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VoltBase Grundlagen Spitze-Spitze-Wert
Thema 13 Grundlagen

Spitze-Spitze-Wert

Von der Minus- bis zur Plusspitze: Was der Spitze-Spitze-Wert ist, wie du ihn am Oszilloskop abliest und wofür du ihn brauchst.

ca. 6 Minuten Grundlagen Quiz mit 10 Fragen
01

Worum geht es?

Der Spitze-Spitze-Wert sagt, wie weit eine Wechselspannung insgesamt ausschlägt: vom tiefsten bis zum höchsten Punkt. Man schreibt ihn Uss.

Wie bei einer Schaukel: Gemessen wird nicht von der Mitte nach oben, sondern vom ganz hinteren bis zum ganz vorderen Punkt.

Bei der Sinuskurve ist er doppelt so groß wie der Scheitelwert. Für die Netzspannung sind das rund 2 · 325 V = 650 V, obwohl auf jedem Gerät 230 V stehen.

Scheitelwert, Effektivwert und Spitze-Spitze-Wert Eine Sinusschwingung. Der Scheitelwert reicht von der Nulllinie bis zur oberen Spitze. Der Spitze-Spitze-Wert reicht von der unteren bis zur oberen Spitze und ist doppelt so groß. Uss Û U (Effektivwert) Uss = 2 · Û
Drei Werte einer Sinusschwingung: Der Scheitelwert Û reicht von der Nulllinie bis zur Spitze. Der Spitze-Spitze-Wert Uss reicht von der unteren bis zur oberen Spitze und ist bei symmetrischen Kurven doppelt so groß. Der Effektivwert liegt bei 70,7 % von Û.
02

Die Formel

Aus dem Scheitelwert
Uss=2 · Û
gilt für symmetrische Kurven
Aus dem Effektivwert
Uss=2 · √2 · U
≈ 2,83 · U, gilt nur für Sinus
UÛUss
12 V≈ 17 V≈ 34 V
230 V≈ 325 V≈ 650 V
400 V≈ 566 V≈ 1.131 V
03

Am Oszilloskop ablesen

Am Oszilloskop ist Uss der am einfachsten abzulesende Wert. Du brauchst weder die Nulllinie noch die genaue Kurvenform zu kennen. Du stellst mit VOLTS/DIV ein, wie viel Spannung ein Kästchen senkrecht bedeutet, und zählst die Kästchen zwischen der tiefsten und der höchsten Stelle.

Spitze-Spitze-Wert am Oszilloskop ablesen Oszilloskop-Raster mit 8 Kästchen Höhe. Die Sinuskurve reicht von der unteren bis zur oberen Spitze über 6 Kästchen. Bei 2 Volt pro Kästchen sind das 12 Volt Spitze-Spitze. 6 Kä. 2 V pro Kästchen: Uss = 6 · 2 V = 12 V
So liest du Uss ab: Zähle die Kästchen senkrecht von der untersten bis zur obersten Spitze, hier 6, und nimm sie mal den VOLTS/DIV-Wert, hier 2 V. Ergebnis: 12 Vss. Die Nulllinie musst du dafür nicht kennen.
Orangefarbenes Schulungsoszilloskop mit einem unregelmäßigen, verrauschten Signal auf dem blauen Bildschirm
Verrauschtes Signal auf einem Schulungsoszilloskop: Bei so einer unregelmäßigen Kurve hilft die Formel mit √2 nicht weiter. Den Spitze-Spitze-Wert liest du trotzdem schnell ab: senkrechter Abstand zwischen dem höchsten und dem tiefsten Punkt.

Foto: Unnerving duck, „Esselte oscilloscope“, Lizenz: CC0 (gemeinfrei), Quelle: Wikimedia Commons, verkleinert.

04

Wofür braucht man U<sub>ss</sub>?

  • Welligkeit von Netzteilen: Die Restwelligkeit (Brummspannung) einer Gleichspannung wird meist in mVss angegeben, zum Beispiel „Ripple < 120 mVss“.
  • Signale mit Gleichanteil: Liegt eine Wechselspannung auf einer Gleichspannung, etwa 2 Vss auf 5 V Gleichspannung, ist die Kurve nicht mehr symmetrisch zur Nulllinie. Der Spitze-Spitze-Wert beschreibt dann trotzdem eindeutig die Größe der Schwankung.
  • Messbereiche: Eingänge von Oszilloskopen, Analog-Digital-Wandlern und Audiogeräten werden oft mit einem Spitze-Spitze-Wert angegeben. Ist das Signal größer, wird es abgeschnitten.
  • Verzerrte Kurven: Bei Rauschen, Störungen oder Impulsen gibt es keinen festen Umrechnungsfaktor. Uss lässt sich trotzdem immer ablesen.
05

Rechenbeispiele

01 Netzspannung Spitze-Spitze

Wie groß ist der Spitze-Spitze-Wert der Netzspannung mit U = 230 V?

  1. Scheitelwert: Û = √2 · 230 V ≈ 325 V
  2. Uss = 2 · 325 V ≈ 650 V
  3. Ergebnis: Uss ≈ 650 V
02 Vom Oszilloskop zum Effektivwert

Ein Sinus reicht über 6 Kästchen, VOLTS/DIV steht auf 2 V. Wie groß sind Uss, Û und U?

  1. Uss = 6 · 2 V = 12 V
  2. Û = Uss2 = 6 V
  3. U = 6 V√2 ≈ 4,24 V
  4. Ergebnis: 12 Vss, Û = 6 V, U ≈ 4,24 V
03 Welligkeit eines Netzteils

Ein 12-V-Netzteil hat laut Datenblatt eine Restwelligkeit von 120 mVss. Wie viel Prozent der Ausgangsspannung sind das?

  1. 120 mV = 0,12 V
  2. p = 0,12 V12 V · 100 % = 1 %
  3. Ergebnis: 1 % Welligkeit

Einordnung: Die Spannung schwankt zwischen etwa 11,94 V und 12,06 V. Für Relais und LEDs ist das unkritisch, für empfindliche Messtechnik eventuell nicht.

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Typische Fehler

  • Uss mit Û verwechselt: Der Spitze-Spitze-Wert ist doppelt so groß. Wer am Oszilloskop 12 Vss abliest und das für den Scheitelwert hält, liegt um den Faktor 2 daneben.
  • Faktor 2,83 bei verzerrten Kurven verwendet: Die Umrechnung in den Effektivwert gilt nur für Sinus.
  • Tastkopf-Teiler vergessen: Steht der Tastkopf auf 10:1 und das Oszilloskop rechnet das nicht mit ein, ist der wahre Wert zehnmal so groß wie die Anzeige.
Merke

Der Spitze-Spitze-Wert ist der Abstand zwischen der tiefsten und der höchsten Spitze. Bei symmetrischen Kurven gilt Uss = 2 · Û, beim Sinus also ≈ 2,83 · U. Die Netzspannung schwingt rund 650 Vss. Am Oszilloskop: Kästchen mal VOLTS/DIV.

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Quiz: Teste dich

Zehn Fragen zum Thema Spitze-Spitze-Wert. Nach jeder Antwort bekommst du eine Erklärung. Dein Fortschritt wird auf diesem Gerät gespeichert.

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