EP2052276A1 - Oszilloskop-tastkopf - Google Patents

Oszilloskop-tastkopf

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Publication number
EP2052276A1
EP2052276A1 EP07765098A EP07765098A EP2052276A1 EP 2052276 A1 EP2052276 A1 EP 2052276A1 EP 07765098 A EP07765098 A EP 07765098A EP 07765098 A EP07765098 A EP 07765098A EP 2052276 A1 EP2052276 A1 EP 2052276A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
amplifier
oscilloscope
input
probe according
voltage
Prior art date
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Ceased
Application number
EP07765098A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Peschke
Alexander Schild
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Original Assignee
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohde and Schwarz GmbH and Co KG filed Critical Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Publication of EP2052276A1 publication Critical patent/EP2052276A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/06766—Input circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references

Definitions

  • the invention relates to a probe for an oscilloscope according to the preamble of the main claim.
  • the high-impedance measuring tip of the signal to be measured is connected to an amplifier serving as an impedance converter whose output has a characteristic impedance of usually 50 ohms.
  • the measurement signal is fed from the output of this amplifier via a high-frequency cable to the input of the oscilloscope, which terminates the cable with its characteristic impedance of, for example, 50 ohms, so as to avoid reflections.
  • Such amplifiers usually have a so-called DC offset error, i. an input voltage of 0 volts does not exactly correspond to an output voltage of 0 volts.
  • Amplifiers usually also still gain errors, i. E. 1 volt change of the input voltage generated at a desired voltage gain of z. For example, one not exactly 1 volt change in the output voltage.
  • Amplifier consisting of a high-frequency path for high frequencies and a low-frequency path for low frequencies and DC voltages.
  • the amplifier in the low frequency path is on Operational amplifier with the lowest possible offset.
  • the high-frequency path for high frequencies of, for example, more than 10 MHz consists of a three-stage emitter follower with npn-type transistors and is designed as an AC-coupled amplifier with a separating capacitor arranged between the measuring tip and the amplifier input.
  • Measured value evaluation considered accordingly. This can be done fully automatically by an automatic remote control of the arranged at the input of the amplifier switching device from the oscilloscope.
  • This switching device sets the input of the probe to ground potential or to a defined DC voltage. This allows the oscilloscope to directly measure offset and gain errors. Since in modern oscilloscopes, the evaluation and graphical representation of the measured values is usually digital, this is
  • Gain error eliminates the annoying manual calibration for the user prior to the initial measurement and after each temperature change.
  • automated processes such Temperature-dependent measurements are made without a user having to perform the calibrations.
  • a particular advantage of the invention is that not only the offset error or amplification error of the amplifier used in the probe can be determined and taken into account in the later measurement, but also the offset or gain error of subsequent amplifier stages in the oscilloscope itself Thus, a total offset or a total gain error can be determined and taken into account, starting from the measuring tip until the display of a measured value in the oscilloscope.
  • the amplifier can have a very simple structure, since no offset-compensating measures must be taken. Such an amplifier has improved input capacitance, input resistance, bandwidth, and frequency response characteristics.
  • impedance-converting amplifier simple in construction DC-coupled amplifier, which is constructed either of bipolar transistors in emitter follower circuit and / or field effect transistors in the source follower circuit and possibly diodes or resistors and their successive Verstarkungsetti are dimensioned and coordinated so that the resulting offset DC voltage is a minimum.
  • DC-coupled amplifier which is constructed either of bipolar transistors in emitter follower circuit and / or field effect transistors in the source follower circuit and possibly diodes or resistors and their successive Verstarkungsetti are dimensioned and coordinated so that the resulting offset DC voltage is a minimum.
  • Fig. 1 a mass-related invention
  • DC coupled amplifier constructed of bipolar transistors and / or field effect transistors or diodes and resistors.
  • Fig. 1 shows a probe 21 with a measuring tip 22, which via a multi-core cable 23 with the actual
  • Oscilloscope 24 is connected.
