat past bij jouw projecten.
Voor veel hobbyprojecten en algemene metingen is een digitale oscilloscoop met twee kanalen een goed begin. Een bandbreedte van 40 tot 100 MHz is vaak voldoende. Werk je met snellere of ingewikkeldere schakelingen? Dan heb je mogelijk meer bandbreedte, kanalen en geheugen nodig.
Wat is een oscilloscoop?
Een oscilloscoop is een meetinstrument voor elektrische signalen. Het scherm toont hoe een spanning in de tijd verandert.
De verticale as toont de spanning. De horizontale as toont de tijd. Hierdoor ontstaat een grafiek van het gemeten signaal.
Een stabiele gelijkspanning verschijnt meestal als een rechte lijn. Een wisselspanning kan eruitzien als een sinusgolf. Digitale signalen zijn vaak herkenbaar als blokgolven.
De vorm van het signaal geeft belangrijke informatie. Je ziet niet alleen hoeveel volt je meet. Je ziet ook wanneer en hoe snel de spanning verandert.
Dat is handig bij storingen. Een multimeter kan bijvoorbeeld een stabiele spanning van 5 volt aangeven. Toch kan die spanning soms kort wegvallen. Een oscilloscoop kan zo'n korte spanningsdip wel zichtbaar maken.
Waarvoor gebruik je een oscilloscoop?
Een oscilloscoop wordt gebruikt bij het ontwerpen, testen en repareren van elektronica. Zowel hobbyisten als professionele technici werken ermee.
Je kunt een oscilloscoop onder andere gebruiken voor:
- Het controleren van voedingen en sensoren
- Het meten van frequenties en pulsen
- Het bekijken van PWM-signalen
- Het testen van Arduino-, Raspberry Pi- en ESP32-projecten
- Het vergelijken van twee of meer signalen
- Het vinden van ruis en spanningspieken
- Het opsporen van fouten in een schakeling
Stel dat een Arduino een motor aanstuurt met een PWM-signaal. Een multimeter toont dan meestal een gemiddelde spanning. Op een oscilloscoop zie je de afzonderlijke pulsen.
Je kunt daardoor de frequentie en pulsduur controleren. Ook zie je welk deel van de tijd het signaal actief is. Dit wordt de dutycycle genoemd.
Een oscilloscoop is ook handig bij het testen van een voeding. De uitgang kan gemiddeld netjes 12 volt zijn. Toch kan er rimpel of ruis op de spanning staan. Zulke kleine veranderingen worden zichtbaar op een oscilloscoop.
Wat kun je meten met een oscilloscoop?
Een standaard oscilloscoopingang meet spanning. Uit de golfvorm kun je daarna meerdere eigenschappen aflezen.
De hoogte van de lijn vertelt hoe groot de spanning is. Je kunt bijvoorbeeld de hoogste en laagste spanning meten. Ook kun je het verschil tussen deze twee waarden bepalen. Dit noemen we de piek-piekspanning.
De horizontale as geeft informatie over de tijd. Je ziet hoe lang één volledige cyclus duurt. Dit wordt de periodetijd genoemd. Vanuit deze tijd kan de oscilloscoop de frequentie berekenen.
Bij digitale signalen kun je ook de pulsbreedte meten. Deze waarde geeft aan hoelang een puls duurt. De dutycycle laat zien welk deel van de totale periode het signaal actief is.
Ook de stijg- en daaltijd kunnen belangrijk zijn. Een digitaal signaal verandert namelijk niet direct van laag naar hoog. De overgang kost een kleine hoeveelheid tijd. Bij snelle elektronica kan die tijd invloed hebben op de werking van een schakeling.
Met meerdere kanalen kun je signalen tegelijk bekijken. Zo vergelijk je bijvoorbeeld een ingang met een uitgang. Je kunt ook controleren of twee signalen op het juiste moment starten.
Een oscilloscoop meet normaal gesproken geen stroom. Dat kan wel met een geschikte stroomprobe. Een andere optie is het meten van de spanning over een bekende weerstand. Controleer bij deze methode altijd of de meetopstelling veilig is.
