- Der Frequenzbereich geht von DC bis 1MHz.
- Die Verstärkung geht von 1 bis 100000(!).
- Die common mode Spannung darf max. 1V betragen, die Eingänge sind mit Schutzdioden und Sicherungen gegen Zerstörung durch Überspannung geschützt.
- Der AM 502 hat einen Eingangswiderstand von 1MOhm, durch Ziehen einer internen Brücke kann dieser auf 200Mohm erhöht werden.
Viele externe Differential-Vorverstärker für Oszilloskope sind für eine hohe common mode Spannung ausgelegt, um z.B. Differenzspannungen an Stromsensorwiderständen messen zu können, die auf hohem Potential (bis zu mehreren 100V) liegen können, z.B. Bei Schaltnetzteilen oder Frequenzumrichtern.
Der AM502 Einschub ist genau das Gegenteil davon, er ist für extrem kleine Signale geeignet, er kann sowohl als single-endet Vorverstärker genutzt werden als auch als Differentialverstärker.
Der AM 502 wird über ein Koaxialkabel mit dem Eingang eines Oszilloskops verbunden. Dabei ist unbedingt zu beachten, dass das Koaxialkabel NICHT mit 50 Ohm abgeschlossen wird, wie das sonst bei solchen Aufbauten üblich ist, sondern mit einem 1 Megohm Eingang des Oszilloskops verbunden wird. Der Ausgangsverstärker des AM 502 kann keine 50 Ohm Last versorgen.
Es ist bei max. 1MHz auch nicht notwendig, da hier bei einem kurzen Kabel der Wellenwiderstand des Kabels bei so niedrigen Frequenzen noch keine Rolle spielt, das Kabel kann hier im Wesentlichen nur als kapazitive Last betrachtet werden.
Belastet man den AM 502 mit 50 Ohm, wie ich es bei der ersten Inbetriebnahme gemacht habe, weil ich den RTFM Grundsatz nicht befolgt hatte, so sind die Ausgangssignale verzerrt und der AM 502 fängt bei höheren Verstärkungen an zu schwingen.
Die Bedienung des AM 502 erfordert etwas Übung und Verständnis für den Umgang mit so einem sensiblen Teil.
Für der Benutzung muss erst der DC Offset eingestellt werden. Das LF Filter muss dazu auf DC gestellt werden, die Verstärkung auf Minimum. Dann wird der Offset auf 0 eingestellt, was etwas Feingefühl erfordert. Danach wird die Verstärkung erhöht und das STEP GAIN DC BAL. Poti so eingestellt, dass es beim Durchschalten keine Offsetsprünge gibt.
Mit der DC Offset Einstellung können auch externe Offsetspannungen bis ± 1V kompensiert werden nach Anlegen eines Messsignals. Danach werden Hoch und Tiefpass so eingestellt, dass die Bandbreite nur so groß wie nötig ist. Eine zu große Bandbreite erzeugt bei hohen Verstärkungen unnötiges Rauschen. Mit dem GAIN Schalter wird dann die notwendige
Verstärkung eingestellt. Man beachte, dass hier eine Verstärkung eingestellt wird, nicht eine Abschwächung, wie man das von dem Oszilloskop kennt. Mit dem Druckschalter oben kann die Verstärkung um den Faktor 100 reduziert werden, so dass die minimal einstellbare Verstärkung 1 beträgt.
Jeder der beiden Kanäle kann abgeschaltet und umgeschaltet werden zwischen AC/DC Kopplung. Bei Übersteuerung des Verstärkers leuchtet die OVER RANGE Anzeige.
Im Differenzbetrieb ist auf die Masseführung zu achten und die Anweisungen im Manual zu befolgen.
Tek schlägt dabei die folgende Anschlusskonstellation vor:
<connect>
Der Aufbau des AM 502 ist klassische Schaltungstechnik der 70er Jahre, die recht komplexen Verstärkerstufen sind diskret mit FETs und bipolaren Transistoren aufgebaut.
<top>
<bottom>
Nur für die ± 15V Versorgung werden zwei 741 OpAmps für die Regelung eingesetzt. Die zugehörenden Leistungstransistoren befinden sich in der TM500 Mainframe.
<power>
Das mit Sicherungen geschützte Eingangsteil:
<fuse>
Der AM 502 Einschub wurde für wenig Geld funktionsfähig erworben, das einzige Problem waren leichte Kontaktprobleme an den Schaltern und Potis, was sich durch Reinigen mit Kontakt 60, Kontakt WL und einer Nachbehandlung mit Kontakt 61 beheben lies. Zudem hat der Einschub das leidige Standardproblem vieler TM500 Einschübe, dass der Kunststoffrahmen des Frontteils an den Ecken abgebrochen ist. Das ist aber nur ein Schönheitsfehler, auf die Funktion hat es keinen Einfluss.
Der AM 502 Einschub ist ein wichtiges Hilfsmittel wenn es darum geht, sehr kleine Signale zu messen, wie sie z.B. Sensoren liefern. Auch für Abgleicharbeiten kann er sehr hilfreich sein, mit der Differentialmessung können auch kleinste Spannungsdifferenzen über einem Bauteil gemessen werden.
Um die enorme Verstärkung des AM 502 zu demonstrieren, wurde hier mal eine auf die DCF 77 Frequenz abgestimmte Ferritantenne angeschlossen, die von einem DCF77 Empfangsmodul von Pollin stammt. Die ursprüngliche Elektronik
des Moduls wurde entfernt. Es ist bei der Messung nur die passive Ferritantenne vorhanden gewesen und der direkt auf der Antenne montierte Schwingkreiskondensator, der zusammen mit der Antennenspule einen 77,5kHz Parallelschwingkreis bildet. Das Ganze wurde über einen 1:1 Tastkopf an einen Eingang des AM 502 angeschlossen. Die obere Grenzfrequenz wurde auf 100khz begrenzt. Das amplitudenmodulierte Zeitzeichensignal ist klar zu erkennen. Man beachte, dass das Antennensignal mal so ganz locker auf fast 6Vss verstärkt wird! Der AM 502 war dabei auf eine Verstärkung von 20000 eingestellt, das Antennensignal hatte bei der Messung also einen Pegel von ca. 100..150µVss.
Einfach 6Vss durch 20000 zu teilen wäre zu einfach gerechnet, da hier noch ein erheblicher Rauschanteil zu berücksichtigen ist. Man kann das anhand der Messung aber gut abschätzen, da bekannt ist, dass das DCF77 Signal mittels negativer Amplitudenmodulation auf 15% abgesenkt wird. Alles was unterhalb der 15% Amplitude der amplitudenmodulierten Codierung liegt, ist Rauschen.
Das Oszilloskop (Tek TDS 540) wurde bei der Messung im Modus Spitzenwerterfassung betrieben, was den Rauschpegel auch etwas etwas überhöht darstellt. Das Rauschen beträgt also ca. 50% bei dieser Schaltungsanordnung. Eine anschauliche und elegante Methode, um mal die Größenordnung eines Antennepegels zu ermitteln und eines von vielen
Beispielen, was man mit dem AM 502 machen kann.