  • the measured value tapped off via the measuring tip 22 is preferably fed via an input divider 25 to the input V 1n of an amplifier 26 serving as an impedance converter which has the high-ohmic measured signal at its output V 0 Ut with a characteristic impedance of, for example, 50 ohms via the cable 23 to the oscilloscope 24 feeds.
  • the measurement signal is processed digitally and displayed on a screen.
  • the amplifier 26 is shown in the illustrated
  • Embodiment of three field effect transistors in the source follower circuit is constructed for example in HEMT or JFET technology whose bias current through the FET Current sources is set so that the gate-source voltage of each stage is approximately equal to zero.
  • an electronic switching device 27 is provided, which is remotely controllable via control lines of the cable 23 from the oscilloscope 24 from.
  • This switching device 27 consists of three field effect transistor switches 28, 29, 30. With the FET switch 28 closed and open switches 29, 30, the input V 1n of the amplifier 26 is the signal to be measured
  • Measuring tip 22 is supplied, with open switch 28 and 30, the input V 1n via the closed switch 29 ground potential M is supplied and open switches 28 and 29 and closed switch 30, the input V 1n from a reference frequency source 31 is a constant
  • the switch 29 thus serves to measure the offset error of the amplifier 26 in the oscilloscope 24.
  • the gain error of the amplifier 26 in the oscilloscope 24 can be measured. These measurements can be performed at any time.
  • An additional measuring device is superfluous, since these measurements can be performed directly by the oscilloscope 24, which is present anyway. It is also conceivable to supply several different reference voltages to the input of the amplifier via additional switches. If only one measurement of the offset error is desired, the additional reference frequency switch 30 may be omitted and only the switch 29 may be provided.
  • the inventive principle is not only suitable for mass-related probes, but according to FIG. 7 also for differential probes with two stylus tips 32, 33 and a differential amplifier 36.
  • the two inputs 34, 35 are short-circuited directly via a switching device 37, or both inputs 34, 35 are individually connected to ground and positive and negative reference voltages are applied.
  • the switching device 27 can be arranged in the arrangement of a divider 25 before this, so that an offset or a Verstarkungscons the divider 25 is measured with.
  • the output transistor is again of the npn type.
  • the base-emitter voltage of the transistors 1, 2 and 4 is in the example + 0.8V, that of the transistor 3 -0.8V. This results in an offset DC voltage of about OV.
  • the source current is selected such that the gate-source Voltage U gs is 0 volts.
  • This is z. B. by the use of paired field effect transistors as current sources S possible whose gate-source voltage is set to 0 volts. Even with this circuit according to FIG. 3, an offset of almost 0 volts is thus achieved between input and output.
  • Fig. 4 shows a DC-coupled amplifier consisting of a p-channel type MOSFET transistor 8 having a gate-source voltage of about 1.6 volts, followed by two emitter-follower bipolar npn transistors 9 and 10, which together have a base-emitter voltage of -1.6 volts.
  • a DC-coupled amplifier consisting of a p-channel type MOSFET transistor 8 having a gate-source voltage of about 1.6 volts, followed by two emitter-follower bipolar npn transistors 9 and 10, which together have a base-emitter voltage of -1.6 volts.
  • an offset of almost 0 volts is achieved.
  • a JFET field-effect transistor 11 with two bipolar transistors 12 and 13 is connected together in each case of different conductivity type, here too the sum results in an offset of almost 0 volts.
  • Fig. 6 finally shows the combination of bipolar transistors 14 to 16 of the same (npn) conductivity type with three diodes 17.
  • an input divider 5 can still be arranged in the probe, which is connected between the measuring tip and the amplifier input V in .
  • Switching device may be provided either before or after the input divider in this case. All elements of the probe according to the invention such as amplifiers, switching device for offset measurement, input dividers and the like can be constructed as a hybrid on a substrate.
  • the divider can thus be constructed, for example, in thin-film or thick-film technology, the amplifier as a bipolar IC. It is also conceivable to construct the input divider with the amplifier and the offset measurement circuit on a monolithically integrated chip.

