User Tools

Site Tools


userpages:rainerk:dcc-and-mm-measure-de

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revisionPrevious revision
Last revisionBoth sides next revision
userpages:rainerk:dcc-and-mm-measure-de [2021/03/07 04:12] rainerkuserpages:rainerk:dcc-and-mm-measure-de [2021/03/12 01:14] rainerk
Line 4: Line 4:
          
 \\ \\
 + \\
 =====Vorbemerkung===== =====Vorbemerkung=====
 Es wird beschrieben, dass im normalen MoBa-Betrieb für digitale Signalspannungen (Gleisspannungen) keine teure Messtechnik benötigt wird, sondern auch mit einfachen Mitteln ordentliche Messergebnisse erzielbar sind. Es wird beschrieben, dass im normalen MoBa-Betrieb für digitale Signalspannungen (Gleisspannungen) keine teure Messtechnik benötigt wird, sondern auch mit einfachen Mitteln ordentliche Messergebnisse erzielbar sind.
Line 20: Line 21:
 ===== Allgemeines zur Messung digitaler Signale ===== ===== Allgemeines zur Messung digitaler Signale =====
 Die üblichen Gleichrichter-Schaltungen in analogen und digitalen Multimetern sind für sinusförmige Spannungen von Netzfrequenz bis ein paar hundert Hertz optimiert.  Messwerte digitaler Signale werden z.T. mit erheblichen Fehlern angezeigt. Häufig werden deshalb zur Messung von digitalen Gleisspannungen Messgeräte mit **TRMS-Messung((True Root Mean Square = warer Effektiv-Wert))** und/oder auch Oszilloskope empfohlen.\\ Die üblichen Gleichrichter-Schaltungen in analogen und digitalen Multimetern sind für sinusförmige Spannungen von Netzfrequenz bis ein paar hundert Hertz optimiert.  Messwerte digitaler Signale werden z.T. mit erheblichen Fehlern angezeigt. Häufig werden deshalb zur Messung von digitalen Gleisspannungen Messgeräte mit **TRMS-Messung((True Root Mean Square = warer Effektiv-Wert))** und/oder auch Oszilloskope empfohlen.\\
-Dabei wird leider oft übersehen, dass die meisten angebotenen TRMS-Multimeter __**nicht**__ für den Frequenzbereich digitaler Gleisspannungen von ca. 9 kHz und mehr spezifiziert sind. Auch Datenblätter und Handbücher enthalten sehr oft keine Angaben über den unterstützen Frequenzbereich bei der TRMS-Messung. Sind in seltenen Fällen doch mal Angaben vorhanden, liegt die Grenze oft unter 1 kHz. +Dabei wird leider oft übersehen, dass viele angebotenen TRMS-Multimeter __**nicht**__ für den Frequenzbereich digitaler Gleisspannungen von ca. 9 kHz und mehr spezifiziert sind. Auch Datenblätter und Handbücher enthalten sehr oft keine Angaben über den unterstützen Frequenzbereich bei der TRMS-Messung. Sind in seltenen Fällen doch mal Angaben vorhanden, liegt die Grenze oft unter 1 kHz. 
  
   * **Vom Kauf solcher TRMS-Multimeter, nur in der Annahme einer genauen Messung digitaler Gleisspannungen, wird deshalb abgeraten**.    * **Vom Kauf solcher TRMS-Multimeter, nur in der Annahme einer genauen Messung digitaler Gleisspannungen, wird deshalb abgeraten**. 
Line 27: Line 28:
 Brauchbare Messwerte von DCC- u. MM-Gleisspannungen liefern die oben genannte Geräte evtl. dann, wenn sie zufällig Spitzenwert-Gleichrichtung verwenden. Die Kaufpreise von TRMS-Multimetern, die für den hier gefragten Frequenzbereich spezifiziert sind, übersteigen oft den Anschaffungspreis eines ordentlichen Oszilloskops, das aber z.B. für den Elektronik-Selbstbau und Service einen weit größeren Nutzwert hat. Brauchbare Messwerte von DCC- u. MM-Gleisspannungen liefern die oben genannte Geräte evtl. dann, wenn sie zufällig Spitzenwert-Gleichrichtung verwenden. Die Kaufpreise von TRMS-Multimetern, die für den hier gefragten Frequenzbereich spezifiziert sind, übersteigen oft den Anschaffungspreis eines ordentlichen Oszilloskops, das aber z.B. für den Elektronik-Selbstbau und Service einen weit größeren Nutzwert hat.
  
-Wirkliche TRMS-Messgeräte, die auch bei 9 kHz und höher noch genau sind, kosten schnell mal ab 1000 €. Solche Geräte werden selbst im Profibereich nur selten verwendet, da dort meistens aktuelle Digitaloszilloskope zur Verfügung stehen, die leistungsfähige softwaregesteuerte Prozessoren enthalten, die auch bei höheren Frequenzen TRMS-Messwerte berechnen, wenn genügend Proben aus dem Messsignals gesampelt werden können. Solche Digitaloszilloskope sind durch die heutige Technologie auch schon für dreistellige Preise erhältlich. Teure Spezial-ICs enthaltende TRMS-Messgeräte werden so überflüssig.+Wirkliche TRMS-Messgeräte, die auch bei 9 kHz und höher noch genau sind, kosten schnell mal ab 1000 €. Solche Geräte werden selbst im Profibereich nur selten verwendet, da aktuelle Digitaloszilloskope auch bei höheren Frequenzen TRMS-Messwerte berechnen können, wenn genügend Proben aus dem Messsignals gesampelt werden. Teure Spezial-ICs enthaltende TRMS-Messgeräte werden so überflüssig.
  
