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Lexikon der Physik: Oszillograph

Oszillograph, Gerät zur Beobachtung oder Aufzeichnung des Verlaufs von elektrischen Schwingungen. Das aufgezeichnete Bild wird Oszillogramm genannt. Am bekanntesten ist heutzutage der Elektronenstrahloszillograph oder Kathodenstrahloszillograph, inzwischen meist kurz als Oszilloskop bezeichnet. Im wesentlichen besteht er aus einer Elektronenstrahlröhre, einem Kippschwingungsgenerator zur Realisierung der Zeitablenkung sowie Verstärkern für das zu messende Signal. Mit Hilfe von waagerecht liegenden Ablenkplatten wird der zu einem Punkt fokussierte Elektronenstrahl proportional zur anliegenden Spannung abgelenkt. An ein weiteres Paar von Ablenkplatten wird eine sägezahnartige Spannung gelegt und damit das zu messende Signal zeitlich aufgelöst. Bei periodischen Vorgängen läßt sich die Zeitablenkung durch geeignete Maßnahmen (Trigger) mit der Periode des anliegenden Signals synchronisieren, so daß sich ein stehendes Bild ergibt.

Werden sowohl an die Horizontal- als auch an die Vertikalablenkplatten der Elektronenstrahlröhre Wechselspannungen angeschlossen (XY-Betrieb), können Frequenzdifferenzen und Phasenbeziehungen untersucht werden. Bei Spannungen mit ganzzahligem Frequenzverhältnis entstehen Lissajous-Figuren.

Moderne Oszilloskope bieten heutzutage oft die Möglichkeit, zwei Signale gleichzeitig (bzw. quasi-gleichzeitig durch schnelles Hin- und Herschalten) darzustellen (Zweistrahloszilloskop bzw. Zweikanaloszilloskop) oder sogar das anliegende Signal zu speichern (Speicheroszilloskop).

Das Oszilloskop in seinen verschiedenen Varianten ist ein sehr vielseitiges Meß- und Prüfgerät, das neben der Schwingungsaufzeichnung für zahlreiche andere Aufgaben verwendet werden kann, z.B. für die Aufnahme von Bauelement- und Schaltungskennlinien, für die Leistungs-, Phasenwinkel-, Frequenz- und Zeitmessung, für die Fehlersuche in elektronischen Geräten und vieles mehr.

Früher war auch der Schleifenoszillograph weit verbreitet. Er besteht aus einem oder mehreren Meßschleifen aus dünnem Draht, die zwischen den Polen eines Dauermagneten gespannt sind und auf denen ein winziger Spiegel befestigt ist. Auf diesen Spiegel wird der Strahl einer Lichtquelle geworfen und von ihm reflektiert. Fließt Strom durch die Schleife, so wird der Spiegel gedreht und der Lichtzeiger schlägt proportional der Stromstärke aus. Die zeitliche Auflösung des Signals kann hier mittels eines gleichmäßig rotierenden Polygonspiegels erfolgen.

Der Glimmlichtoszillograph fand ebenfalls v.a. früher Verwendung. Er besteht aus einer Entladungsröhre mit zwei Drahtelektroden. Fließt durch diese ein Strom, überzieht sich die Kathode nahezu verzögerungsfrei mit einem schlauchförmigen Glimmlicht, dessen Länge zur Stromstärke proportional ist. Die Länge des Lichtbandes kann mit einem rotierenden Spiegel zeitlich aufgelöst werden.



Oszillograph 1: Blockschaltbild eines Elektronenstrahl-Oszillographen. Schalter: S1: Horizontalplatten, 1 Zeitablenkspannung, 2 X-Signal; S2: Synchronisation bzw. Triggerung, 1 extern, 2 intern, 3 mit Netzfrequenz, 4 ohne Netzfrequenz; S3: Dunkeltastung, 1 intern, 2 extern.



Oszillograph 2: Zeitlicher Verlauf der Spannung zur Horizontalablenkung beim Elektronenstrahloszillographen.

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Guenter Milde, Dresden [GM1] (A) (12)
Maritha Milde, Dresden [MM2] (A) (12)
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Dr. Andreas Müller, Kiel [AM2] (A) (33; Essay Alltagsphysik)
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Autoren (A) und Berater (B):

In eckigen Klammern steht das Autorenkürzel, die Zahl in der runden Klammer ist die Fachgebietsnummer; eine Liste der Fachgebiete findet sich im Vorwort.

