Osciloscoop meting

Een atoom/elektron is een beetje erg weinig om te meten met je scoop. Daar gaat de elektronenbundel echt geen mm van opzij.

Waarschijnlijker is het dat er een beetje lading aan je scoop hangt. Maar dan zou soms negatiev en soms positief kunnen zijn. Nog waarschijnlijker is het dat de isolatie van je probe in ingangsverzwakker/versterker gewoon niet ideaal is. Op de manier zoals er in de echte wereld niets ideaal is. Er siepelt gewoon langzaam lading van je probe weg naar aarde.

Op woensdag 5 juni 2024 23:05:54 schreef Mikos84:

Ben ik verkeerd aan het denken?

Het ziet er naar uit van wel

aangezien de lading van een electron verschrikkelijk klein is (1.602176634 × 10−19 coulomb) zijn er wel altijd meerdere in het spel. Alleen Lambik slaagde er in één atoom te splijten (nvdr : zie "de sprietatoom")

maar om dat je de scoop op het randje van zijn kunnen gebruikt lijkt me de kans het grootst dat je gewoon op de DC-offset van de versterker zit te kijken.

Ik weet niet welke Rigol je hebt maar de budget modellen hebben geen echte 5mV/di, 2mV/div en 1mV/div. Dit zijn software matige standen omdat de versterkers niet goed genoeg zijn. Wat je daar ziet is een beeld waarvan de scoop het , zeg maar, diep uit de ruis heeft gevist en er geprobeerd iets van te maken. Dan krijg je ook nog te maken met dingen als DC-offset.

De probe werkt als antenne maar ook de afscherming van de scoop zelf is niet perfect. Ik heb aan een zware 40 MHz voeding gewerkt met de kast open. De klant had zo'n 60 MHz budget model van Rigol. Zelf op een paar meter afstand zonder probe ging de scoop over de zeik. De afscherming was nogal matig.

Het is een Rigol DS1102E. Het is inderdaad niet de duurste. Wanneer ik de probe uittrek meet die niets meer ongeacht de scope in de buurt zit van elektrische apparatuur.

Ha Mikos84,

Heel veel vragen dat is mooi maar, je test conditie is niet zuiver omschreven, ik som even op.

Je scope is deze geaard ?
De probe op tafel is deze open of kortgesloten ?
Wat is de afstand van jou tot de probe ?
En is het lichtnet uitgeschakeld ?

Die laatste kan niet want dan werkt je scope niet meer....
Er zijn heel veel signalen in de meetruimte waar je geen idee van hebt maar het belangrijkste punt van de,
observatie is de common mode onderdrukking.

De opmerking van @Ex-fietser is op sommige punt zeer aannemelijk behalve dan het afbuigen van,
een elektronen bundel dat is in jou scope niet meer van toepassing
Alle andere zaken zoals DC balans (offset) kan je weg regelen maar de common mode niet.

Je probe heeft een korte tip maar een lang pad naar aarde hier treed de common mode op zelfs met een kort gesloten probe tip.
De ruis aan de open ingang zeg 1 mV wordt gemoduleerd door de common mode spanning en is zichtbaar,
als een grillig patroon de frequentie die meet is er in het echt !!

Er zijn nog heel veel andere zaken het moduleren van de statische ruis @fred101 geeft dit al even aan.
Een open probe roept heel veel vragen op interessant dat wel, ik ontwikkel near field meetsystemen de probe er voor,
ik kan je verzekeren de kalibratie is a hell of a job....

Groet,
Henk.

Hi Mikos84,

Het denken aan atomen enz heeft geen zin, zonde van je tijd.

Wat je ziet op het beeld is een signaal uit je omgeving, vrijwel zeker een signaal opgewekt door één of meerdere schakelende voedingen.

