同軸ケーブルと測定器のインピーダンス整合

質問

お世話になります。光センサーがあり、そこから５０Ωの同軸ケーブルを介して入力インピーダンスが１MΩの測定器（オシロまたはデータロガー）で計測する場合、正しい測定をおこなうにはこれらをどのようにつなぐのがよいのでしょうか。もし中継に必要な部品があればそれもご紹介いただければありがたいです。よろしくお願いします。

回答No.3

tadys · ベストアンサー

光センサーの出力インピーダンスは何Ωですか？
光センサーから出力される信号の最高周波数は何Hzですか？
同軸ケーブルの長さは何メートルですか？
ケーブルによる精度の低下はどれぐらいを許容できますか？

これらが分からないと的確なアドバイスができません。

例えば、光センサーの出力インピーダンスが50Ωであれば、そのままでも大丈夫でしょう。
あるいは、測定器の入力に５０Ωの“フィードスルーターミネータ”を接続してもいいです。
オシロスコープの場合、入力インピーダンスを５０Ωの物や、５０Ωに切り替えられるものが有ります。
（大抵は高価なものになりますし、高い電圧は測れません）

ケーブルの両端で５０Ωにマッチングしていないと気になるというのであれば
光センサーの出力に適切な“抵抗パッド”を挿入し、測定器の入力に５０Ωの“フィードスルーターミネータ”を接続します。
ただし、信号のS/Nが低下するので、それが問題になる場合は増幅器を挿入するなどの対策が必要です。

あるいは、最高周波数が100ｋHz程度でケーブルの長さが数メートル程度であれば
インピーダンスマッチングを気にする必要は有りません。
普通の場合、ケーブルの長さが信号の波長の1/20程度より短ければインピーダンスマッチングを気にする必要は有りません。
ただし、出力インピーダンスが高くてケーブルの容量が大きい場合は信号の高域成分が減衰するので問題になります。
その場合は低用量のケーブルを使用するとか、バッファアンプを使用して出力インピーダンスを低くします。

信号周波数が 数百MHｚ以上で精度を追求する場合は特別な注意が必要ですので、別途相談したほうがいいでしょう。

お礼

tadys様
早速のご回答ならびに専門的なご指摘ありがとうございます。

＞光センサーの出力インピーダンスは何Ωですか？
50Ω
＞光センサーから出力される信号の最高周波数は何Hzですか？
50kHz
＞同軸ケーブルの長さは何メートルですか？
2mくらい
＞ケーブルによる精度の低下はどれぐらいを許容できますか？
5％くらい

ですが、’最高周波数が100ｋHz程度でケーブルの長さが数メートル程度であればインピーダンスマッチングを気にする必要は有りません’という点、参考にさせていただきます。

回答No.2

KEN_2

普通50Ωの同軸ケーブルを介して波形解析などの測定する場合は、測定器側にHi/LOWの入力切替SWが行いていてLOW;50Ωにして測定します。
こうしないと、高速・高周波成分の信号に反射波が発生し、波形が歪み測定結果が異なってくるからです。

入力インピーダンスが１MΩの測定器の場合は、50Ωの終端抵抗を介してから入力に接続します。
オシロなどの場合はBNCの終端抵抗器があり、高周波系はN型の終端抵抗器や3dB/6dBのアッテネータを介して測定します。
各測定器の取り扱い説明書に記載があるはずですので、参照してください。

下記はオシロなどの場合BNCの終端抵抗器です。
http://www.keisoku.co.jp/pw/oyakudachi/s-guide/cat140/syutan.html

お礼

KEN_2様
早速のご回答ありがとうございます。
やはりそのようなマッチングが必要ということですね。
オシロ以外の計測器を想定しているのですが、マッチングの方法は’各測定器の取り扱い説明書’を見てみます。

回答No.1

joqr

何が聞きたいんだろう？
何が分からないのか、ちゃんと整理した方が良いよ

読む限り何の問題も無いのでは？？？
普通そのまま繋ぐけど・・・
電圧を測定したいだけなんでしょ？？？

意味無いデータ取っても仕方ないでしょ？？？