‍Passiver hochohmiger Tastkopf (10:1) – der Standard

‍Das ist der Tastkopf, der praktisch jedem Oszilloskop beiliegt.

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‍Der Eingangswiderstand von 10 MΩ ergibt sich aus der Reihenschaltung von 9 MΩ und 1 MΩ — der Tastkopf allein hat diesen Wert nicht. C_ein fasst die Kabelkapazität und die Eingangskapazität des Oszilloskops zusammen.

• Eigenschaften: 10 MΩ  ∥ 8–15 pF, Bandbreite 60–500 MHz
• Vorteile: billig, robust, hohe Spannungsfestigkeit (typ. 300–600 V CAT), großer Dynamikbereich
• Nachteile: relativ hohe Kapazität, muss kompensiert werden, begrenzte Bandbreite (s. Tutorial)
• Einsatz: 90 % aller Alltagsmessungen — Digitalsignale bis ~50 MHz, Spannungsversorgungen, Analogtechnik

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‍Passiver 1:1-Tastkopf

• Eigenschaften: 1 MΩ ∥ 40–120 pF, Bandbreite nur 6–35 MHz
• Vorteil: kein Signalverlust → volle vertikale Empfindlichkeit, wichtig für kleine Signale (mV-Bereich), z. B. Rauschmessungen an Versorgungsspannungen
• Nachteil: hohe Kapazität, geringe Bandbreite, geringe Spannungsfestigkeit

‍Viele Tastköpfe sind umschaltbar 1:1 / 10:1 — die 1:1-Stellung ist ein Kompromiss, kein Feature (-> Tutorial)

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‍Passiver niederohmiger Tastkopf (Z0-Tastkopf, „500-Ω-Probe")

‍Messspitze ---[ 450 Ω ]--- 50-Ω-Kabel --- 50-Ω-Scope-Eingang  →  10:1

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• Eigenschaften: 500 Ω ∥ < 1 pF, Bandbreite bis 4–8 GHz, sehr billig
• Vorteil: herausragende Bandbreite bei minimalen Kosten und minimaler Kapazität, wenn man sich einen solchen Tastkopf selbst baut. Es werden aber auch fertige Z0-Tastköpfe angeboten, die in die mehrere Tausend € gehen.
• Nachteil: 500 Ω DC-Last! Nur brauchbar in 50-Ω-Umgebungen oder an sehr niederohmigen Quellen; kleiner Spannungsbereich (typ. ±5 V)
• Einsatz: HF-Labor, Taktflanken, Serial-Data-Vorarbeit

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‍Aktiver Single-Ended-Tastkopf (FET-Tastkopf)

‍Ein Impedanzwandler (FET-Verstärker) sitzt direkt an der Spitze.

• Eigenschaften: 100 kΩ–1 MΩ ∥ 0,6–1,5 pF, Bandbreite 500 MHz … 30 GHz
• Vorteile: minimale Belastung, exzellente Bandbreite
• Nachteile: teuer (oft mehr als das Oszilloskop), kleiner Dynamikbereich (typ. ±5…±8 V), empfindlich gegen Überspannung und ESD, benötigt Speisung über eine Tastkopfschnittstelle
• Einsatz: schnelle Digitalsignale, DDR, PCIe, Taktleitungen

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‍Differentialtastkopf (Low Voltage, aktiv)

‍Misst die Spannung zwischen zwei Punkten ohne Massebezug.

• Eigenschaften: Bandbreite 200 MHz … 25 GHz, Gleichtaktbereich einige Volt
• Vorteile: kein Masseanschluss nötig, unterdrückt Störungen (CMRR), ideal für differentielle Busse (USB, LVDS, CAN, Ethernet)
• Nachteile: teuer, begrenzter Gleichtaktbereich

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‍Hochspannungs-Differentialtastkopf (Leistungselektronik)

• Eigenschaften: 1:100 / 1:1000, ±1000 … ±7000 V, Bandbreite 25–200 MHz
• Einsatz: Gate-Ansteuerung von IGBTs/MOSFETs, Zwischenkreisspannungen, Netzmessungen

‍Wichtig: Der einzige sichere Weg, an netzbezogenen oder potentialfreien Punkten zu messen 

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‍Optisch isolierte Tastköpfe

‍Die Messelektronik sitzt galvanisch getrennt, die Übertragung erfolgt über Lichtwellenleiter.

• Vorteil: extrem hohe Gleichtaktunterdrückung (>100 dB auch bei 100 MHz), Gleichtaktfestigkeit bis mehrere kV
• Einsatz: Gate-Source-Messungen an schnell schaltenden SiC-/GaN-Halbbrücken, wo normale Differentialtastköpfe an ihrer CMRR scheitern
• Nachteil: sehr teuer

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‍Stromtastköpfe

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‍Bei Hall-basierten Zangen vor jeder Messung Degauss/Nullabgleich durchführen. Auf Einfügeimpedanz und Sättigungsstrom achten.

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‍Sonderformen

• Nahfeldsonden (E-/H-Feld): EMV-Fehlersuche, keine kalibrierte Messung, nur relative Vergleiche
• Logiktastköpfe (MSO): Digitalkanäle, nur High/Low anhand einer einstellbaren Schwelle; typ. 100 kΩ ∥ 8 pF
• Hochohmige Spezialtastköpfe: z. B. 100:1 mit 100 MΩ für Elektrometermessungen
• Direktanschluss per Koaxkabel: In 50-Ω-Systemen oft die beste Lösung — Kabel + Dämpfungsglied statt Tastkopf

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