Oscilloscoop of multimeter: wat is het verschil?
Een multimeter en oscilloscoop meten allebei elektrische waarden. Toch gebruik je ze voor andere soorten metingen.
Een multimeter toont meestal één getal. Dit instrument is geschikt voor snelle controles. Je kunt er onder andere spanning, stroom, weerstand en continuïteit mee meten.
Een oscilloscoop toont hoe een spanning verandert. Je ziet wat er vóór, tijdens en na een meetmoment gebeurt. Dit is vooral belangrijk bij snel veranderende signalen.
De belangrijkste verschillen zijn:
- Een multimeter toont meestal één meetwaarde. Een oscilloscoop toont een golfvorm.
- Een multimeter is geschikt voor stabiele waarden. Een oscilloscoop is geschikt voor veranderende signalen.
- Een multimeter kan vaak spanning, stroom en weerstand meten. Een oscilloscoop meet in de basis spanning.
- Een multimeter is handig voor snelle controles. Een oscilloscoop geeft meer informatie over de timing.
- Een multimeter kan korte storingen missen. Een oscilloscoop kan deze storingen zichtbaar maken.
Stel dat een voeding 5 volt levert. De multimeter toont mogelijk steeds ongeveer 5 volt. De oscilloscoop kan laten zien dat de spanning soms kort naar 4 volt zakt.
Een multimeter en oscilloscoop vervangen elkaar dus niet. Ze vullen elkaar juist aan. Op een complete elektronicawerkplek heb je meestal beide instrumenten nodig.
Welke soorten oscilloscopen zijn er?
De meeste moderne oscilloscopen zijn digitaal. Ze zetten het gemeten signaal om in meetpunten. Je kunt de golfvorm daarna opslaan en vergroten. Ook kun je het signaal verder analyseren.
Er zijn verschillende soorten oscilloscopen:
- Een bench-oscilloscoop is bedoeld voor een vaste werkplek. Dit type past goed in een werkplaats, school of ontwikkelruimte.
- Een handheld oscilloscoop is compact en draagbaar. Dit type is handig voor service en metingen op locatie.
- Een tablet-oscilloscoop heeft een relatief groot scherm. De compacte behuizing maakt hem geschikt voor vast en mobiel gebruik.
- Een Mixed Signal Oscilloscope heeft analoge en digitale ingangen. Dit type is vooral interessant voor embedded ontwikkeling.
Een bench-oscilloscoop heeft een eigen scherm en duidelijke draaiknoppen. Dat werkt prettig als je vaak instellingen aanpast.
Een handheld oscilloscoop werkt meestal op een accu. Daardoor kun je het instrument makkelijk meenemen. Sommige modellen hebben ook een multimeter of signaalgenerator.
Een tablet-oscilloscoop biedt veel schermruimte. Dit maakt het makkelijker om meerdere signalen tegelijk te bekijken.
Een Mixed Signal Oscilloscope wordt vaak afgekort tot MSO. Dit type heeft analoge kanalen en digitale ingangen. Je kunt daardoor verschillende soorten signalen tegelijk onderzoeken.
Controleer altijd welke functies standaard aanwezig zijn. Digitale ingangen en protocoldecodering kunnen soms optioneel zijn.
Waar moet je op letten bij het kiezen?
De bandbreedte is een belangrijke eigenschap. Deze waarde wordt uitgedrukt in megahertz, afgekort als MHz. De bandbreedte geeft aan welke frequenties de oscilloscoop kan verwerken.
Een oscilloscoop van 100 MHz meet een signaal van precies 100 MHz niet volledig zonder verlies. Het gemeten signaal wordt bij de maximale bandbreedte al verzwakt. Kies daarom meer bandbreedte dan je direct nodig denkt te hebben.
Digitale signalen vragen extra aandacht. Een blokgolf bevat meer frequenties dan alleen de basisfrequentie. Snelle flanken vragen daarom om extra bandbreedte.
