オシロスコープを使った一般的な回路のテスト方法

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バッテリーや直流電圧の測定を行う際には、まずチャネルの結合モードが直流状態であることを確認する必要があります。バッテリー電圧の場合、値が比較的低いため、プローブの減衰率は通常1Xで十分です。垂直スケールは1Vまたは500mVに設定します。https://pic4.zhimg.com/80/v2-67a3e77c6dd710f1eadca6203fdb2f2b_720w.jpg そして、オシロスコープのトリガーモードが自動状態になっていることも確認してください。https://pic4.zhimg.com/80/v2-cd8e271aac61f401172de23bbc724f6b_720w.jpg バッテリーに電力が供給されているか、直流電圧が出力されていることを確認し、プローブをバッテリーや直流電源の正極に接続します。プローブのクランプ部分（つまり接地端子）は、バッテリーや直流電源の負極に接続します。もちろん逆に接続しても問題はなく、波形が表示されるときにオシロスコープのゼロレベルの下側に表示されるだけです。オシロスコープの測定項目の平均値を表示すると、直流電圧値がわかります。https://pic4.zhimg.com/80/v2-4ebc49b1ff0c31a54d2ac789b978358b_720w.jpg上の図のように、私たちがテストしたのは電圧1.6Vの電池です。直流信号には曲線の波形がないため、オシロスコープ上では直線として見えます。 クリスタル発振器の測定において、クリスタル発振器は容量性負荷に敏感です。×1の設定を使用すると、プローブの容量が比較的大きくなり、まるで重い負荷がクリスタル発振器回路に並列に接続されたかのようになり、容易に発振が停止してしまいます。そのため、10X設定のプローブを使用する方が適しています。オシロスコープのチャンネルはACカップリング、10Xレンジに設定します。クリスタル発振器の基板に電力が供給されて動作していることを確認したら、プローブのカバーを外し、プローブを露出させます。プローブクリップをマザーボードのグラウンド線、つまり電源の負極に接続し、プローブの先端をクリスタル発振器のピンの1つに接触させます。https://pic3.zhimg.com/80/v2-9e3552f78a6e000e3ce24a279dba130a_720w.jpg オシロスコープの垂直軸の設定とタイミング基準を調整し、波形が少なくとも1周期分、画面に完全に表示されるようにします。下図の通り、このクリスタル発振器の周波数は25MHzです。https://pic1.zhimg.com/80/v2-0881840bb976c68d6344c88043bcd1bc_720w.jpg また、クリスタル発振器の出力エッジは一般的に急であり、立上がり時間も短いです。これは、クリスタル発振器の出力に高周波成分が多く含まれているためで、したがって高周波信号として扱うべきです。プローブ×1モードの帯域幅には制限がありますが、プローブ×10モードでは全帯域幅が使用可能なため、測定には×10モードを使用する必要があります。 信号発生器の出力信号の測定では、信号発生器から出力される波形を測定します。一般的に出力電圧はピーク値で20V以下であり、オシロスコープのチャンネル設定は1Xに調整し、垂直軸の設定は通常1V/divで十分です。オシロスコープのチャネル結合モードを直流結合にし、トリガーモードは自動に設定してください。信号発生器の信号出力ポートをオシロスコープの対応するチャンネルポートに接続し、信号発生器が正常に動作して信号を出力できるようにします。次にオシロスコープのAUTOキーを押し、波形が適切な位置に自動的に調整されるようにします。自動調整後でも満足できない場合は、垂直ゲインやタイミング調整の波形形状を自分で調整できます。https://pic3.zhimg.com/80/v2-311890c5964b28f59d28efcf0a79388a_720w.jpg 電源のリップル測定においては、プローブは原則として1Xレンジを使用することが推奨されます。これにより、不必要なノイズの減衰がリップル測定に影響を与えるのを避けることができます。同時に、オシロスコープのチャンネルの減衰率も1Xに設定することを忘れないでください。