概要
- オシロスコープは、電子工学で扱っている信号を可視化し、分析することができます。これにより、精度と意思決定を向上させることができます。
- オシロスコープは、入力信号をキャプチャして表示することで、詳細な調査や分析を可能にします。
- オシロスコープを購入する際には、ビットレート、サンプリングレート、コネクタ、プローブの種類などの要素を考慮し、信号の正確な測定と監視を確実に行う必要があります。
電子工学を扱っているなら、オシロスコープが必要です。まだ気づいていないかもしれませんが、オシロスコープは、扱っている信号を実際に可視化し、電子工学の精度を高めることができます。これにより、精度と意思決定を向上させることができます。
オシロスコープの用途
オシロスコープの役割は、入力信号をキャプチャして表示することです。場合によっては、信号を記録して、後で詳しく調査することもできます。
オシロスコープの仕組み
オシロスコープには、少なくとも2つのコネクタがあります。1つはグランドに接続され、もう1つは回路上のポイントを「プロービング」するために使用されます。キャプチャされるのは、2点間の電圧差です。オシロスコープはアナログとデジタルの2種類がありますが、どちらもほぼ同じように動作します。
オシロスコープに必要な機能
オシロスコープを購入するということは、専門用語を理解する必要があるということですが、ここではその説明をします。
ビットレートとサンプリングレート
ほとんどの最新のオシロスコープはデジタルで、内蔵ADC（アナログ-デジタルコンバータ）が搭載されています。変換の品質は、入力信号のサンプリングレートと各サンプルを表すために使用されるビット数という2つの要素に左右されます。
オシロスコープの世界では、サンプリングレートはMSPSまたはGSPS（メガまたはギガサンプル/秒）で表されます。これは、Hzで表される帯域幅とは異なります。帯域幅は、マシンのアナログ部分に適用されます。これらのコンポーネントは集合的にローパスフィルタとして機能し、低周波数は通過させて高周波数は排除します。ここで言う「帯域幅」とは、信号が一定量減衰する周波数のことを指します。これは通常3dbで、信号強度の半分に相当します。
ビット深度も重要です。サンプルごとに1ビットを使用すると、オンとオフ、または0と1の2つの状態を記録することができます。使用できるビット数が多いほど、入力信号を近似するために使用できる値が多くなります。
16ビットのオシロスコープは65,536の値を表すことができますが、12ビットのオシロスコープは4,096の値しか表すことができません。しかし、このデジタル精度が意味を持つためには、信号対雑音比がかなり高くなければならないことに注意してください。バイナリとそれが重要な理由については、別の記事で説明しています。
コネクタ
ほとんどのオシロスコープには、BNCまたはSMAタイプのいずれかのコネクタが装備されています。購入するプローブに合わせて選択しましょう。ラインレベルのオーディオなど、特定の種類の信号を測定する場合は、TS、TRS、またはRCA入力を受け入れるアダプタを探す必要があるかもしれません。
もう1つの考慮点は、使用可能なコネクタの数です。多くの入力を備えたオシロスコープは、多くの信号を同時に監視することができます。I2CまたはSPIを介してデバイスを接続している場合は、これにより波形を重ねて、すべてが同期しているかどうかを確認することができます。
パッシブプローブとアクティブプローブ
プローブには、パッシブプローブとアクティブプローブの2種類があります。パッシブプローブには、内部で並列に接続された抵抗器と調整可能なコンデンサが内蔵されています。アクティブプローブはより複雑で、小さなオンボードアンプを介して動作します。アクティブプローブは、測定される信号に影響を与えにくいので、高速信号を扱う場合に適しています。
抵抗
プローブの内蔵抵抗の値によって、インピーダンスの量が決まります。2つの主なオプションは、1メガオームと50オームです。これから始めるのであれば、通常は1MΩの接続で問題ありません。50Ωのプローブは、通常、低電圧、高周波回路用に用意されています。
オシロスコープは、電子機器の工作に最適なツールです
オシロスコープは、ハイエンドの研究所でも、庭の物置でも、非常に便利なデバイスです。オシロスコープなしで回路を構築したり、トラブルシューティングしたりしようとするのは、中華鍋なしで炒め物をするようなものです。ぜひ投資して、後悔しないようにしましょう！
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