Om zeker te weten dat je scoop stil is op zijn gevoeligste stand, kan je de scoopingang kortsluiten, dit direct aan de scoop ingang, geen lange draden gebruiken.
Ik gebruik hiervoor een BNC afsluit weerstand of een BNC kortsluitplugje.
Dan hou je op je scoopbeeld alleen een ruisbalkje over, dit natuurlijk als je scoop in een OK staat is.

Velen gaan er vanuit dat wat jij ook b.v. ziet op je scoop met een 1:1 of 1:10 probe dat dit één oorzaak heeft,
maar het is in bijna alle gevallen opgewekt door meerdere apparaten in je meetomgeving.

Het kan zelfs voor een deel door de scoop zelf zijn, dan niet direct de geschakelde voeding intern, maar de electronica die het beeldscherm aanstuurd.
Zo heb ik hier en aardig aantal verschillende apapraten die wat de display drivers betreft storen.

Welkom in mijn meetwereld!

Dat het signaal dat jij ziet A-symetrisch is, is geen enkel probleem, het vrijwel zeker een sommatie van meerdere signalen,
verwacht dan geen mooie Sinus of Puls signaal, Chaos, dat kan je krijgen.

Groet,
Bram

Ik heb jouw scoop zelf gehad. Gekocht toen hij net uitkwam, ik denk zo'n 15-20 jaar geleden. Ik heb hem een paar maanden gebruikt en na een jaar weggedaan. Ik was toen high end analoge scopen gewend en dit brakke geval was voor mij onbruikbaar. Hij was toen nog 2x zo duur als nu (als je inflatie mee rekent kost hij nu nog maar een kwart). Het is idd niet de duurste, eerder de goedkoopste Maar voor hobby een leuke bruikbare scoop. Maar je moet dan niet het soort experimenten doen als waar je nu mee bezig bent. Daar is hij niet voor ontworpen en niet geschikt voor. Ik heb net als Blackdog veel tegen de grenzen van het meetbare zitten experimenteren.

Als je echt tegen de grenzen van het met een scoop meetbare wilt gaan meten heb je een andere scoop nodig. Denk aan minimaal 10x zo duur tot grofweg meer dan 100x zo duur.

Ook heb je dan andere probes nodig. De probes van een professionele scoop kosten meer dan jou scoop (zitten zo boven de 1000 euro). Die probes zijn niet omschakelbaar en bevatten vaak zelfs nog actieve electronica. Probes vergelijkbaar zoals bij jouw scoop zitten kosten iets van 10 tot 20 euro en zijn niet echt geweldig qua afscherming (Ik heb er destijds 1 open gesloopt).

Een scoop hoort afgeschermd te zijn, hoe duurder hoe meer aandacht daaraan wordt besteed. Bij low budget (zoals deze Rigol) ontbreekt dat gedeeltelijk en/of is niet compleet dicht. Bij top end is dat veel meer RF dicht gemaakt met bv een soort verende "vingers" tussen twee stukken metaal en/of en een soort geleidend "staalwol/gaas", daarnaast wordt soms zelfs mu-metaal gebruikt. Ook veel dubbele afscherming, zoals extra afscherming om de ingangs circuits. Jouw scoop is daarmee vergeleken zo lek als een mandje.

Probes zijn ook veel beter afgeschermd en op hogere frequenties wordt alles in 50 ohm gemeten. Om de max bandbreedte te halen moet je de 50 ohm ingangs impedantie inschakelen. De Rigol heeft dat niet. Ik heb ooit de 1M ingang gemeten en als ik het goed onthouden heb was die nog maar 50 ohm bij 10 MHz. Daarboven loopt het hard terug, daarom alleen 10x probes gebruiken zodra je boven het audio spectrum komt.

De "ADC" van jouw scoop is maar 8 bit. De ingang versterkers gaan niet echt tot 1mV/div. De ruisvloer van de ingang-versterkers en 8 bit zijn niet goed genoeg om dat te kunnen meten. Ook is er teveel DC offset. Daarom wordt er een software matig truukje uit gehaald waarbij ze uit de ruis nog iets wat op een signaal lijkt proberen te halen. Leuk voor de folder, in werkelijkheid een beetje zinloos.