リップルは交流成分に属するため、「チャネル結合」方式では交流結合方式を用い、直流信号の入力を制限する必要がある。一般的なスイッチング電源の出力リップル周波数は0～20MHzの範囲です。一方、高周波同期スイッチングノイズや信号反射などによって生じるノイズは0～1GHzの範囲にある。したがって、20MHzの帯域制限を有効にして、不要な高周波ノイズを除去すべきです。https://pic2.zhimg.com/80/v2-8f1b0cde6db85fbc496df08d97a88f3d_720w.jpg 電磁波などによる信号の干渉を避けるため、オシロスコープのプローブの接地線はできるだけ短くする必要があり、通常はプローブに内蔵されている接地スプリングを使用して接地します。最後に、FFT機能を用いてリップル波形を周波数領域で解析することで、各周波数帯域におけるノイズやスイッチングによって生じるリップルの大きさを正確に把握することができます。https://pic2.zhimg.com/80/v2-28922cace24d39baa8fe1f342adb40cd_720w.jpg 家用の市電220V（110V）用。オシロスコープの電源ケーブルを外し、バッテリーで動作させる。2つの10Xプローブを使用し、チャネルの減衰は10Xに、垂直分解能は100V/divに設定し、結合方式は交流結合にします。測定対象側に家庭用電源の出力があることを確認し、2つのプローブをそれぞれ家庭用電源の2本の線に接続します。次にオシロスコープで数学チャンネルを開き、2つのチャンネルの差分を取ることで得られる波形が市電の波形です。https://pic3.zhimg.com/80/v2-2f3372bda784ec0c6458f1a82b21c72e_720w.jpgもちろん、市電の波形を測定するにあたって最も安全で便利な方法は、やはり差動プローブを使用することです。 自動車用通信CAN H/Lバス信号の測定およびデコード：オシロスコープのチャンネル1と2にBNCからバナナプラグへのケーブルを接続します。https://pic2.zhimg.com/80/v2-d4f9171133e678440713b3c59982380d_720w.jpg チャンネル1は診断コネクタのPIN6（CAN_H）に、チャンネル2はPIN14（CAN_L）に接続します。チャンネル1とチャンネル2のグラウンド端子は診断コネクタのPIN4に接続します。オシロスコープのデコードメニューを開き、CANバスの設定を行います。https://pic4.zhimg.com/80/v2-a3398e90879512a8dcaa822fc80b2367_720w.jpg バスの閾値レベルを調整し、デコードデータを取得します。トリガー方式はデコードトリガーに設定し、データフレームIDの安定した波形が得られるようにします。垂直軸の感度やタイムベースを調整して信号を観察します。https://pic4.zhimg.com/80/v2-aa4413f3ab9d3b2a3e0b401fa02f079f_720w.jpg アンプや音声信号の測定では、オシロスコープのトリガーをautoモードに設定し、カップリング方式をACに変更します。これによりアンプが起動して音声信号を出力するようになります。プローブのクリップとプローブをアンプの2本の出力端子に接続します。正極と負極を区別する必要はありません。垂直スケールを調整して、波形が画面内に完全に表示されるようにします。音量の大きさを調整することで、波形の振幅の変化を観察できます。https://pic1.zhimg.com/80/v2-844bcdfe6dc251305a88f2248f5b7b7c_720w.jpg センサーの増幅回路について、センサーから出力される信号は一般的に非常に小さいため、オシロスコープで直接測定するのは困難な場合があります。しかし、センサーのマザーボードには信号を増幅する部品が搭載されており、そのアンプの出力端子を見つければ、オシロスコープを使って増幅された信号を測定することができます。1Xのプローブを使用し、チャネルの減衰も1Xに設定し、結合方式はDC、トリガーモードは自動にします。プローブクリップをセンサーマザーボードの電源負極に接続し、プローブは増幅部の出力端子に接続します。垂直分解能を50mv/divに設定し、タイムベースを200または500msにしてスクロールモードに入ります。波形に応じて垂直ゲインを適切に調整し、これでセンサーが受信する信号を観察できる。