オシロスコープのタイプ – アナログとデジタル

アナログオシロスコープ（別名CRO：陰極線オシロスコープ）：

• デジタルオシロスコープより画面が広い
• デジタルオシロスコープより価格が安い
• 通常はデジタルオシロスコープより応答時間が長い
• 陰極線管(CRT)*を使用して信号を表示する
• 垂直／水平チャネル、トリガシステム、タイムベース、CRTモジュールから構成される
• データを保存して後で解析することはできない

デジタルオシロスコープ（別名DSO：デジタル・ストレージ・オシロスコープ）：

• 通常は電圧信号をより正確に表現できる
• データを保存して後で解析できる
• コンピューターに接続してデータ解析を実行できる
• 液晶ディスプレイ(LCD)を備えている
• 元のアナログ信号をA/Dコンバーターでデジタル信号に変換する

デジタルオシロスコープの詳細とその使用法については、オシロスコープの基本を参照してください。

アナログオシロスコープにはさまざまな収集モードがあり、表示される波形の速度と分解能を決めています。一般的なモードとしては、シングルショット、繰り返し／トリガ、ストリーミングがあります。

1. シングルショットモードは最も単純なモードで、波形の単一のスナップショットを捕捉します。
2. 繰り返し／トリガモードはシングルショットモードに似ていますが、複数の波形スナップショットを捕捉します。このモードは、パルスや波形パターンなどの繰り返し信号の測定に便利です。
3. ストリーミングモードは、波形を継続的に捕捉します。これにより、波形の時間変化を観察できます。このモードは、急峻な電圧スパイクなどの過渡信号の測定に便利です。

アナログオシロスコープの校正は、オシロスコープの設定を調整して、回路内の電圧を正確に測定できるようにするプロセスです。垂直／水平スケールやオフセットなど、いくつかの設定を調整できます。正確な測定のために、使用前にオシロスコープを校正することが重要です。

オシロスコープは電圧計ではありません。電圧計は電圧を測定するのに対し、オシロスコープは電圧の時間変化を測定するもので、さまざまな用途に電圧計よりも適しています。

オシロスコープとマルチメータ

マルチメータは回路の電圧と電流の両方を測定できるのに対し、オシロスコープが測定できるのは電圧だけです。オシロスコープは電気的問題のトラブルシューティングに用いられるのに対し、マルチメータは導通、ショート、グランドの検査に使用されます。

アナログ・オシロスコープ・プローブ

アナログ・オシロスコープ・プローブは、オシロスコープを回路に接続するために用いられるデバイスです。信号を増幅して、オシロスコープによって測定可能にする役割を果たします。オシロスコーププローブには、オシロスコープのタイプに応じて、さまざまなサイズと形状があります。これらは通常金属製またはプラスチック製で、オシロスコープに接続するためのいくつかのピンやソケットがあります。

波形とは、時間とともに変化する電圧または電流の複雑なパターンです。電気／電子回路には、さまざまな形状の繰り返し波形が存在します。最も基本的な波形のタイプは方形波であり、固有の形状が何度も繰り返されます。方形波は発生が容易で、簡単に測定できる形状を持つため、テストや校正に広く用いられます。

アナログオシロスコープでは、CRT（陰極線管）に波形パターンが表示されます。CRTは、2つの金属プレートが中に入っている大型のガラス管です。電気信号がプレートに印加されると、電子ビームが発生して管の中を進みます。ビームは左から右に掃引され、各ポイントでの電圧が測定されます。この情報を使って、波形パターンが画面上に表示されます。

ランプ波は、回路のテストに使用できる複雑な波形です。これは、異なる周波数の2つの方形波を組み合わせることによって作成できます。ランプ波は、信号の周波数の測定や、回路の問題の診断に利用できます。

波形捕捉速度とは、オシロスコープが1秒あたりに捕捉できる波形の数です。これは使用するオシロスコープのタイプによって決まり、毎秒10波形から100,000波形にまで及びます。高周波回路をテストする場合、測定の確度に影響するため、波形捕捉速度を知っておくことが重要です。

水平／垂直偏向プレートとは、オシロスコープ内で電子ビームを曲げるために用いられる1対の金属プレートです。これは、強い信号を発生していない回路や、高周波モードでテストされている回路の場合に役立ちます。

メモリ長とは、オシロスコープのメモリに記録される波形の数です。これは使用するオシロスコープのタイプとサンプリングレートによって決まり、2波形から200万波形にまで及びます。高周波回路をテストする場合、測定の確度に影響するため、メモリ長を知っておくことが重要です。

X-Yモードとは、オシロスコープの画面上に2つの電圧信号の間の関係をプロットする機能です。これは、複数の信号が存在する回路の問題を診断する場合に役立ちます。また、信号の周波数を測定するためにも役立ちます。

オシロスコープオーバードライブとは、電圧信号を増幅して、オシロスコープで測定可能にする機能です。これは、強い信号を発生していない回路や、高周波モードでテストされている回路の場合に役立ちます。オシロスコープオーバードライブには危険が伴うので、使用する場合は注意が必要です。

保護入力回路とは、オシロスコープを損傷から保護するために役立つ機能です。これは通常、高電圧または大電流が存在する回路をテストする場合に用いられます。入力回路が信号のエネルギーを吸収することで、オシロスコープが損傷を受けないようにします。高電圧または大電流の回路をテストする際には、オシロスコープの損傷を防ぐため、保護入力回路を使用することが重要です。

1. プリアンプ- オシロスコープによる測定の前に電圧信号を増幅するためのデバイス。これは、強い信号を発生していない回路や、高周波モードでテストされている回路の場合に役立ちます。プリアンプは、オシロスコーププローブまたはテストリードと組み合わせて使用できます。オシロスコープのタイプに応じて、さまざまなサイズと形状があります。
2. トリガジェネレーター- オシロスコープに対して指定したトリガ信号を発生するためのデバイス。特定の波形をスキャンし、繰り返し上書きします。これは、強い信号を発生していない回路や、高周波モードでテストされている回路の場合に役立ちます。トリガジェネレーターは、オシロスコーププローブまたはテストリードと組み合わせて使用できます。オシロスコープのタイプに応じて、さまざまなサイズと形状があります。
3. アンブランキングゲート- バックライト上で信号が見えるように、オシロスコープ画面をブランクにするためのデバイス。これは、強い信号を発生していない回路や、高周波モードでテストされている回路の場合に役立ちます。アンブランキングゲートは、オシロスコーププローブまたはテストリードと組み合わせて使用できます。オシロスコープのタイプに応じて、さまざまなサイズと形状があります。

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*陰極線管(CRT)は、アナログオシロスコープに用いられる画面の種類です。これは、電圧信号を画面に表示される視覚的表現に変換する役割を果たします。CRTは最近のオシロスコープには使用されていませんが、かつては一般的なテクノロジーでした。DIY愛好者の中には、デジタル画面より見やすいという理由で、現在でもCRT画面のアナログオシロスコープを使用する人が多くいます。