Voor zover ik weet, kon ik op de hoogste gevoeligheid iets van de interne schakelende voeding in de RIGOL meten.

Dus ik denk dat jou "ik zie iets, dat moet echt zijn" niet klopt. Wat je meet is 1/<best-wel-veel> van de spanningsvariaties op de voeding in de RIGOL.

Op woensdag 5 juni 2024 23:18:50 schreef Ex-fietser:
Een atoom/elektron is een beetje erg weinig om te meten met je scoop. Daar gaat de elektronenbundel echt geen mm van opzij.

Waarschijnlijker is het dat er een beetje lading aan je scoop hangt. Maar dan zou soms negatiev en soms positief kunnen zijn. Nog waarschijnlijker is het dat de isolatie van je probe in ingangsverzwakker/versterker gewoon niet ideaal is. Op de manier zoals er in de echte wereld niets ideaal is. Er siepelt gewoon langzaam lading van je probe weg naar aarde.

Als er een elektrische potentiaalverschil aanwezig is, ongeacht de hoogte van de spanning, is er ten alle tijden een verplaatsing aanwezig van elektronen.

Ik heb niet over de stroomwaarde, maar over het potentiaalverschil. Wat er gemeten wordt is een potentiaalverschil tussen 2 polen. En dat verschil zorgt dus voor de elektronenstroom. Of dat nou een extreem lage of een extreem hoge spanning is maakt niet uit.

Daar gaat de elektronenbundel geen mm van opzij zeg jij. Er is een potentiaalverschil, dus daar gaan de elektronen degelijk wel opzij van.

Ik heb het over de subatomische wereld. Met de scoop meet je een potentiaalverschil en dat leidt tot verplaatsing van elektronen in de probe en in de scoop. Ze zijn allebei een mediator geworden voor het transport van de ladingen.

Elektronen bewegen nauwelijks. Weet je hoelang het duurt voordat een elektron-x door een draad van een meter is gegaan?
Er wordt lading verplaatst en niet het elektron.

De gemiddelde snelheid waarmee elektronen zich verplaatsen is ongeveer 0,009363 cm per seconde

Op zaterdag 8 juni 2024 16:58:48 schreef Mikos84:
[...]

Als er een elektrische potentiaalverschil aanwezig is, ongeacht de hoogte van de spanning, is er ten alle tijden een verplaatsing aanwezig van elektronen.

Ik heb niet over de stroomwaarde, maar over het potentiaalverschil. Wat er gemeten wordt is een potentiaalverschil tussen 2 polen. En dat verschil zorgt dus voor de elektronenstroom. Of dat nou een extreem lage of een extreem hoge spanning is maakt niet uit.

Daar gaat de elektronenbundel geen mm van opzij zeg jij. Er is een potentiaalverschil, dus daar gaan de elektronen degelijk wel opzij van.

Ik heb het over de subatomische wereld. Met de scoop meet je een potentiaalverschil en dat leidt tot verplaatsing van elektronen in de probe en in de scoop. Ze zijn allebei een mediator geworden voor het transport van de ladingen.

De TS spreekt hier duidelijk over een enkel atoom:

[quote]Op woensdag 5 juni 2024 23:05:54 schreef Mikos84:
Hallo mensen,

Ik ben benieuwd wat er in de subatomische wereld gebeurt tijdens het in aanraking komen van de radiosignalen met de geleider van de probe.

Wat gebeurt er met de atomen in de geleider van de probe die zorgt dat de negatieve spanning hoger is dan de positieve spanning?

Ik heb het idee dat het een moment opname is van één atoom in de geleider van de probe. In de eerste micro seconde is het atoom die in aanraking komt met de radio signaal een positieve ion en in de resterende 1,5 micro seconde is het een negatieve ion.