De sample rate is ook belangrijk. Deze waarde geeft aan hoeveel meetpunten de oscilloscoop per seconde opslaat. De Nederlandse term hiervoor is bemonsteringssnelheid.
Een sample rate van 500 MS/s staat voor 500 miljoen meetpunten per seconde. Een waarde van 1 GS/s staat voor maximaal één miljard meetpunten per seconde.
Een lage sample rate kan een verkeerd beeld geven. De oscilloscoop kan dan delen van het signaal missen. Een snel signaal lijkt daardoor soms langzamer dan het werkelijk is. Dit verschijnsel heet aliasing.
Let ook op het aantal gebruikte kanalen. Sommige modellen halen de maximale sample rate alleen met één actief kanaal. Bij twee of vier actieve kanalen kan de snelheid dalen.
De geheugendiepte bepaalt hoeveel meetpunten de oscilloscoop kan bewaren. Meer geheugen maakt langere opnames mogelijk. Je kunt daarna inzoomen op een klein deel van het signaal.
Een klein geheugen is vaak voldoende voor een vaste sinus of eenvoudige blokgolf. Een groter geheugen helpt bij langere en wisselende signalen. Ook korte storingen zijn dan makkelijker terug te vinden.
Hoeveel bandbreedte en kanalen heb je nodig?
De juiste bandbreedte hangt af van de signalen die je wilt meten. De waarden hieronder zijn praktische richtlijnen. Het zijn geen harde grenzen.
- Voor audio en eenvoudige elektronica is 20 tot 50 MHz vaak voldoende. Twee kanalen zijn meestal genoeg.
- Voor onderwijs en hobbygebruik kun je kiezen voor 40 tot 100 MHz. Ook hier zijn twee kanalen vaak voldoende.
- Voor Arduino, ESP32 en andere embedded projecten past 50 tot 100 MHz. Kies twee of vier kanalen.
- Voor complexe embedded projecten is 100 tot 200 MHz een beter vertrekpunt. Vier kanalen geven dan meer mogelijkheden.
- Voor snelle digitale elektronica kan 200 MHz of meer nodig zijn. Kies vier of meer kanalen als je veel signalen tegelijk wilt bekijken.
Voor eenvoudige metingen zijn twee kanalen vaak voldoende. Je kunt daarmee een ingang en uitgang vergelijken. Ook kun je een PWM-signaal naast een sensoruitgang bekijken.
Vier kanalen geven meer mogelijkheden. Je kunt bijvoorbeeld meerdere voedingslijnen tegelijk volgen. Dat is handig tijdens het opstarten van een schakeling.
Extra kanalen zijn ook nuttig bij digitale communicatie. Bij SPI kun je bijvoorbeeld de klok, data en chipselect tegelijk bekijken.
Meer kanalen maken een oscilloscoop vaak duurder. Bepaal daarom vooraf hoeveel signalen je tegelijk wilt meten. Controleer ook de sample rate bij gebruik van alle kanalen.
Welke andere eigenschappen zijn belangrijk?
De triggerfunctie bepaalt wanneer de oscilloscoop begint met meten. Zonder een goede trigger beweegt het signaal vaak over het scherm. Een goed ingestelde trigger zorgt voor een stabiele golfvorm.
Een eenvoudige flanktrigger start bij een bepaald spanningsniveau. Dit is voldoende voor veel normale metingen. Uitgebreidere oscilloscopen kunnen ook reageren op een korte of afwijkende puls. Dat helpt bij fouten die niet steeds optreden.
De verticale resolutie wordt uitgedrukt in bits. Deze waarde bepaalt hoeveel spanningsniveaus de oscilloscoop kan onderscheiden. Een hogere resolutie helpt bij het bekijken van kleine verschillen.
Dat is bijvoorbeeld interessant bij analoge sensoren, audiosignalen en voedingen. Toch bepaalt de resolutie niet alleen de kwaliteit. Ook ruis, instellingen en de gebruikte tastkop hebben invloed.
Een ingebouwde signaalgenerator kan eveneens handig zijn. Hiermee kun je zelf een testsignaal maken. Je voert dit signaal in een schakeling en meet daarna de reactie. Zo heb je niet altijd een losse functiegenerator nodig.
