Grundlagen der HF-Messtechnik

eine Publikation von elektronenlabor.de

Vorwort

Wohl kaum ein anderes Fachgebiet der Elektronik ist so komplex wie die Hochfrequenztechnik. Die theoretischen Grundlagen sind seit vielen Jahren erschlossen, es mangelt jedoch vielfach an deren Übersetzung in die Praxis. Der Umgang mit Hochfrequenz erfordert korrekt eingesetzte Messgeräte. Hier allen voran die Pegelmesstechnik. Der vorliegende Artikel beschreibt die Anwendung des Hochfrequenz-Voltmeters. Alle für die Messung wichtigen Kenntnisse werden vermittelt, unnötiger Ballast wurde bewusst weggelassen. Bei Einhaltung der Grundregeln und etwas Übung wird es Ihnen schnell gelingen zuverlässige Messergebnisse zu erzielen.

1. Spannungsmessung

URV – Universelles Röhren-Voltmeter

Diese Produktbezeichnung hat sich im deutschsprachigen Raum herstellerübergreifend für das Hochfrequenz-Verstärkervoltmeter durchgesetzt. Natürlich findet man heute keine Röhren mehr im aktuellen Geräteprogramm, doch das Grundprinzip ist nahezu unverändert beibehalten worden. Seinerzeit war das URV ein Novum in der Messtechnik, denn es war erstmals möglich Messungen innerhalb elektronischer Schaltungen durchzuführen ohne diese nennenswert zu belasten. Ermöglicht wurde dies durch den hohen Innenwiderstand und die geringe Eingangskapazität dieser Messgeräte.

HF-Voltmeter haben heute ihren festen Platz im Messgerätepark von Forschungsstätten, Industrie, Handwerk und Hobby.

Ideales Verstärkervoltmeter

Das ideale Verstärkervoltmeter weist einen unendlich hohen Eingangswiderstand und eine gegen Null gehende Eingangskapazität auf. Der Frequenzumfang reicht von Gleichspannung bis zu weit in den Gigahertz-Bereich. Der Spannungsumfang erstreckt sich von wenigen Mikrovolt bis zu mehreren hundert Volt.

Unter diesen Vorraussetzungen wäre ein solches Messgerät universell für alle Spannungsmessungen in jeder Art elektronischer Schaltung einsetzbar.

Reales Verstärkervoltmeter

Das reale Verstärkervoltmeter weicht zum Teil stark von den Idealbedingungen ab. Forschung und Industrie konnten es zwar dem Ideal annähern aber zwischen einigen Parametern ist nur ein Kompromiss möglich, das schließt eine Optimierung aus.

So ist zur Gleichrichtung ein gewisser Strom erforderlich, dieser verringert jedoch den Eingangswiderstand. Die Eingangskapazität bestimmt wesentlich die untere Grenzfrequenz. Wird sie sehr klein bemessen arbeitet das Messgerät optimal bei hohen Frequenzen ist jedoch sehr unempfindlich bei mittleren und niedrigen Frequenzen. Die Untergrenze messbarer Spannungen wird durch den Messgleichrichter bestimmt. Den Höchstwerten sind kaum Grenzen gesetzt, hier werden in der Praxis Spannungsteiler eingesetzt.

Urheberrechtsbelehrung

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