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Abstract

Bei einem Tastkopf (21) für ein Oszilloskop (24) mit einem als Impedanzwandler dienenden mehrstufigen Transistor- Verstärker (26), dessen Ausgang mit dem Oszilloskop (24) verbunden ist, ist dem Eingang (Vin) des Verstärkers (26) eine über das Oszilloskop (24) fernsteuerbare elektronische Schaltvorrichtung (27) zugeordnet. Über diese ist anstelle der Messspannung der Messspitze (22) wahlweise Massepotential oder eine Referenzspannung an den Verstärker-Eingang (Vin) anschaltbar, so dass bei an Masse liegendem Verstärker-Eingang (Vin) der Gleichspannungs- Offset und bei Anliegen der Referenzspannung der Verstärkungsfehler im Oszilloskop (24) gemessen und bei der Auswertung der Messspannung im Oszilloskop entsprechend berücksichtigt wird.

Description

Oszilloskop-Tastkopf
Die Erfindung betrifft einen Tastkopf für ein Oszilloskop laut Oberbegriff des Hauptanspruches.
Bei aktiven Tastköpfen für Oszilloskope, die massebezogene oder differentielle Signale messen, ist die das zu messende Signal hochohmig abgreifende Messspitze mit einem als Impedanzwandler dienenden Verstärker verbunden, dessen Ausgang eine charakteristische Impedanz von meist 50 Ohm besitzt. Das Messsignal wird vom Ausgang dieses Verstärkers über ein Hochfrequenz-Kabel dem Eingang des Oszilloskops zugeführt, der das Kabel mit seiner charakteristischen Impedanz von beispielsweise 50 Ohm abschließt, um so Reflexionen zu vermeiden. Solche Verstärker weisen für gewöhnlich einen sog. Gleichspannungs-Offset-Fehler auf, d.h. eine Eingangsspannung von 0 Volt entspricht nicht exakt einer Ausgangsspannung von 0 Volt. Außerdem weisen solche
Verstärker meist auch noch Verstärkungsfehler auf, d.h. 1 Volt Änderung der Eingangsspannung erzeugt bei einer angestrebten Spannungsverstärkung von z. B. eins nicht exakt 1 Volt Änderung der Ausgangsspannung.
Um diese Fehler möglichst gering zu halten, ist es aus der US 5,384,532 bekannt, aufwendige Verstärkertopologien zu verwenden. So ist es beispielsweise bekannt, bei einem massebezogenen Tastkopf großer Bandbreite einen Verstärker als Impedanzwandler einzusetzen, der als Composite-
Verstärker bestehend aus einem Hochfrequenz-Pfad für hohe Frequenzen und einem Niederfrequenz-Pfad für tiefe Frequenzen und Gleichspannungen aufgebaut ist. Der Verstärker im Niederfrequenz-Pfad ist ein Operationsverstärker mit möglichst geringem Offset. Der Hochfrequenz-Pfad für hohe Frequenzen von beispielsweise über 10 MHz besteht aus einem dreistufigen Emitterfolger mit Transistoren vom npn-Typ und ist als Wechselstrom- gekoppelter Verstärker mit einem zwischen Messspitze und Verstärkereingang angeordneten Trennkondensator ausgebildet .