Ben ik verkeerd aan het denken?[/quote]

En wat je ook zegt, de ladingsverplaatsing van een elektron ga je echt niet zien op een scoop. Zeker niet op de rigol van de TS. Daar zijn heel andere meetinstrumenten voor bedacht. Die meetinstrumenten zijn ook iets forser van formaat en passen niet echt meer in een hobby werkplaats.

Op zaterdag 8 juni 2024 17:24:35 schreef Hugo Welther:
Elektronen bewegen nauwelijks. Weet je hoelang het duurt voordat een elektron-x door een draad van een meter is gegaan?
Er wordt lading verplaatst en niet het elektron.

De gemiddelde snelheid waarmee elektronen zich verplaatsen is ongeveer 0,009363 cm per seconde

Er wordt lading verplaatst en niet het elektron. Dus volgens jou is lading en elektron apart van elkaar. Elektron is een lading. Als elektron verplaatst, verplaatst ook de lading van de elektron met zich mee. Het zou funest zijn als de elektron verplaatst en zijn lading achterblijft of dat de lading van de elektron verplaatst en de elektron achterblijft.

Ik heb het tevens over het potentiaalverschil en niet de stroom. Als we het over de stroom moeten spreken, is stroom de drift snelheid van de elektronen. De spanningswaarde en de weerstandswaarde bepaalt de drift snelheid van de elektronen. Elektronen hebben geen vaste drift snelheid. De snelheid van een elektron is in functie van de spanning en de weerstand.

Er wordt lading verplaatst en niet het elektron.

Wat er mijn inziens bedoelt word is dat het elektron wel voor lading verschil zorgt maar dat die ene elektron niet tot helemaal in de scope terecht komt.

is stroom de drift snelheid van de elektronen.

Ik vind hier het woordje drift misplaatst of verwarrend, met drift denk ik aan temperatuur.

"drift" is alleen maar het Engelse woord voor "verloop".

Er kan bv. drift zitten op de koers van een boot of vliegtuig, op de frequentie van een oscillator, en op het humeur van sommige mensen

Het is wel zo handig om Nederlandse woorden te gebruiken, soms.

[Bericht gewijzigd door Paulinha_B op zaterdag 8 juni 2024 19:19:48 (38%)]

Op zaterdag 8 juni 2024 19:05:38 schreef benleentje:
[...]Wat er mijn inziens bedoelt word is dat het elektron wel voor lading verschil zorgt maar dat die ene elektron niet tot helemaal in de scope terecht komt.

[...]Ik vind hier het woordje drift misplaatst of verwarrend, met drift denk ik aan temperatuur.

Drift is ook een Nederlandse woord. Komt voor in de woordenlijst Nederlandse taal van de Nederlandse Taalunie. Ik heb drift hier gebruikt in de zin van beweging, dreef.

Op zaterdag 8 juni 2024 19:05:38 schreef benleentje:
[...]Wat er mijn inziens bedoelt word is dat het elektron wel voor lading verschil zorgt maar dat die ene elektron niet tot helemaal in de scope terecht komt.

Die ene elektron waar jij het over hebt, veroorzaakt dus een kettingreactie. Als één elektron er in gaat in het begin van de kring, gaat er één elektron uit in het uiteinde van de kring.

Anders zou je een grote vertraging hebben met de meting als de lading heel laat zou komen bij de te meten apparaat.

[Bericht gewijzigd door Mikos84 op zaterdag 8 juni 2024 20:25:43 (14%)]

Op zaterdag 8 juni 2024 19:49:42 schreef Mikos84:
[...]

Die ene elektron waar jij het over hebt, veroorzaakt dus een kettingreactie. Als één elektron er in gaat in het begin van de kring, gaat er één elektron uit in het uiteinde van de kring.

Anders zou je een grote vertraging hebben met de meting als de lading heel laat zou komen bij de te meten apparaat.

