このサイトではオシロスコープに関して、基本から少し踏み込んだところまでの情報を公開します。
数ある要素の中で特に水平システムと複数の種類に分かれている波形に関することが主で、ズームなどの機能面にも触れていきます。
その全てがほぼ必須となるような内容なので、使用するのであればいずれ知ることになるでしょう。
そのため早い段階から少し発展した知識を得たいという人は、ひと通り目を通して確認してみると良いでしょう。

オシロスコープの水平システム|ズームとは

オシロスコープの水平システム|ズームとは 基本状態のオシロスコープは画面上に波が表示されている状態ですが、それをズーム機能によって拡大することもできます。
表示される波には多種多様な特徴があるため、全体が把握できるような規模だと細かな部分まではわかりづらいことが多いです。
特に水平システム上で短い時間に何度も往復を繰り返す波だと、縦に線が並んでいて潰れたような見た目になってしまいます。
そんな時に活用できるのがズーム機能で、その全体の一部分に焦点を当ててより詳細なことが分かります。
その機能は必要になる場合が多いので、どのオシロスコープにも基本として付属していることが多いです。
ただズーム機能も万能ではなく、あまりに拡大し過ぎると捉え切れていない範囲まで表示しようとするため、逆に乱雑なグラフになってしまいます。

オシロスコープの水平システムを電圧にするXYモード

オシロスコープの水平システムを電圧にするXYモード オシロスコープは通常だと、水平システムに時間軸を置き、垂直が電圧を示します。
そしてそこでXYモードを取り入れると、水平システム部分も電圧にすることができます。
これは2つのチャンネルを使用して電気信号をオシロスコープに送る際に使われる機能で、それぞれの位相差の計測に用いることが多いです。
グラフとして同じ範囲で上下する電気信号であっても、それが同じ時間で繰り返されるとは限りません。
一方が1周する間にもう片方が4周するのであれば、当然違いが出てきます。
さらにその周期が開始される時間が異なれば、より複雑になります。
そんな差を計測するのにXYモードが役に立ちます。
位相差をXYモードで測定する場合、表示されるのはグラフのような波状になった線ではなく、特殊な図形のようになります。
2種類の信号の電圧が重なる部分が、グラフ上に記される図形です。
それをリサージュ図形と呼び、すでに周期のずれと比率によって形が定められています。
例えば比率も時間も全く同じだった場合は表示されるのが直線になり、時間が4分の1ずれると円形になります。
そして比率が異なると、より複雑な形になっていきます。
ただあくまでも振れ幅が同じなので、表示される図形は規則性に従った見た目になります。

現在は、より広帯域で高分解能のオシロスコープ

オシロスコープは時間が経つにつれて、電気信号が変化していく様子をリアルタイムでディスプレイに表示して、電気信号が変化していくのが見てわかるようにした波形測定器です。それは大変高い周波数の電気信号の変化も表わすことが可能なので、エレクトロニクス分野のエンジニアには必ず必要な機器です。広帯域や高分解能を宣伝している、オシロスコープがいろいろな会社から発表されているのが現状で、今はその機器は節電や広帯域以外に信号がより速く、小振幅信号を明確にキャッチすることが要求されています。以前のアナログ・オシロスコープから今ではデジタル・オシロスコープが主流になっていますが、後者はほとんどの面で前者よりも優れていますが、後者のデメリットは、一つ切り出してから次の切り出しまでに時間が空いてしまい、つまりこの空白の時間に何か現象発生したとしても、後者では観測不可能なのです。空白の時間であるデットタイムが極めて多いことが問題視されています。

視認性を高め省電力も実現したカラーディスプレイのオシロスコープ

オシロスコープと言えば黒い背景のグリーンモニタやイエローモニタを採用し、目に優しくしつつ視認性を高め、さらに省電力駆動を可能としていました。かつての液晶パネルは厚さと重量があるばかりか、前述のモニタと比較して消費電力が高くコストの問題もあり、オシロスコープに使用することは考えられませんでしたが、昨今のスマートフォンなどの普及から飛躍的に技術革新が進みました。グリーンモニタやイエローモニタと遜色のない薄さと省電力化、そしてコストダウンに成功し、オシロスコープのディスプレイとしての使用に耐えられるまでになりました。そのため、近年になって液晶のカラーディスプレイを備えたオシロスコープが増えています。これまでは基本的に1つの画面に1つの波形が表示される形式ですが、カラーディスプレイならば複数の波形の色を変えて重ねて表示させても視認でき、例えば前回の計測値と現在の計測値の2つの波形を表示させて比較するなど便利な機能を実現しています。

オシロスコープのビデオ機能を効果的に利用しよう

オシロスコープの中には、瞬間的な波形の動きを記録し、これをいつでも繰り返し見ることができるビデオ機能を持つ者も増えています。一般的にオシロスコープではトリガー機能などを用いて、瞬間的な波形の動きをチェックしなければならないことが少なくありませんが、様々な設定を変更して何度も同じ波形を見たいと言うことが多いものです。従来ではその設定を変更するたびに何度もトリガー機能を用いて繰り返し測定をしなければなりませんでしたが、これが非常に手間がかかる作業となることが多いため、効率が悪いと言われることが少なくありませんでした。ビデオ機能を持つオシロスコープではこのデータを取得し、時間軸等を変更して確認することができるため、非常に効率の良い測定を行うことができるようになっています。これにより、一度取得した波形を詳しく分析したり、またその他の信号に対する影響をチェックすることができるので、非常に効率よく測定を行うことができるようになります。

さまざまな新型機器のテストに用いるオシロスコープ

最近はさまざまな新しい機器が開発されていて、その全てが電気回路を搭載しています。機械の全ては電気で稼働していて、その電気がうまく伝わっているかどうかテストする装置がオシロスコープ です。この機器を装着して電気が円滑に流れているかを調べることで、新開発された製品が問題なく動くことができるかを調べることができます。たとえば新しいオーディオ機器が開発されたとします。いまでのものより高品質でまるでライブに行ったような臨場感のある音を作り出す機器ができたとすると、たとえその機械の品質が良くても、使用している間に使用している電気の電圧が変動してしまうと品質に不備が生じます。電圧が高くなると動きに異常が出て、音質が変化するようでは音を聞いている者にとっては不快に感じます。オシロスコープ は完成した機器に装着して、電圧の時間により電圧の変動を波形で現すことでテストします。変動に差がなく、安定してしたものかどうかを確認する装着です。

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