オシロスコープ・プローブ

オシロスコープやプローブを購入したときに、最初に行わらなければならない作業（儀式？）があります。それが、プローブの位相調整です。オシロスコープの入力容量の機差を補正します。
ここでは実際に測定を行なう場合の、信号の入力方法とプローブの補償方法について述べます。

(１)信号入力
観測しようとする信号は、INPUTに接続します。ほとんどが、BNCコネクタです。この入力コネクタに接続するには,次の3通りの方法があります。

(a)同軸ケーブルを用いる方法.

(b)リード線で接続する方法.
これには付属品の接続ケーブルのように,入力コネクタの中心導体に差込むのに適した太さの導体を用いるか、付属品のアダプターを用いて、リード線を接続します。

(c)プローブを使用する方法.



同軸ケーブルを用いる方法(a)は、高周波特性に関しては最も望ましい方法です。
その特性インピーダンスで終端を整合（ターミネーション）して使用します。
特に、特性インピーダンスが50Ωの同輔ケーブルを用いて整合した場合は、オシロスコープの特性に最も忠実な使用法ということができます。
それは、周波数帯域や波形ひずみなどの機器の性能は、50Ωで整合した場合の性能であるからです。
したがって、同軸ケーブルを使用する方法でも、50Ω以外の特性インピーダンスのものを使用した場合には、多少の特性上の変化を考慮に入れておかなけれぱなりません。
しかし、被測定物が、同軸ケーブルの特性インピーダンスのような低いインピーダンス回路の負荷効果を無視できるような低インピーダンス回路であることは稀であり、信号発生器やパルス発生器のように、同軸ケーブルに整合した出カインピーダンスをもつ装置の出力波形を観測するような場合のほかは、ほとんどの場合が測定器の入カインピーダンスは高い値であることが求められます。
そのような時に(b)や(c)の方法を用います。

リード線（例えば、シールド線など）接続の方法は最も簡便な方法ですが、この場合にも多少の注意がいります。
INPUTにおける入カインピーダンスは抵抗成分が1MΩ、容量成分が約25pFである。
リード線接続をする場合には、INPUTから測定点まで接続するリード線の浮遊容量(stray capacitance)がさらに加算され、数10PF の容量の負荷作用を被測定物に与えることになります。
また、抵抗成分の1MΩも無視できない場合もあります。

3番目の付属品のプローブを使用する方法(c)によると、以上のようなリード線接続の短所を補うことができる。この場合には、抵抗成分は10MΩ・容量成分は15pF程度であり、プローブで直接に測定点に触れられるので、それ以上の容量は増加しません。 ただし、垂直軸の偏向感度が1/10になります。
また、1/100プローブやFETプローブ、電流プローブ等もありますから、使い分けます。
　

(2)プローブの位相調整
プローブを使用するときは、最初に、位相調整を行なう必要があります。
プローブをINPUTに接続して、入力レベルのVOLTS/DIVを最大感度の0.02v/divにして(あるいは、波形が適切に表示されるように)、プローブの接触端子をCALOUTに触れます 。
そして適当な掃引時間(TIME/DIV)を選んで同期させて、ブラウン管面の映像が上図(b)のように最適な方形波になるようにトリーマを調整します。
調整場所は、プローブによって異なりますので、取扱説明書を参照します。
例として下図を参考にして下さい。 複数箇所の調整が必要なプローブもあります。 この時、COUPLINGの切換えは、DCにします。

参考に、Tektronixの広帯域プローブの回路図を示します。

さらに、オシロスコープ･プローブについて知りたい方は、
http://www.tektronix.co.jp/Products/Measurement_Prod/App_notes/main_acc.html
http://ja9ttt.homedns.org/hamf/mymes/FET-Probe2.html
を、参考にしてください。

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