Het wordt wel verwarrend als je de door jezelf hierboven opgestelde afspraken niet nakomt.
Twee reacties hierboven heb je het over het potentiaalverschil die het electron veroorzaakt, en niet de stroom. ok, maar als er voor ider electron dat er in een draad aankomt er aan de andere kant eentje uitkomt, dan loopt er stroom en wijzigt het potentiaal niet, het aantal electronen blijft gelijk.
wat wil je eigenlijk aantonen?
Een ding is zeker, één electron gaat voor de scoop niets uitmaken. Zelfs een gevoelige electrometer gaat niet veel doen met de lading van één electron. Je gaat je moet wenden tot het experiment van Millekan.. (schrijf ik die naam nu goed?)

Ha Mikos84,

Op zaterdag 8 juni 2024 19:05:38 schreef benleentje:
[...]Wat er mijn inziens bedoelt word is dat het elektron wel voor lading verschil zorgt maar dat die ene elektron niet tot helemaal in de scope terecht komt.

Die zitten toch al in de scope dus waarom nieuwe er aan toevoegen
Je wilt met je scope een spanning (potentiaal) zichtbaar maken neem ik aan geen elektronen......
Dat laatste doe je in een bellenvat of nu met zeer geavanceerde detectoren.

Het verplaatsen van energie kan je met een scope niet direct vaststellen, het is een elektromagnetische veld.
De energie verplaatsen gaat dan ook met bijna de lichtsnelheid,maar de drift snelheid dus de beweging van,
een elektron is 1 mm / sec over een paar nanometer.

Maar nu jou vraag wat beweegt het scope paatje daarvoor zal je een aantal experimenten willen uitvoeren.
Ik heb met mijn analoge scope even gekeken dit is een simpele Tekronix 2246 ik heb de scope ingesteld op 2 mV / div en 100 MHz bandbreedte.
Ik meet met de ingang open 800 µV ruis in 20 MHz BW hetzelfde ruis amplitude iets minder.
Nu de scope probe eraan 2 mV 50 Hz vanuit het lichtnet in de kamer klaar kan een beetje richten en dat is het......

Ik denk dat ik verder niets kan toevoegen alleen bij mij maakt het niet uit of ik de ingang afsluit of open laat,
dat hoort ook zo.
Als je wel iets anders ziet is het oscilleren van de ingang vroeger waren er counters als je die open liet telde die al iets !
Dat kan je met jou opstelling proberen @blackdog heeft dit al aangegeven.....

Groet,
Henk.

Waarom überhaupt over elektronen neuzelen in dit opzicht? Dat is voor die meting niet interessant.

Maar rekenen is altijd leuk.
Wat is de spanningsstijging (eigenlijk daling - het ding is negatief) als er één elektron bij komt op de probe?

Je probe staat nu op maal 1 denk ik, want je hebt alles zo gevoelig mogelijk staan. We moeten dus rekenen met de capaciteit van de probe, de kabel, en de scope-ingang.
Eén meter 50 ohm coax is ca. 100 pF. De scope is ca. 20 pF. OK, de probe geef ik cadeau; samen dus 120 pF.

De lading van het elektron is ca. 1,60×10^-19 C. De spanningsverandering wordt dus ca. 1,33 nV.
Bij 2 mV/div is dat een verticale verplaatsing van de spot op het scherm van één vakje gedeeld door anderhalf miljoen.

Anders gezegd: anderhalf miljoen elektronen zouden overeenkomen met 2 mV.
De kans is dus groot dat wat jij ziet, niét het effect van één elektron of ion is.

--
drift (NL) = beweging; inz. gemiddelde beweging van een groep in een bep. richting
Bijvoorbeeld schapen: zo'n route heette de schapendrift. Nu vaak als straat- of wegnaam.

