Wie kann die Digitalspannung korrekt gemessen werden?

Zwei einfache Multimeter ohne RMS

Eines gerade vorneweg: Ein AC-Messgert aus dem Baumarkt für 9.90 ist absolut untauglich. Diese können lediglich Sinus-AC bei einer Frequenz von 50Hz messen.
 
Dann gibt es etwas teurere True-RMS-Multimeter (RMS=Root Mean Square) welche den Effektivwert messen können (jeweils bis zu der angegebenen Frequenz). Diese Messgerte können auch die Spannung am Digital-Gleis korrekt messen, sind aber entsprechend teurer als die einfachen Hobby-Messgeräte.
 
Beide hier abgebildeten Geräte sind nicht in der Lage den Effektivwert zu messen.

Hobby-Oszilloskop

Wer sicher sein will, was wirklich auf dem Gleis an Spannung vorhanden ist muss das mit einem Oszilloskop machen. Hobby-Geräte sind ab ca. CHF 600.- erhältlich. Diese reichen für Modellbahner-Bedürfnisse gut aus. Mit dem Oszilloskop sieht man dann auch die Verzerrungen, welche durch die Lastregelung der Decoder oder durch das Schalten von Magnetartikeln hervorgerufen werden.

Oszilloskop-Bilder von Digitalspannungen

Auf diesem Bild (Ein Klick auf das Bild vergrössert es) habe ich diverse Ausdrucke meines Oszilloskopes zusammengeschnitten.
Oben links: Der Beginn des Märklin Motorola-Formates.
Oben Mitte: Ein Ausschnitt aus dem MM-Protokoll
Oben rechts: Das DCC-Signal. Bei drei Negativ-Werten ist auch das Übersteuern des Boosters gut sichtbar.
Mitte links: Auch bei den positiven Anteilen ist ein leichtes Übersteuern auf 20V sichtbar.
Mitte: Ein Märklin Hochleistungsmotor einer Re 460 mit schwerer RoLa am Berg.
Mitte rechts: Eine baugleiche Lok mit Personenzug.
Unten links: Ein Liliput DOMINO mit den charakteristischen, sehr kurzen Einbrüchen.
Unten mitte: Der Märklin TGV, kaum sichtbar.
Unten rechts: Fünf Züge gleichzeitig unterwegs. Die "Störungen" heben sich gegenseitig fast auf.

Schaltung um Digitalspannung bei Modellbahnen zu messen

Wer trotzdem die Digitalspannung mit einem Billigst-Multimeter messen möchte kann sich mit einem Brückengleichrichter behelfen und dann am Ausgang die Gleichspannung messen. Zum abgelesenen Wert muss dann noch 1.4V Spannungsabfall über den Brückengleichrichter hinzugerechnet werden. Als Brückengleichrichter empfehle ich einen möglichst kleinen Typ zu verwenden, bzw. wenn er mit vier Dioden zusammengebaut ist kleine Dioden zu verwenden. In vielen Bastelkisten finden sich Dioden des Typs 1N4148, welche dazu gut verwendet werden können. Das Resultat trifft dann einigermassen, was wirklich auf dem Gleis an Spannung vorhanden ist. Bei den 1N4148 sollte am Ausgang noch ein 2k2 Ohm Widerstand angeschlossen werden, damit die Dioden relativ genau je 0.7V Spannungsabfall haben. Je nach verwendeten Dioden ist der Widerstand entsprechend anzupassen.