Kijk ten slotte naar de praktische eigenschappen. Denk aan het scherm, de bediening en de aansluitingen. Ook de mogelijkheid om schermafbeeldingen en meetgegevens op te slaan kan belangrijk zijn.
Welke oscilloscoop past bij jouw toepassing?
Elektronica Voor Jou verkoopt verschillende soorten oscilloscopen. Het assortiment loopt van draagbare modellen tot modellen met vier kanalen. De beste keuze hangt af van je werkzaamheden.
Dit zijn enkele praktische richtlijnen:
- Voor mobiel basisgebruik kun je kiezen voor een handheld model. Een uitvoering met twee kanalen en 40 MHz is geschikt voor veel algemene metingen.
- Wil je onderweg ook testsignalen maken? Kies dan een handheld oscilloscoop met een ingebouwde signaalgenerator.
- Voor algemeen werkbankgebruik past een digitale oscilloscoop met twee kanalen en 50 tot 100 MHz.
- Wil je langere signalen opnemen? Kijk dan naar een hoge sample rate en voldoende geheugen.
- Wil je meerdere signalen tegelijk volgen? Kies dan een model met vier kanalen.
- Zijn kleine spanningsverschillen belangrijk? Kijk dan naar een model met een hogere verticale resolutie.
- Voor snelle elektronica is meer bandbreedte nodig. Een model met vier kanalen, 200 MHz en 1 GS/s biedt meer meetruimte.
Voor beginners is een overzichtelijk model met twee kanalen meestal een goede keuze. Een bandbreedte van 40 tot 100 MHz past bij veel hobbyprojecten. Kijk ook naar het scherm en de bediening. Deze onderdelen gebruik je tijdens iedere meting.
Wil je de oscilloscoop vaak meenemen? Kies dan een handheld model. De handheld oscilloscoop met 40 MHz heeft twee kanalen. Het model is geschikt voor mobiel gebruik en algemene metingen.
Wil je ook zelf testsignalen maken? Bekijk dan de handheld oscilloscoop met 70 MHz en signaalgenerator. Hiermee kun je een testsignaal maken. Daarna meet je hoe de schakeling op dat signaal reageert.
Voor complexe projecten zijn vier kanalen handig. Je kunt dan meer signalen tegelijk volgen. Een groter geheugen helpt bij het zoeken naar korte storingen.
De Multicomp Pro oscilloscoop met 200 MHz heeft vier kanalen. Het model biedt een sample rate van 1 GS/s. Ook heeft het 40 Mpts geheugen. Dit maakt het model geschikt voor snelle en uitgebreide metingen.
Zijn kleine spanningsverschillen belangrijk? Dan kan een hogere verticale resolutie meer waarde bieden. De Multicomp Pro tablet-oscilloscoop met 100 MHz heeft vier kanalen en een resolutie van 14 bit.
Wil je alle modellen bekijken? Ga dan naar het volledige assortiment oscilloscopen.
De juiste tastkop en veilig meten
De tastkop verbindt de oscilloscoop met de schakeling. Een andere naam voor de tastkop is oscilloscoopprobe. De kwaliteit en instelling van de tastkop hebben invloed op de meting.
Veel passieve tastkoppen hebben een 1×- en 10×-stand. In de 10×-stand wordt het signaal tien keer verzwakt. De tastkop belast de schakeling dan meestal minder. Vaak is ook een grotere bandbreedte beschikbaar.
Stel de oscilloscoop en tastkop altijd op dezelfde factor in. Staat de tastkop op 10× en de oscilloscoop op 1×? Dan toont het scherm een verkeerde spanning.
Een passieve tastkop moet ook goed zijn gecompenseerd. Veel oscilloscopen hebben hiervoor een speciale testuitgang. Deze uitgang levert meestal een blokgolf. Hiermee kun je de tastkop controleren en afstellen.
Houd de massaverbinding zo kort mogelijk bij snelle signalen. Een lange massadraad kan extra ruis veroorzaken. Ook kan de golfvorm hierdoor ongewenste uitslingeringen tonen.