Alle diese aufwendigen Verstärkertopologien reichen nicht aus, um Offset-Fehler und Verstärkungsfehler über einen bestimmten Temperaturbereich ausreichend klein zu halten. Der Benutzer muss daher vor jeder Messung mit dem Tastkopf und nach jeder Temperaturänderung außerhalb eines bestimmten Intervalls von beispielsweise 5°C die Messung unterbrechen und einen manuellen Abgleich durchführen. Tut er dies nicht oder ist dies beispielsweise bei einer automatisierten Langzeitmessung ohne Benutzer nicht möglich, sind falsche Ergebnisse zu erwarten.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Oszilloskop- Tastkopf der eingangs erwähnten Art mit einem einfachen automatisch durchführbaren Kalibriersystem zur Beseitigung von Offset-Fehlern und/oder Verstärkungsfehlern zu schaffen.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Tastkopf laut Oberbegriff des Anspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen insbesondere auch bezüglich der Möglichkeit der Anwendung eines im Aufbau sehr einfachen gleichstromgekoppelten Verstärkers als Impedanzwandler im Tastkopf ergeben sich aus den Unteransprüchen . Beim erfindungsgemäßen Tastkopf wird im Gegensatz zu den bisher angewandten Kalibrier- und Kompensationsmaßnahmen der Offset- bzw. der Verstärkungsfehler im Tastkopf nicht kompensiert, sondern er wird lediglich im Oszilloskop gemessen und dort dann bei der eigentlichen
Messwertauswertung entsprechend berücksichtigt. Dies kann vollautomatisch durchgeführt werden und zwar durch eine automatische Fernsteuerung der am Eingang des Verstärkers angeordneten Schaltvorrichtung vom Oszilloskop aus. Diese Schaltvorrichtung legt den Eingang des Tastkopfes auf Massepotential bzw. auf eine definierte Gleichspannung. Dadurch können im Oszilloskop direkt Offset- und Verstärkungsfehler gemessen werden. Da in modernen Oszilloskopen die Auswertung und grafische Darstellung der Messwerte meist digital erfolgt, ist diese
Berücksichtigung des gemessenen und digitalisierten Offset- bzw. Verstärkungsfehlers auf einfache Weise durch entsprechende Gestaltung der Software im Oszilloskop möglich. Es ist aber auch eine Kompensation des Offsets mittels der Hardware des Oszilloskopeingangs möglich. Der am Ausgang des Verstärkers auftretende Offset-Fehler bei Eingangsspannung 0 Volt ergibt sich aus schaltungstechnischen Gründen, Fertigungstoleranzen und Temperaturabhängigkeiten des Verstärkers und eines evt . vorhandenen Eingangsteilers. Er muss nur klein genug sein, um vom Eingang des Oszilloskops noch toleriert werden zu können (z.B. + 1 Volt) .
Mit der erfindungsgemäßen Art der Messung und Berücksichtigung des Offset-Fehlers bzw.
Verstärkungsfehlers fällt für den Benutzer das lästige manuelle Kalibrieren vor der Erstmessung und nach jeder Temperaturänderung weg. Außerdem können mit einem erfindungsgemäßen Tastkopf automatisierte Vorgänge wie temperaturabhangige Messungen vorgenommen werden, ohne dass ein Benutzer die Kalibrierungen durchfuhren muss. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nicht nur der Offset-Fehler bzw. Verstarkungsfehler des im Tastkopf verwendeten Verstärkers bestimmt und bei der spateren Messung berücksichtigt werden kann, sondern auch der Offset- bzw. Verstärkungsfehler von nachfolgenden Verstarkerstufen im Oszilloskop selbst. Auf diese Weise kann also ein Gesamt-Offset bzw. ein Gesamt- Verstarkungsfehler beginnend von der Messspitze bis zur Anzeige eines Messwerts im Oszilloskop bestimmt und berücksichtigt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Verstarker einen sehr einfachen Aufbau haben kann, da keine Offset-kompensierenden Maßnahmen ergriffen werden müssen. Ein solcher Verstarker weist verbesserte Eigenschaften in Bezug auf Eingangskapazitat , Eingangswiderstand, Bandbreite und Frequenzgang auf.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, als impedanzwandelnden Verstärker einen im Aufbau einfachen gleichstromgekoppelten Verstarker zu verwenden, der entweder aus bipolaren Transistoren in Emitterfolgerschaltung und/oder aus Feldeffekttransistoren in Sourcefolgerschaltung und ggf. Dioden oder Widerstanden aufgebaut ist und deren aufeinander folgenden Verstarkungselemente so dimensioniert und aufeinander abgestimmt sind, dass die resultierende Offset-Gleichspannung ein Minimum ist. Mit einem solchen Verstärker können extrem hohe Bandbreiten ohne Ubernahmeverzerrungen realisiert werden. Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen massebezogener
Tastkopf für ein Oszilloskop;
Fig. 2 bis 6 Ausführungsbeispiele eines für die Erfindung verwendbaren Gleichstromgekoppelten Verstärkers aufgebaut aus bipolaren Transistoren und/oder Feldeffekttransistoren bzw. Dioden und Widerständen;
Fig. 7 einen erfindungsgemäßen differenziellen
Tastkopf für ein Oszilloskop.