Markus Aspelmeyer, München [MA1] (A) (20)
Dr. Katja Bammel, Cagliari, I [KB2] (A) (13)
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Jochen Büttner, Berlin [JB] (A) (02)
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Karl Eberl, Stuttgart [KE] (A) (Essay Molekularstrahlepitaxie)
Dr. Dietrich Einzel, Garching [DE] (A) (20)
Dr. Wolfgang Eisenberg, Leipzig [WE] (A) (15)
Dr. Frank Eisenhaber, Wien [FE] (A) (27)
Dr. Roger Erb, Kassel [RE1] (A) (33; Essay Optische Erscheinungen der Atmosphäre)
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Dr. Angelika Fallert-Müller, Groß-Zimmern [AFM] (A) (16, 26)
Stephan Fichtner, Heidelberg [SF] (A) (31)
Dr. Thomas Filk, Freiburg [TF3] (A) (10, 15; Essay Perkolationstheorie)
Natalie Fischer, Walldorf [NF] (A) (32)
Dr. Harald Fuchs, Münster [HF] (A) (Essay Rastersondenmikroskopie)
Dr. Thomas Fuhrmann, Mannheim [TF1] (A) (14)
Christian Fulda, Hannover [CF] (A) (07)
Dr. Harald Genz, Darmstadt [HG1] (A) (18)
Michael Gerding, Kühlungsborn [MG2] (A) (13)
Prof. Dr. Gerd Graßhoff, Bern [GG] (A) (02)
Andrea Greiner, Heidelberg [AG1] (A) (06)
Uwe Grigoleit, Weinheim [UG] (A) (13)
Prof. Dr. Michael Grodzicki, Salzburg [MG1] (B) (01, 16)
Gunther Hadwich, München [GH] (A) (20)
Dr. Andreas Heilmann, Halle [AH1] (A) (20, 21)
Carsten Heinisch, Kaiserslautern [CH] (A) (03)
Dr. Christoph Heinze, Hamburg [CH3] (A) (29)
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Florian Herold, München [FH] (A) (20)
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Dr. Bernd Krause, München [BK1] (A) (19)
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Dr. Dirk Metzger, Mannheim [DM] (A) (07)
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Marita Milde, Dresden [MM2] (A) (12)
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Dr. Thomas Otto, Genf [TO] (A) (06)
Dr. Ulrich Parlitz, Göttingen [UP1] (A) (11)
Christof Pflumm, Karlsruhe [CP] (A) (06, 08)
Dr. Oliver Probst, Monterrey, Mexico [OP] (A) (30)
Dr. Roland Andreas Puntigam, München [RAP] (A) (14)
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Dr. Max Rauner, Weinheim [MR3] (A) (15; Essay Quanteninformatik)
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Hans-Jörg Rutsch, Walldorf [HJR] (A) (29)
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Rolf vom Stein, Köln [RVS] (A) (29)
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Prof. Dr. Klaus Andres, Garching [KA] (A) (10)
Markus Aspelmeyer, München [MA1] (A) (20)
Dr. Katja Bammel, Cagliari, I [KB2] (A) (13)
Doz. Dr. Hans-Georg Bartel, Berlin [HGB] (A) (02)
Steffen Bauer, Karlsruhe [SB2] (A) (20, 22)
Dr. Günther Beikert, Viernheim [GB1] (A) (04, 10, 25)
Prof. Dr. Hans Berckhemer, Frankfurt [HB1] (A, B) (29; Essay Seismologie)
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Prof. Dr. Helmut Bokemeyer, Darmstadt [HB2] (A, B) (18)
Dr. Thomas Bührke, Leimen [TB] (A) (32)
Jochen Büttner, Berlin [JB] (A) (02)
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Dr. Michael Eckert, München [ME] (A) (02)
Dr. Dietrich Einzel, Garching (A) (Essay Supraleitung und Suprafluidität)
Dr. Wolfgang Eisenberg, Leipzig [WE] (A) (15)
Dr. Frank Eisenhaber, Wien [FE] (A) (27)
Dr. Roger Erb, Kassel [RE1] (A) (33)
Dr. Angelika Fallert-Müller, Groß-Zimmern [AFM] (A) (16, 26)
Stephan Fichtner, Heidelberg [SF] (A) (31)
Dr. Thomas Filk, Freiburg [TF3] (A) (10, 15)
Natalie Fischer, Walldorf [NF] (A) (32)
Dr. Thomas Fuhrmann, Mannheim [TF1] (A) (14)
Christian Fulda, Hannover [CF] (A) (07)
