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オシロスコープでプローブを2本使う理由
オシロスコープのことについて質問があります。 同一時間軸で波形を測定するためには、プローブを2本用いるように、 という説明を受けたのですが、 プローブ1本でも、オシロスコープの画面の中心軸を基準として波形を測定すれば 同一時間軸の波形が測定できそうな気がします。 どうして、プローブを2本用いなければいけないのでしょうか。
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例えば， 電圧がe(t)=Em*sin(ωt) 電流がi(t)=Im*sin(ωt+θ) として「電圧と電流の位相差θを読み取りたい」 とします。 このときプローブを2本使って，電圧と電流を同時に観測するのが， 普通のやり方です。 電流信号i(t)=Im*sin(ωt+θ)を入れれば， 位相がθだけずれた波形が見えるはずでしょ!， という疑問でしょうか? オシロスコープの時間軸は，入力信号に合わせて時間の原点を決めています。 オシロスコープの中に，絶対的な時間tの原点を持っているわけではありません。 これは「トリガ」といわれる機構です。 例えば「信号が負から正になった瞬間を時間t=０と決める」という具合に， 入力信号を元にオシロスコープが勝手に時間の原点t=0を決めています。 このため，プローブを１本しか使わずに， 二つの信号を別々に観測した場合， それらの時間原点を揃えるのは，ほとんど不可能です。 「二つの波形の位相差を知りたいなら，プローブを二本使い， 時間原点を合わせて二つの波形を同時に観測する」 という方法が，二つの信号の位相差を読むための基本的かつ確実な測定法です。
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- アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）
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プローブの使い方はわかりますか？原理はわかっていますか？ オシロスコープ内のグラウンド(この意味もわかりますか？)と入力チャンネルの各々のグラウンドがつながっています(アイソレーション機能があるオシロを除く)。チャンネル間のグラウンドに電位差(時間的に変化するものを含め)が生じていると正しく測定できません。 プローブを用いず、BNCコネクタ付き同軸ケーブルを使って四苦八苦するといい勉強になると思います。(私もこっちの類いでした)
お礼
お礼遅くなって申し訳ありません。 回答ありがとうございました。 私の知らないことがたくさんあることがわかりました… 使い方はわかってきたものの、原理がわからないことがたくさんあります。 これから勉強していこうと思います。
- tadys
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測定対象の波形が一つだけでしたらプローブを２本使用する積極的理由は無いです。 ですから、質問者の質問内容には何かの前提条件が不足しています。 不十分な質問には不十分な答えが返ります。
お礼
回答ありがとうございました。 そうですね…説明不足でした。 今回、トランジスタを使った無安定マルチバイブレータの、 トランジスタのコレクタ電圧、ベース電圧を測定する、ということをしたのですが、 プローブ1本を用いて観測した結果が理論的におかしい (コレクタとベースの電圧が交互に出るはずなのに、そうならないうえ、 2つのトランジスタの波形はちょうど逆になるはずなのに、まったく同じ波形になった) ので、質問させていただきました。 どうやら、2本使わないといけなかったようだとわかったので、2本でやってみます。 質問するうえでの参考になりました。ありがとうございます。
- fjnobu
- ベストアンサー率21% (491/2332)
繰り返し波形なら、何度でも測定は可能で１本でも可能です。 ところが、単一現象なら２本はおろか１０本有っても足らない場合があります。
お礼
回答ありがとうございました。 10本！それをどうやってつなげるのか、まだ経験が浅い私にはわかりませんが すごいですね… 参考になりました。ありがとうございます。
- fujiyama32
- ベストアンサー率43% (2233/5090)
単純な例を示しますと、交流の(1)電圧波形と(2)電流波形を同時に 観測して、双方の位相差や波形の形状がどのようになっているのか を測定したい場合に、電圧プローブの1本と電流プローブの1本の 2本のプローブが必要になります。 この他にもいろいろあります。今後、測定作業をより進めて行くと 経験して納得されると思います。
お礼
回答ありがとうございます。 やはり2本必要なのですね。 参考になりました。ありがとうございました。
- aokii
- ベストアンサー率23% (5210/22062)
波形が変化した場合に測定できないからです。同一時間軸で波形を測定するためには、同期が必要です。
お礼
回答ありがとうございます。 波形が変化する、というのは、測定途中でいきなり波形が変化する、ということでしょうか。 そのようなこともあるのですね… 参考になりました。ありがとうございました。
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