Fig. 1 zeigt einen Tastkopf 21 mit einer Messspitze 22, der über ein mehradriges Kabel 23 mit dem eigentlichen
Oszilloskop 24 verbunden ist. Der über die Messspitze 22 abgegriffene Messwert wird vorzugsweise über einen Eingangsteiler 25 dem Eingang V1n eines als Impedanzwandler dienenenden Verstärkers 26 zugeführt, der das hochohmig abgegriffene Messsignal an seinem Ausgang V0Ut mit einer charakteristischen Impedanz von beispielsweise 50 Ohm über das Kabel 23 dem Oszilloskop 24 zuführt. Im Oszilloskop 24 wird das Messsignal digital aufbereitet und auf einem Bildschirm dargestellt. Der Verstärker 26 besteht in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel aus drei Feldeffekttransistoren in Sourcefolgerschaltung und ist beispielsweise in HEMT- oder JFET-Technologie aufgebaut, deren Biasstrom durch die FET- Stromquellen so eingestellt wird, dass die Gate-Source- Spannung jeder Stufe naherungsweise gleich null ist.
Am Eingang V1n des Verstärkers 26 ist eine elektronische Schaltvorrichtung 27 vorgesehen, die über Steuerleitungen des Kabels 23 vom Oszilloskop 24 aus fernsteuerbar ist. Diese Schaltvorrichtung 27 besteht aus drei Feldeffekt- Transistor-Schaltern 28, 29, 30. Bei geschlossenem FET- Schalter 28 und offenen Schaltern 29, 30 wird dem Eingang V1n des Verstärkers 26 das zu messende Signal der
Messspitze 22 zugeführt, bei offenem Schalter 28 und 30 wird dem Eingang V1n über den geschlossenen Schalter 29 Massepotential M zugeführt und bei offenen Schaltern 28 und 29 und geschlossenem Schalter 30 wird dem Eingang V1n aus einer Referenzfrequenzquelle 31 eine konstante
Referenzspannung Vref zugeführt. Der Schalter 29 dient also zum Messen des Offset-Fehlers des Verstärkers 26 im Oszilloskop 24. Durch Anlegen einer Referenzspannung über den Schalter 30 kann der Verstarkungsfehler des Verstärkers 26 im Oszilloskop 24 gemessen werden. Diese Messungen können zu jedem beliebigen Zeitpunkt durchgeführt werden. Ein zusatzliches Messgerat ist überflüssig, da diese Messungen unmittelbar durch das sowieso vorhandene Oszilloskop 24 durchgeführt werden können. Es ist auch denkbar, über zusatzliche Schalter mehrere verschiedene Referenzspannungen dem Eingang des Verstärkers zuzuführen. Wenn nur eine Messung des Offset- Fehlers gewünscht wird, kann der zusätzliche Schalter 30 für die Referenzfrequenz auch weggelassen werden und nur der Schalter 29 vorgesehen werden.
Das erfindungsgemaße Prinzip ist nicht nur für massebezogene Tastkopfe geeignet, sondern gemäß Fig. 7 auch für differenzielle Tastkopfe mit zwei Tastspitzen 32, 33 und einem Differenzverstarker 36. In diesem Fall werden die beiden Eingange 34, 35 direkt über eine Schaltvorrichtung 37 kurzgeschlossen oder beide Eingange 34, 35 einzelnen gegen Masse geschaltet und es werden positive und negative Referenzspannungen angelegt.
