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オシロスコープのプローブの仕組み

oscilloscope probe

オシロスコープのプローブの仕組み

電子機器では、さまざまなテスト機器を使用し、オシロスコープは最も一般的に使用される機器の1つです。 オシロスコープを使用する場合は、プローブを使用して、時間、周波数、電圧などの物理的要因を測定します。 しかし、プローブがこれらの物理的要因をどのように測定するのか疑問に思ったことはありますか?

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この問題を解決するには、オシロスコープのプローブを分解して内部を見る必要があります。 プローブは、オシロスコープとのインタフェースにシールドケーブル付きのBNCコネクタを使用します。 オシロスコープに2本のワイヤを使用して接続した場合、信号の歪みが発生します。 極端な場合、方形波入力はノコギリ波になる可能性があります。 これはどうしてできますか?

オシロスコープは、一般に、より高い入力インピーダンスを使用して、テスト回路への影響を低減します。 したがって、プローブのBNCコネクタの後ろには1Mオームの抵抗または同様の回路があります。 入力インターフェイスにフィルタを形成する小さな容量があり、測定可能な波形歪みが発生します。 この問題を解決する方法は、プローブの設計方法によって異なります。

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一般に、オシロスコープのプローブは、ケーブルのこの部分の影響を相殺するために並列調整可能なコンデンサを使用しますが、一部のプローブには理想的な効果に達するように調整コンデンサを使用しています。 オシロスコープに矩形波源がある場合は、プローブを信号源に接続し、画面に表示された方形波が最も完全な「方形波」になるようにコンデンサを調整します。 大きなコンデンサは、プローブがローパスフィルタを形成することを可能にし、逆に、ハイパスフィルタを形成する。 したがって、最良の結果を得るためにプローブを調整するように注意してください。

ほとんどのプローブは、高電圧を読み取るために信号を減衰させるための切り替え可能なアッテネータを備えています。 たとえば、10x減衰器を選択し、1V信号を測定すると、スコープは100mVになります。 オシロスコープの入力がプローブと同じアッテネータ設定に設定されていることを確認して、表示された信号電圧が正しいようにする必要があります。

プローブは高インピーダンス回路を使用して測定回路が測定セクションによって妨げられないようにしますが、低インピーダンステストで回路を測定する必要があることがあります。 例えば、50オームのインピーダンスRF出力回路、通常のオシロスコーププローブはこの測定には通常適していません。 50Ωの終端抵抗に合わせるために3方向のBNCを使用し、もう一方の端に50Ωの出力に直接接続する必要があります。

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