デジタルオシロスコープの校正やプローブの概要：デジタルオシロスコープの基礎知識（3）（4/9 ページ）

連載最終回となる今回は、オシロスコープに接続する「さまざまなプローブの概要や注意点」および、観測結果の信頼性を確保するための「校正」について解説する。

[EDN Japan]

高電圧差動プローブ

　パワーエレクトロニクス機器では、コモンモード電圧を持った2点間の電圧波形観測を行う場合が多いので、高電圧差動プローブがよく使われる。下表にテクトロニクスの高電圧差動プローブを示す。

型名	周波数帯域	減衰比	最大差動電圧	最大対地電圧	ディレーティング 電圧	CMRR（代表値）
P5200A	50MHz	50:1 / 500:1	±1300V DC + peak AC	1000Vrms （CAT II）	35Vrms （50MHz）	DC：80dB 以上 100kHz：60dB 以上 3.2MHz：30dB 以上 50MHz：26dB 以上
P5202A	100MHz	20:1 / 200:1	±640V DC + peak AC	300Vrms （CAT II）	20Vrms （100MHz）	DC：80dB 以上 100kHz：60dB 以上 3.2MHz：40dB 以上 50MHz：30dB 以上
P5205A	100MHz	50:1 / 500:1	±1300V DC + peak AC	1000Vrms （CAT II）	20Vrms （100MHz）	DC：80dB 以上 100kHz：60dB 以上 3.2MHz：40dB 以上 50MHz：30dB 以上
P5210A	50MHz	100:1 / 1000:1	±5600V DC + peak AC	2300Vrms （CAT I）	30Vrms （50MHz）	DC：80dB 以上 100kHz：60dB 以上 3.2MHz：40dB 以上 50MHz：30dB 以上
TMDP0200	200MHz	25:1 / 250:1	±750V DC + peak AC	550Vrms （CAT I）	15Vrms （50MHz）	DC：-80dB 以上 100kHz：-60dB 以上 3.2MHz：-30dB 以上 100MHz：-26dB 以上
THDP0200	200MHz	50:1 / 500:1	±1500V DC + peak AC	1000Vrms （CAT II）	15Vrms （100MHz）	DC：-80dB 以上 100kHz：-60dB 以上 3.2MHz：-30dB 以上 100MHz：-26dB 以上
THDP0100	100MHz	100:1 / 1000:1	±6000V DC + peak AC	2300Vrms （CAT I）	15Vrms （100MHz）	DC：-80dB 以上 100kHz：-60dB 以上 3.2MHz：-30dB 以上 100MHz：-26dB 以上
表3：テクトロニクスの高電圧プローブ

　差動プローブも高電圧プローブと同様にディレーティング電圧に注目する必要がある。高い周波数の電圧測定を行う場合は、事前にディレーティング電圧を確認する必要がある。

図7：テクトロニクスの高電圧差動プローブTHDP0200の電圧ディレーティング（クリックで拡大）

　インバーターでモーターを駆動する回路のハイサイド（上アーム）のトランジスタの挙動を、高電圧差動プローブを使って観測する場合を示す（図8）。ハイサイド側は大きなコモンモード電圧が印加されるため、正確な波形観測ではCMRR（Common Mode Rejection Ratio、同相信号除去比）の仕様に注目する必要がある。

図8：高電圧差動プローブによるインバーターの測定（クリックで拡大）

　実際のインバーターの波形観測でCMRRの影響を見るには、下図に示すように高電圧差動プローブの両端子をコモンモード電圧が大きく変化する点に接続するとコモンモードの影響が分かる。

図9：CMRRの影響を確認する方法（クリックで拡大）

　インバーターの測定などノイズが多くある環境下で、高電圧差動プローブを使う場合はノイズの影響を低減させるため、下図のように入力リードをツイストして使うことを勧める。

図10：入力リードのツイスト