Die Schaltvorrichtung 27 kann bei Anordnung eines Teilers 25 auch vor diesem angeordnet werden, so dass auch ein Offset- bzw. ein Verstarkungsfehler des Teilers 25 mit gemessen wird.
Die erfindungsgemaße Berücksichtigung des gemessenen Offset- bzw. des gemessenen Verstarkungsfehlers ermöglicht die Verwendung eines einfachten DC-gekoppelten Verstärkers in Emitterfolger- oder Sourcefolger-Schaltung. Einige Beispiele hierfür zeigen die Figuren 2 bis 6.
Fig. 2 zeigt einen DC-gekoppelten Verstarker bestehend aus drei in Emitterschaltung betriebenen bipolaren Transistoren 1, 3 und 4 sowie einen als Diode mit Collector-Basis-Kurzschluss betriebenen bipolaren Transistor 2. Der Eingangstransistor 1, dem von der Messspitze des Tastkopfes die Eingangsspannung V1n zugeführt wird, ist vom npn-Typ, der folgende Transistor 3 ist vom pnp-Typ und der Ausgangstransistor ist wieder vom npn-Typ. Die Einstellung der Arbeitspunkte erfolgt über die Stromquellen S. Die Basis-Emitter-Spannung der Transistoren 1, 2 und 4 betragt im Beispiel +0,8V, die des Transistors 3 -0,8V. Daraus resultiert eine Offset- Gleichspannung von etwa OV.
Bei der selbstleitenden Sourcefolgerschaltung nach Fig. 3 aufgebaut aus JFET- oder HEMT-Feldeffekttransistoren 5, 6, 7 ist der Source-Strom so gewählt, dass die Gate-Source- Spannung Ugs 0 Volt ist. Dies ist z. B. durch den Einsatz von gepaarten Feldeffekttransistoren als Stromquellen S möglich, deren Gate-Source-Spannung auf 0 Volt gesetzt wird. Auch bei dieser Schaltung nach Fig. 3 wird also zwischen Eingang und Ausgang ein Offset von nahezu 0 Volt erreicht .
Fig. 4 zeigt einen DC-gekoppelten Verstärker bestehend aus einem MOSFET-Transistor 8 vom p-Kanal-Typ, der eine Gate- Source-Spannung von etwa 1,6 Volt besitzt, gefolgt von zwei in Emitterfolgerschaltung angeordneten bipolaren npn- Transistoren 9 und 10, die zusammen eine Basis- Emitterspannung von -1,6 Volt besitzen. Auch hier wird also ein Offset von nahezu 0 Volt erreicht.
Gemäß Fig. 5 ist ein JFET-Feldeffekttransistor 11 mit zwei bipolaren Transistoren 12 und 13 jeweils von unterschiedlichem Leitungstyp zusammengeschaltet, auch hier ergibt sich in der Summe ein Offset von nahezu 0 Volt.
Fig. 6 zeigt schließlich die Kombination von bipolaren Transistoren 14 bis 16 gleichen (npn) Leitfähigkeitstyps mit drei Dioden 17. Die Aufeinanderfolge der Basis- Emitter-Spannungen mit den Richtspannungen der Dioden ergibt wieder einen Offset von nahezu 0 Volt.
Vor dem Verstärker kann im Tastkopf noch ein Eingangsteiler 5 angeordnet sein, der zwischen Messspitze und Verstärkereingang Vin geschaltet ist. Die
Schaltvorrichtung kann in diesem Fall entweder vor oder nach dem Eingangsteiler vorgesehen sein. Alle Elemente des erfindungsgemäßen Tastkopfes wie Verstärker, Schaltvorrichtung zur Offsetmessung, Eingangsteiler und dergleichen können als Hybrid auf einem Substrat aufgebaut werden. Der Teiler kann also beispielsweise in Dünn- oder Dickschichttechnik aufgebaut sein, der Verstärker als Bipolar-IC. Es ist auch denkbar, den Eingangsteiler mit dem Verstärker und der Schaltung zur Offsetmessung auf einem Chip monolithisch integriert aufzubauen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Alle beschriebenen und gezeichneten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Tastkopf (21) für massebezogene Signale für ein Oszilloskop (24) mit einem als Impedanzwandler dienenden mehrstufigen Transistor-Verstarker (26) , dessen Ausgang mit dem Oszilloskop verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Eingang (V1n) des Verstärkers (26) exne über das Oszilloskop (24) fernsteuerbare Schaltvorrichtung (27) zugeordnet ist, über welche an Stelle der Messspannung einer Messspitze (22) Massepotential und/oder eine Referenzspannung an den Verstarkereingang anschaltbar ist.
