オシロスコープについて

質問

オシロスコープに必ずProbe×1、10、100、・・・という設定があると思います。通常10倍のProbeが付いています。このProbe×1、10、100、・・・は何の意味があるのでしょうか？1と10だと見え方が違ったりするのでしょうか？

回答No.3

info22 · ベストアンサー

Probeには 1:1用（x1用）と10:1用（x10用）があります。
1:1用Probeは測定点の信号をプローブの同軸ケーブル部分を経て直接オシロの入力端子に接続します。
オシロは入力インピーダンスが
「50Ω」の機種と
「１MΩ//約10pF」の機種
があります。
前者が測定回路の出力インピーダンスが50Ωの出力の測定専用（インピーダンス整合をとって波形観測。50Ω同軸ケーブルでオシロに接続します）です。通常のオシロは後者の「１MΩ//約10pF」の機種で非整合（マッチングを取らない接続）での接続、つまり高インピーダンス接続での波形観測になります。
この場合高い周波数の信号観測では、プローブの同軸部分の容量やオシロ入力容量（約10pF）が信号の高周波成分を短絡してしまうため、高い周波数の波形振幅が小さくなったり、急峻な立上り/立下りの矩形波やパルス波形の立上り/立下りがなまって、高周波波を含む波形になるほど、測定端子の波形が忠実に再現されなくなります。

この1:1用プローブの入力容量が測定回路へ影響を減らして、より高い周波数成分まで波形観測できるように入力回路に直列に9MΩの抵抗とそれに並列に補償用の半固定コンデンサーを入れて、高周波分は容量比で10:1となるようにし、直流分では抵抗分で10:1とすることで高周波領域まで、測定回路に影響を与えないで、より忠実に波形観測できるようにした10:1用Probeが用意されています。このプローブの場合は波形が忠実に観測できますが、オシロの入力端子には1/10倍の波形が入力されますので、オシロの利得を10倍にしてやることでオシロの観測波形と測定端子の波形が同じ振幅の電圧波形になります。10:1用のProbeの先端（フック）からオシロ側をみた等価静電容量は勿論1:1オシロよりずっと小さくなります（数pF）。

>1と10だと見え方が違ったりするのでしょうか？
1:1用Probe(x1用)と10:1用Probe（ｘ10用）を比較すると
低周波数の波形の形状は同じになりますが、高周波になるほど10:1のプローブの方が波形をより忠実に表示でき、プローブの接続が測定回路へ与える影響が少なくなります。

お礼

非常によく分かりました。
謎が解けました。
ありがとうございます。

回答No.6

info22

#3です。

#4さんの
A#4について
> 自分が弾いた　midi を　mp3 に　するために
> オシロを　噛ましていますが。
>
> 50Ω　システムとした方が　よさそう　です。
波形観測のため、出力インピーダンスが50Ωの場合、50Ωの同軸で、入力インピーダンスが50Ωのオシロに接続してやればいいです。入力インピーダンスが1MΩ//約10pFのオシロに入力する場合は50Ω終端接栓を使ってオシロの入力に接続します。
しかし
midi出力インピーダンス（出力インピーダンスは当方で分かりませんが）にほぼ等しいインピーダンスの同軸ケーブルを使って後段のmp3の入力に50Ω終端して接続します。同軸の途中にオシロを噛ます場合はT型接栓を入力インピーダンスが1MΩ//約10pFのオシロにつないで、T型接栓の両側にmidiからの入力とmp3への出力を接続します。そうするとインピーダンス整合が取れます。
けれども、音響周波数の信号の場合であればそんなに波形が崩れる（影響が出る）とは思われませんね。

回答No.5

hs001120

info22　さんの回答で解決済みと思いますが
悪い事は言いませんから図書館などで、オシロスコープの入門本等に一度は目を通すことをお勧めします。

例えば、100MHzのオシロスコープが売られていたとして、
100MHzの性能(100MHzの信号を入力して、表示は-3dB低い程度に収まる)が発揮できるのは
1:10とか1:100のプロープ比を使い、正しく半固定コンデンサーを調整した場合です。
1:1では、カタログ性能よりはるかに低い性能しか発揮できないと考えてください。
また、未調整で信号を表示したとしても正しい内容が表示されるとは限りませんから
測定結果自体が意味を持ちません。

そのため、電気工学系の大学や高専などでオシロスコープを使うときは、
基本中の基本として必ず最初に習う内容です

参考URL：

http://www.anan-nct.ac.jp/gcenter/gijyutsu/staff/musashi/pdf/3eoscillo1.pdf

回答No.4

cato_01

質問者さん　ちと　ごめんなさい。
info22　さん。

★　当方　実演家であり、HP 開いています。
自分が弾いた　midi を　mp3 に　するために
オシロを　噛ましていますが。

50Ω　システムとした方が　よさそう　です。

感謝です。

回答No.2

tadys

必ず付いているわけではないですね。
信号の電圧値を数字で表示する機能のついているオシロには付いています。
これは表示の値を正しい値にするために必要なものです。

１０倍のプローブを使用しているときにｘ１を選択すると表示値が１／１０になってしまいます。
ｘ１００ならば１０倍になります。この倍数を変えたとしても波形表示そのものには影響しません。

オシロスコープに電圧表示がついている場合、あるいはカーソルで電圧が読み取れる場合には試してみてください。

補足

＞信号の電圧値を数字で表示する機能のついているオシロには付いています。
これは表示の値を正しい値にするために必要なものです。

×10のプローブの方が×1のプローブより正確な値が表示されるのですか？基本操作は分かっていますので、適切に設定してやらないと値が1/10や1/100になるのは知っています。お伺いしたいのは、なぜ×10や×100のプローブがあるのかということです。何か意味があるから何種類もあると思うのですが、その意味が分かりません。

回答No.1

cato_01

X 軸が時間
Y 軸が電圧　　ですね。

例えば　455Hz のサインカーブを見る。
1/100Hz 秒にした時の　波形と
1/1000Hz 秒にした時の　波形は?

狙っている周波数帯域に、プロブをあわせて測定する。