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» 2021年12月07日 10時00分 公開

オシロスコープが届いたら最初にすること初めて使うオシロスコープ(1)(6/6 ページ)

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装置組み込みでオシロスコープを利用する場合

 オシロスコープ単体として実験室で使うことは多いが、装置に組み込んで波形のモニターなどに使われることもある。装置の内部や組み込んだ信号源から波形を取り出して画面に表示したときは、標準添付のプローブを使うのではなく、信号伝送系を50Ωインピーダンスとしてオシロスコープの入力に貫通型50Ω終端器を取り付けるのが一般的である。貫通型50Ω終端器を使う場合は、終端器で消費される最大電力を超えないようにしなければならない。映像系の信号では75Ωインピーダンス系とする場合がある。

【ミニ解説】デジタルオシロスコープの選定のキーワード

 デジタルオシロスコープには多くの仕様項目があり、波形観測の目的にあっている仕様であるかを確認する必要がある。基本となる仕様は下記の4つである。

  • アナログ信号の周波数帯域
  • アナログ信号の入力数
  • A-D変換器の分解能
  • 波形メモリ長

 その中でも最も重要なのが、周波数帯域になる。技術者が利用するオシロスコープはおおよそ下記の分類がされる。一般に周波数帯域は広くなるに従ってオシロスコープは高額となる。

  • 500MHz以下
    電子機器からメーカートロニクス機器まで幅広い用途がある。エントリーモデルはこの分類となる。
  • 500M〜2GHz
    一般のデジタル回路基板のアナログ波形を観測するのに使われる
  • 2G〜8GHz
    高速デジタル回路基板や汎用シリアル通信のアナログ波形を観測するのに使われる
  • 8GHz以上
    超高速のデジタル回路基板や高速シリアル通信のアナログ波形の観測に使われる

 先端的な研究開発では20GHz帯域以上のオシロスコープが使われている

注)テクトロニクスの製品名称の下に製品ラインアップが持つ周波数帯域の範囲を示す。

図23:周波数帯域別の代表的なオシロスコープ(テクトロニクス)

 広帯域のオシロスコープは静電気などにより破損するリスクがあるので、取り扱いには高周波機器を取り扱う知識と経験が必要となる。

 一般の波形観測ではA-D変換器の分解能は8ビットでよいが、波形画像を縦軸方向に拡大しての観測や、FFT演算によって高ダイナミックレンジの周波数分析をしたい場合は、12ビットの分解能のオシロスコープを選択することになる。

 一般的な用途では、2chもしくは4chのアナログ入力のオシロスコープが使われている。組み込み基板などを評価する際には、同時に多くのポイントの波形を観測しなければならない場合があるため、最近では8chのオシロスコープが各社から登場している。複数台数のオシロスコープを連結して同期を取ることによって8ch以上の波形を同時に観測することができる製品もある。

 また、デジタル基板の評価ではデジタル信号を論理信号として複数同時に読み込む要求がある。従来はロジックアナライザーとオシロスコープを組み合わせて使っていたが、現在はアナログ信号とデジタル信号を同時に観測できるミックスドシグナルオシロスコープが使われている。



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