Stereo + Selbstbau-Kabel

Die App ermöglicht die Einstellung von zwei verschiedenen Wellenformen und Amplituden auf zwei separaten Kanälen (CH1 und CH2), die mit den zwei kleinen Schiebeschaltern LEFT und RIGHT aktiviert, deaktiviert, gemischt oder dem linken bzw. rechten Kanal zugeordnet werden können. Das bringt mich zu einem kleinen Stück Hardware, das Sie wahrscheinlich selbst machen müssen, damit Sie die Signale physisch zum Einspeisen in andere Geräte zur Verfügung haben. Die meisten Smartphones außer einigen Apple-Geräten (bei denen Funkverbindung die Norm ist :) haben eine spezielle 3,5-mm-Klinkenbuchse für Audio-Ein- und Ausgänge: Audio-Out links und rechts, Mikrofon-In und Masse. Bei meinem Samsung J5-DUO befindet sich diese Buchse an der Unterseite des Telefons neben dem USB-Anschluss. Da kommt man gut ran. Für ein früheres Experiment, in dem ich mit meinem Laptop Jerobeam Fenders “scope art” für ein 50er-Jahre-Oszilloskop schrieb, hatte ich schon ein spezielles Kabel hergestellt, das fast nichts kostete. Ich habe die Hörer von einem Ohrhörer abgeschnitten, den ich auf dem Bürgersteig gefunden hatte. Nach der Reinigung habe ich die Kabel aufgetrennt und aufgespleist, um Erdungsschirm und Signaldrähte freizulegen. Diese geflochtenen Drähte waren bemerkenswert dünn und schwer zu löten, aber durch die Anwendung von genügend Wärme war ich erfolgreich. Zwecks Prüfung mit einem Oszilloskop habe ich die Aderenden an die Signal- und Erdungsklemmen zweier Bananenbuchsen/BNC-Adapter angeschlossen. Wenn Sie Angst vor dem Einsatz scharfer Teppichmessser haben, gibt es ungefährlichere Methoden wie etwa die Verwendung eines Audio-Kabels mit 3,5-mm-Stereo-Klinkensteckern an beiden Seiten und einer zusätzlichen Klinkenbuchse (Buchsenteil), an der man leicht die Audiosignale und Masse abgreifen kann.

Das Scope sagt ...

Natürlich verstummt das Smartphone, wenn Sie den Stecker in die Audiobuchse stecken. Ab da informieren Ihre Augen über das Generatorsignal und nicht Ihre Ohren. Mein Oszilloskop war ein Tektronix 2235 aus den 1980er Jahren – im Wesentlichen analog mit Bildröhre und keinerlei Speicher- oder Signalverarbeitungsfunktionen. Ich habe es bewusst gewählt, weil ich digitalen Oszilloskopen misstraue, die ... digital erzeugte Signale anzeigen sollen. Allerdings haben wir es hier ja "nur" mit Audio, d.h. mit maximal 20 kHz zu tun.

Ich war anfangs enttäuscht von der Sinuswelle, die der Generator erzeugte – sie sah stachelig und verrauscht. Ich befürchtete irgendwo eine schlechte Verbindung. Ich erinnerte mich dann, dass mein 2235 immer ein wenig Rauschen in den höchsten Empfindlichkeitsbereichen wie 20 mV/Div hatte. Es entstammt dem internen HV-Generator. Ich stellte dann fest, dass der Generator keine Anzeige der Ausgangsamplituden in Volt hat, sondern lediglich eine prozentuale Anzeige (0...100). Also musste ich den Pegel prüfen, um zu wissen, wo ich genau lag. Er war sehr niedrig, wie sich herausstellte. Meine erste Reaktion war, AMPL zu drücken und den Schieberegler "spring response" nach rechts zu bewegen, aber dies hatte eine begrenzte Wirkung und reagiert zudem nur langsam. Erst dann bemerkte ich, dass ich die Lautstärke-Taste auf meinem Smartphone drücken musste (zur Einstellung der generellen Lautstärke). Schon hatte ich statt 80 mVSS stattliche 0,7 VSS. Ab nun gab es kein Problem mehr mit dem Rauschen, und ich konnte eine saubere und stabile Sinuswelle auf dem 2235 sehen. Burst, Phase, Sweep, sogar AM-Modulation funktionierte prima. Ich konnte nicht einmal Verzerrungen feststellen.

Sägen und Quadrieren ...

Dieses kleine Instrument ist nur für die Verwendung bis zu 22 kHz ausgelegt, d.h. für Audio-Signale reicht das meistens. Der App-Hersteller stellt klar fest, dass es in keiner Hinsicht kalibriert ist. Amplitudenanzeige gibt es keine außer den "0-100%" und dennoch kann die Frequenzauflösung auf bis zu sieben "signifikante Ziffern" eingestellt werden. Also benutzte ich das Oszilloskop-Raster, um einen Ausgangspegel von etwa 0,7 VSS an 1 MΩ / 47 pF einzustellen. Ich nahm an, dass die sichtbare Frequenz auch der Anzeige auf dem Smartphone-Display entspricht.

Die Kurvenform von Sinuswelle und Sägezahn sind beide über jeden Zweifel erhaben und für schnelle Tests geeignet. Dafür ist es um das Rechtecksignal schlecht bestellt: Sowohl nach dem Anstieg als auch nach der fallenden Flanke sieht man starke Überschwinger. Die Frequenz des gedämpften Signals (Ripple) ist sehr wahrscheinlich ein Artefakt der 44,1-kHz-Abtastfrequenz des 16-bit-DAC, den Keuwlsoft als treibende Kraft im Smartphone bezeichnet. Die Flankensteilheit der Impulse ist schlecht und die enorme Welligkeit des "Dachs" macht die Rechteckwelle praktisch nutzlos, selbst für Tests an Audiogeräten. Die Anstiegszeit eines Oszilloskops zu überprüfen ist damit unmöglich. Man könnte damit vielleicht einen Schmitt-Trigger steuern. Ich vermute, dass die Rechteckwelle des Generators schlicht nach dem Sampling-Prinzip "gebaut" ist, was mit Sinus und Sägezahn sichtbar gut klappt, aber kläglich scheitert, wenn man steile Pulsflanken selbst bei niedrigen Frequenzen wie unter 1 kHz erzeugen will. Das Überschwingen verschwand auch dann nicht, als ich die Kopfhörerausgänge mit je einem 150-Ω-Widerstand am BNC-Adapter an den Oszilloskop-Eingängen abgeschlossen hatte.