-Gute Digitaloszilloskope und TRMS-Multimeter sind für die meisten Modellbahn-Hobbyisten eine unvertretbar hohe Investitionwenn sie ausschließlich für die meist einfachen Messungen bei der Eingrenzung von Fehlern an Gleisen und Verkabelung oder z.B. für die Ermittlung von Differenzen der Spannungswerte zwischen Booster-Stromkreisen verwendet werden sollen.+==== Neuere Entwicklungen ==== 
 +Seit einiger Zeit werden Oszilloskope und Digital-Multimeter mit oszilloskopischer Darstellung der Messsignale schon sehr günstig angeboten, z.B. für 100 bis 200 €. Dabei werden die Messwerte meistens bis zur angegeben maximalen Frequenz der Geräte gesampelt und so auch bei den digitalen Gleisspannungen (9 kHz und mehr) korrekt erfasst und als TRMS (Im Display: "Vrms") korrekt angezeigt
  
-  * **Fazit: Spezielle TRMS-Digitalmultimeter und teure Oszilloskope werden für den Betrieb digitaler MoBa-Anlagen nicht benötigt.**+Allerdings verliert die Anzeige der TRMS für den MoBa-Betrieb an Bedeutung, da durch die oszilloskopische Darstellung der digitalen Gleisspannung der Nutzwert weit höher ist.
  
-====Positive Entwicklungen==== +Die Daten solcher besonders preiswert erscheinender Geräte sollten aber sehr genau geprüft werden, da es z.T. starke Einschränkungen bei der Auflösung der Displays, den Messparametern und den max. messbaren Spannungen gibt.   
-Seit einiger Zeit werden preisgünstige Oszilloskope und Digital-Multimeter mit oszilloskopische Darstellung der Messsignale für unter 200 € angeboten. Die Daten dieser Geräte sollten aber sehr genau geprüft werden, da es z.T. starke Einschränkungen bei der Auflösung der Displays, den Messparametern und den max. messbaren Spannungen gibt.  \\ Einige Oszilloskope aus dieser neuen Generation preiswerter Geräte bieten mittlerweile auch die oben erwähnten Berechnungen von TRMS, mit der auch Frequenzen digitaler Gleisspannungen (9 kHz und mehr) erfasst werden. Allerdings verliert die Anzeige der TRMS für den MoBa-Betrieb an Bedeutung, da durch die oszilloskopischen Darstellung der digitalen Gleisspannung der Nutzwert weit höher ist     + 
 +  * **Fazit: Spezielle TRMS-Digitalmultimeter und teure Oszilloskope werden für den Betrieb digitaler MoBa-Anlagen nicht benötigt.**
  
-====Eigenschaften eines Messgerätes prüfen==== +====Prüfen von Messgeräten mit unbekannten Eigenschaften==== 
-Ohne diese Prüfung sollten Multimeter bei der Messung digitaler Gleisspannungen immer mit der unten beschriebenen **[[#separate_spitzenwert-gleichrichtung|separaten Spitzenwert-Gleichrichtung]]** betrieben werden. +Ohne eine Prüfung sollten Messgeräte, die __keine__ oszilloskopische Darstellung gesampelter Messwerte bieten, für Messungen digitaler Gleisspannungen immer mit der unten beschriebenen **[[#separate_spitzenwert-gleichrichtung|separaten Spitzenwert-Gleichrichtung]]** betrieben werden. 
   * **Achtung:** Für diese Prüfung wird ein geeigneter Funktionsgenerator benötigt.   * **Achtung:** Für diese Prüfung wird ein geeigneter Funktionsgenerator benötigt.
 Wenn bei einem Multimeter unbekannt ist, ob es eine Spitzenwert-Gleichrichtung verwendet und sich für Gleisspannungs-Messungen eignet, kann das mit einem Funktionsgenerator geprüft werden.  Wenn bei einem Multimeter unbekannt ist, ob es eine Spitzenwert-Gleichrichtung verwendet und sich für Gleisspannungs-Messungen eignet, kann das mit einem Funktionsgenerator geprüft werden. 
Line 65: Line 68:
  
 Für einfache Vergleiche, z.B. bei einer Fehlersuche, ohne dass absolute Messwerte benötigt werden, ist die o.g. Schaltung auch für Digitalssignale des Selectrix-Formats ausreichend. \\ Für einfache Vergleiche, z.B. bei einer Fehlersuche, ohne dass absolute Messwerte benötigt werden, ist die o.g. Schaltung auch für Digitalssignale des Selectrix-Formats ausreichend. \\
 +
 +  * **Hinweis:** Wird beim Selectrix-Format ein Messgerät mit oszilloskopischer Darstellung gesampelter Messwerte verwendet, sind die beschriebenen Signal-Eigenschaften sichtbar und bei den Messwerten berücksichtigt.
 +
 +