Op zaterdag 8 juni 2024 20:42:42 schreef kris van damme:
[...]
Het wordt wel verwarrend als je de door jezelf hierboven opgestelde afspraken niet nakomt.
Twee reacties hierboven heb je het over het potentiaalverschil die het electron veroorzaakt, en niet de stroom. ok, maar als er voor ider electron dat er in een draad aankomt er aan de andere kant eentje uitkomt, dan loopt er stroom en wijzigt het potentiaal niet, het aantal electronen blijft gelijk.
wat wil je eigenlijk aantonen?
Een ding is zeker, één electron gaat voor de scoop niets uitmaken. Zelfs een gevoelige electrometer gaat niet veel doen met de lading van één electron. Je gaat je moet wenden tot het experiment van Millekan.. (schrijf ik die naam nu goed?)

Ik heb geformuleerd dat een potentiaalverschil een elektronenstroom tot stand brengt. Een aantal op te noemen simpele voorbeelden van spanningsbronnen die een potentiaalverschil bieden zijn; een batterij (DC), een generator (AC), radiosignalen (AC) etc.

Een batterij heeft een potentiaalverschil tussen de + en de - pool. Wanneer deze kortgesloten wordt, vloeit er een elektronenstroom in één richting en dat is dan van de - pool naar de + pool. De + pool is in dit geval een elektronenzuiger.

De eerste chemische reactie die van start gaat wanneer de polen kortgesloten zijn, is in de elektrische geleider tussen de polen. Er worden valentie elektronen gejat van het dichtsbijzijnde atoom van de geleider aan de kant van de + pool. Daarom is de + pool een elektronen zuiger.

Dit atoom die een elektron afstaat is nu een positieve ion geworden. En wilt graag een elektron opnemen om weer stabiel te worden. Die gaat dan van het naastliggende atoom een elektron jatten en zo begint de kettingreactie van de elektronenstroom. Hier wordt dus iedere keer een elektron uit de geleider gejat en weer een nieuwe elektron toegevoegd in de geleider.

Naarmate de tijdsduur en de grootte van de elektronenstroom in functie van de weerstandswaarde begint het potentiaalverschil tussen de polen te verminderen totdat er geen af te geven elektronen meer zijn in de - pool en is de batterij leeg.

Bij een AC circuit van de energieleverancier zijn het de permanente magneten in de generator die de elektronen pusht en trekt vanuit het net. Er worden geen elektronen toegevoegd en ook niet uitgehaald uit het net.

Één electron heeft inderdaad geen invloed. We spreken hier over triljoenen elektronen.

Ha Sine,

Het ligt er maar aan wat je wilt weten maar ik dacht dat het @TS om het plaatje ging waar komt dat vandaan.
Je kunt wel met een veld rekenen maar dan moet je de conditie weten weerstand enz.....
Omdat de probe tip veel te kort is om 1 H en 1 E veld te herbergen praat je over een elektrisch component.
Dus rekenen is niet zo spannend testen dan zal je bijvoorbeeld merken dat of je nu de probe op X1 of X10 zet het niets uitmaakt.
Kijk dat is interessant om te overpeinzen !

Groet,
Henk.

Op zaterdag 8 juni 2024 22:44:17 schreef Frederick E. Terman:
...
Eén meter 50 ohm coax is ca. 100 pF
...

Da's waar, alleen is een probe-coax (meestal) helemaal geen 50 Ohm...
De werkelijke impedantie wisselt een beetje per fabrikant, maar is vrijwel altijd hoger dan 100 Ohm.
https://download.tek.com/document/02_ABCs-of-Probes-Primer.pdf vertelt er véééél meer over.

Klopt, de kern bestaat uit 1 haar-dun draadje. De afscherming varieert van heel dicht bij goede probes tot heel "grofmazig" bij goedkope probes. Verder zit er een aanpas netwerk. Bij goede probes zowel in probe als in de connector met trimmers voor LF en RF compensatie.

Rigol probes zijn redelijk "lek"