Frank Gabler, Frankfurt [FG1] (A) (22)
Dr. Harald Genz, Darmstadt [HG1] (A) (18)
Prof. Dr. Henning Genz, Karlsruhe [HG2] (A) (Essays Symmetrie und Vakuum)
Dr. Michael Gerding, Potsdam [MG2] (A) (13)
Andrea Greiner, Heidelberg [AG1] (A) (06)
Uwe Grigoleit, Weinheim [UG] (A) (13)
Gunther Hadwich, München [GH] (A) (20)
Dr. Andreas Heilmann, Halle [AH1] (A) (20, 21)
Carsten Heinisch, Kaiserslautern [CH] (A) (03)
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Dr. Sascha Hilgenfeldt, Cambridge, USA (A) (Essay Sonolumineszenz)
Dr. Hermann Hinsch, Heidelberg [HH2] (A) (22)
Priv.-Doz. Dr. Dieter Hoffmann, Berlin [DH2] (A, B) (02)
Dr. Gert Jacobi, Hamburg [GJ] (B) (09)
Renate Jerecic, Heidelberg [RJ] (A) (28)
Prof. Dr. Josef Kallrath, Ludwigshafen [JK] (A) (04)
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Richard Kilian, Wiesbaden [RK3] (22)
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Thomas Kluge, Jülich [TK] (A) (20)
Dr. Achim Knoll, Karlsruhe [AK1] (A) (20)
Dr. Alexei Kojevnikov, College Park, USA [AK3] (A) (02)
Dr. Bernd Krause, München [BK1] (A) (19)
Dr. Gero Kube, Mainz [GK] (A) (18)
Ralph Kühnle, Heidelberg [RK1] (A) (05)
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Prof. Dr. Jan Louis, Halle (A) (Essay Stringtheorie)
Dr. Andreas Markwitz, Lower Hutt, NZ [AM1] (A) (21)
Holger Mathiszik, Celle [HM3] (A) (29)
Dr. Dirk Metzger, Mannheim [DM] (A) (07)
Dr. Rudi Michalak, Dresden [RM1] (A) (23; Essay Tieftemperaturphysik)
Günter Milde, Dresden [GM1] (A) (12)
Helmut Milde, Dresden [HM1] (A) (09)
Marita Milde, Dresden [MM2] (A) (12)
Prof. Dr. Andreas Müller, Trier [AM2] (A) (33)
Prof. Dr. Karl Otto Münnich, Heidelberg (A) (Essay Umweltphysik)
Dr. Nikolaus Nestle, Leipzig [NN] (A, B) (05, 20)
Dr. Thomas Otto, Genf [TO] (A) (06)
Priv.-Doz. Dr. Ulrich Parlitz, Göttingen [UP1] (A) (11)
Christof Pflumm, Karlsruhe [CP] (A) (06, 08)
Dr. Oliver Probst, Monterrey, Mexico [OP] (A) (30)
Dr. Roland Andreas Puntigam, München [RAP] (A) (14)
Dr. Gunnar Radons, Mannheim [GR1] (A) (01, 02, 32)
Dr. Max Rauner, Weinheim [MR3] (A) (15)
Robert Raussendorf, München [RR1] (A) (19)
Ingrid Reiser, Manhattan, USA [IR] (A) (16)
Dr. Uwe Renner, Leipzig [UR] (A) (10)
Dr. Ursula Resch-Esser, Berlin [URE] (A) (21)
Dr. Peter Oliver Roll, Ingelheim [OR1] (A, B) (15)
Hans-Jörg Rutsch, Walldorf [HJR] (A) (29)
Rolf Sauermost, Waldkirch [RS1] (A) (02)
Matthias Schemmel, Berlin [MS4] (A) (02)
Prof. Dr. Erhard Scholz, Wuppertal [ES] (A) (02)
Dr. Martin Schön, Konstanz [MS] (A) (14; Essay Spezielle Relativitätstheorie)
Dr. Erwin Schuberth, Garching [ES4] (A) (23)
Jörg Schuler, Taunusstein [JS1] (A) (06, 08)
Dr. Joachim Schüller, Dossenheim [JS2] (A) (10)
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Prof. Dr. Klaus Stierstadt, München [KS] (B)
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Dr. Berthold Suchan, Gießen [BS] (A) (Essay Wissenschaftsphilosophie)
Cornelius Suchy, Brüssel [CS2] (A) (20)
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Prof. Dr. Stefan Theisen, München (A) (Essay Stringtheorie)
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Dr. Thomas Volkmann, Köln [TV] (A) (20)
Rolf vom Stein, Köln [RVS] (A) (29)
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Dr. Thomas Wagner, Heidelberg [TW2] (A) (29)
Manfred Weber, Frankfurt [MW1] (A) (28)
Dr. Martin Werner, Hamburg [MW] (A) (29)
Dr. Achim Wixforth, München [AW1] (A) (20)
Dr. Steffen Wolf, Berkeley, USA [SW] (A) (16)
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