Veiligheid is extra belangrijk bij hogere spanningen. Bij veel bench-oscilloscopen zit de massaklem vast aan de beschermingsaarde. Je kunt de massaklem daarom niet op ieder meetpunt aansluiten.
Een verkeerde aansluiting kan kortsluiting veroorzaken. Ook kunnen de schakeling en oscilloscoop beschadigd raken. Bij hoge spanningen kan bovendien direct gevaar ontstaan.
Gebruik nooit zomaar een standaardtastkop voor netspanning. Hiervoor kan een geschikte differentiaaltastkop nodig zijn. Controleer ook de maximale spanning en veiligheidscategorie. Laat gevaarlijke metingen uitvoeren door iemand met voldoende kennis.
Welke oscilloscoop moet je kiezen?
Begin niet bij de hoogste specificaties. Kijk eerst naar de signalen die je wilt meten.
Beantwoord voor aankoop deze vragen:
- Welke soorten signalen wil je bekijken?
- Wat is de hoogste verwachte frequentie?
- Hoeveel signalen wil je tegelijk meten?
- Wil je lange opnames kunnen maken?
- Gebruik je de oscilloscoop op een vaste werkplek?
- Wil je het instrument kunnen meenemen?
- Heb je een ingebouwde signaalgenerator nodig?
- Zijn kleine spanningsverschillen belangrijk?
Voor hobbygebruik en onderwijs is een tweekanaals model vaak voldoende. Een bandbreedte van 40 tot 100 MHz past bij veel algemene metingen.
Werk je met complexe embedded projecten? Dan bieden vier kanalen meer overzicht. Een sample rate van 1 GS/s en een groter geheugen geven meer ruimte voor langere en snellere signalen.
Voor snelle digitale elektronica kan 200 MHz of meer nodig zijn. Kijk daarbij niet alleen naar de klokfrequentie. Ook de snelheid van de signaalflanken speelt een belangrijke rol.
Denk ook aan de complete meetoplossing. Een goede tastkop is minstens zo belangrijk als de oscilloscoop zelf. Ook duidelijke bediening en passende veiligheidsclassificaties tellen mee.
Bekijk en vergelijk het volledige assortiment oscilloscopen van Elektronica Voor Jou. Weet je niet welk model bij je project past? Neem dan contact met ons op. We helpen je graag bij het maken van de juiste keuze.
Veelgestelde vragen over oscilloscopen
Wat is het verschil tussen een oscilloscoop en een multimeter?
Een multimeter toont meestal één meetwaarde. Een oscilloscoop toont hoe een spanning in de tijd verandert. Hierdoor zie je pulsen, ruis en korte storingen.
Hoeveel MHz moet een oscilloscoop hebben?
Voor hobbygebruik en algemene elektronica is 40 tot 100 MHz vaak voldoende. Snelle of complexe digitale elektronica kan 200 MHz of meer nodig hebben. Kies altijd wat meer bandbreedte dan de hoogste frequentie die je wilt meten.
Welke oscilloscoop heb ik nodig voor Arduino?
Voor veel Arduino-projecten is een oscilloscoop met twee kanalen en 50 tot 100 MHz geschikt. Vier kanalen zijn handig als je meerdere signalen tegelijk wilt bekijken.
Heb ik twee of vier kanalen nodig?
Met twee kanalen kun je twee signalen vergelijken. Dit is voldoende voor veel normale metingen. Vier kanalen zijn geschikt voor complexere schakelingen en digitale communicatie.
Kan een oscilloscoop stroom meten?
Een standaard oscilloscoop meet spanning. Stroom meten kan met een stroomprobe. Je kunt ook de spanning over een bekende weerstand meten.
Kan ik met een oscilloscoop aan netspanning meten?
Gebruik hiervoor niet zomaar een standaardtastkop. De massa van een bench-oscilloscoop zit vaak aan de beschermingsaarde. Voor netspanning zijn geschikte meetapparatuur en voldoende vakkennis nodig.