2. Tastkopf für differentxelle Signale für ein Oszilloskop mit einem als Impedanzwandler dienenden, mehrstufigem Transistorverstarker, dessen Ausgang mit dem Oszilloskop verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass beiden differenziellen Eingängen (34, 35) des
Verstärkers eine Schaltvorrichtung (37) zugeordnet ist, und dass diese Schaltvorrichtung so fernsteuerbar ist, dass an Stelle der Messspannung der Messspitzen beide Eingange gegeneinander kurz geschlossen oder einzeln an Masse und/oder an zwei beliebige Referenzspannungen anschaltbar sind.
3. Tastkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anschaltung von Massepotential an den Verstarkereingang der Gleichspannungs-Offset im Oszilloskop (24) gemessen und bei der Auswertung der Messspannung im Oszilloskop entsprechend berücksichtigt wird.
4. Tastkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anschalten einer Referenzspannung an den Verstärkereingang der Verstärkungsfehler im Oszilloskop (24) gemessen und bei der Auswertung der Messspannung im Oszilloskop entsprechend berücksichtigt wird.
5. Tastkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (27) aus Feldeffekt- Transistorschaltern (28, 29, 30), MEMS-Schaltern oder Relais besteht, die über mit dem Oszilloskop (24) verbundene Steuerleitungen (23) fernsteuerbar sind.
6. Tastkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schaltvorrichtung (27) und Messspitze (22) und/oder Verstärkereingang (Vin) ein Spannungs-Teiler (25) angeordnet ist.
7. Tastkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker eine gleichstromgekoppelte, aus bipolaren Transistoren aufgebaute Emitterfolgerschaltung oder eine gleichstromgekoppelte, aus
Feldeffekttransistoren aufgebaute Source-Folgerschaltung oder eine aus diesen beiden Schaltungen zusammengesetzte
Schaltung ist, deren aufeinanderfolgende Vestärkerelemente so dimensioniert und aufeinander abgestimmt sind, dass die resultierende Offset-Gleichspannung zwischen Eingang und
Ausgang minimal ist.
8. Tastkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transistoren der Emitterfolger- bzw. Sourcefolger-Schaltungen mit zwischengeschalteten Dioden und/oder Widerständen derart gemischt sind, dass die Offset-Gleichspannungen minimal ist.
9. Tastkopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker eine aus mehreren bipolaren Transistoren aufgebaute Emitterfolgerschaltung ist, und die aufeinander folgenden Transistoren derart gemischt vom npn- bzw. pnp-Leitungstyp gewählt sind, dass die Summe der aufeinander folgenden Basis-Emitter-Spannungen minimal ist.
10. Tastkopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker eine aus mehreren Feldeffekttransistoren bestehende selbstleitende Sourcefolgerschaltung ist, deren Source-Ströme so gewählt sind, dass die Gate-Source-Spannungen der einzelnen Transistoren und damit auch deren Summe nahezu 0 Volt ist.
11. Tastkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom-gekoppelte Verstärker aus einer Mischung von bipolaren Transistoren und
Feldeffekttransistoren und ggf. Dioden bzw. Widerständen besteht, die so dimensioniert und aufeinander abgestimmt sind, dass die Summe der aufeinander folgenden Basis- Emitter-Spannungen, Gate-Source-Spannungen und ggf. Richtspannungen der Dioden bzw. Spannungen der Widerstände nahezu 0 Volt ist.
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