オシロスコープのチャネル間隔離度とは何か

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今日、マッコーシンのオシロスコープを使っている友人から質問を受けました。オシロスコープの仕様表に「チャネル間隔離度」という項目があり、その値が40デシベル以上と表示されているのですが、これはどういう意味なのかというものでした。では、オシロスコープのチャネル間隔離度というパラメータの意味や、自分のオシロスコープのチャネル間隔離度をどのように測定するかについて説明しましょう。現在、市場に出回っているほとんどのオシロスコープは、チャネル間が絶縁されておらず、つまりグラウンドを共有していることがわかっています。したがって、チャネル同士の間には必然的にクロストークが生じます。クロストークとは、あるチャネル上の信号が別のチャネルに与える影響の度合いを示すものです。理想的な状況では、チャネル同士は互いに干渉しないはずですが、実際にはそうではありません。2本の信号線間の結合、相互インダクタンス、および相互キャパシタンスによって信号線上にノイズが発生し、そのためクロストークは避けられないのです。そして、チャネル間の分離度とは、このチャネル間の干渉がどの程度かを示すもので、数値が大きいほどノイズ耐性が高いことを意味します。 では、具体的にはどのように測定するのでしょうか？オシロスコープのチャネル1に正弦波信号を入力し、干渉チャネルとして使用します。そして、チャネル1の垂直軸の設定を調整して、波形がオシロスコープの画面全体をできるだけ埋め尽くすようにします。次に、チャンネル2の垂直レベルを最小値に設定し、チャンネル減衰比を1Xにします。チャンネル2は干渉を受けるチャンネルとして扱い、同時にチャンネル2にはいかなる信号も接続されていない状態を保ちます。オシロスコープのタイミング基準レベルを調整し、チャネル1の信号が画面内に少なくとも1つの完全な周期分表示されるようにする。オシロスコープの測定オプションを開き、チャネル1とチャネル2の振幅を取得する。この時、チャネル1の垂直分解能は500mV/divで、振幅は3510mVです。チャネル2の垂直分解能は1mV/divで、振幅は0.74mVです。チャネルの分離度の計算式は次の通りです。ここで、K1はチャネル1の垂直ステップを表し、K2はチャネル2の垂直ステップを表します。また、A1はチャネル1の信号の振幅を、A2はチャネル2の信号の振幅を表します。対数部分の計算値は約6.38となり、したがってオシロスコープのこの時点でのチャネル分離度は127.6dBであり、仕様表に記載されている≥40dBという値を満たしています。オシロスコープのチャネル間隔離度が高いほど、チャネル間のクロストークは小さくなり、結果としてテストの精度も高くなります。興味のある方は、手元にあるオシロスコープを使って簡単にテストや計算をしてみてくださいね。