プローブとは？

Monday, May 3, 2021 投稿者： Andrea Vinci

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オシロスコープ・プローブは、テスト・ポイントや信号源とオシロスコープの間を物理的、また電気的に接続するデバイスです。測定ニーズに応じて、ワイヤのように単純なものや、アクティブ差動プローブのような高度なものを使用して接続することができます。基本的にプローブは、信号源をオシロスコープの入力に接続する、ある種のデバイスまたはネットワークです。

プローブのしくみ

プローブは、信号源—または被試験デバイス（DUT）—とオシロスコープの間の質の高い接続を実現します。プローブを選び、使用する際は、物理的な接続、回路動作への影響、信号伝送など、いくつもの重要な要素を考慮する必要があります。

プローブの構造

ほとんどのプローブに、少なくとも1〜2メートルのケーブルが付属しています。プローブ・ケーブルにより、オシロスコープを台車やベンチトップ上に置いたまま、プローブを、テストをする回路のテスト・ポイントからテスト・ポイントに移動することができます。ただし、プローブ・ケーブルでプローブの帯域幅が減少する場合があります。したがって、ケーブルが長くなるほど、この減少幅が大きくなります。

ほとんどのプローブには、プローブ・チップ付きのプローブ・ヘッドまたはハンドルが付いています。プローブ・ヘッドを使用すると、プローブを保持しながらチップをテスト・ポイントまで動かすことができます。ほとんどのプローブ・チップはバネ式のフックの形をしており、このフックでプローブをテスト・ポイントに取り付けることができます。

プローブの接続

プローブをテスト・ポイントに取り付けると、プローブ・チップとオシロスコープ入力が電気的に接続されます。そのため、プローブがプローブされた回路に与える影響（一般的に「負荷」と呼ばれる）を最小限に抑え、目的とする測定に適した信号忠実度を維持することが不可欠です。プローブが信号忠実度を維持しない場合、または信号を変化させたり、回路の動作を変えたりすると、オシロスコープはそれを見て、実際の信号を歪んだ形でレポートします。その結果、不正確な測定になる可能性があります。

プローブにはどのような種類があるか？

プローブの種類		概要
	受動電圧プローブ	受動電圧プローブには、異なる電圧範囲に対し、1：1、10：1、100：1など、さまざまな減衰係数のものがあります。1：10の受動プローブが最も一般的で、ほとんどのオシロスコープに付属しています。
	アクティブ電圧プローブ	アクティブ・プローブは、増幅器などの能動部品を含むか、または依存しています。アクティブ・デバイスのほとんどが電界効果トランジスタ（FET）です。アクティブ・プローブは、高帯域幅の測定に使用され、通常、受動プローブよりもはるかに低い入力容量となっています。
	差動プローブ	差動プローブは、差動増幅器を使って2つの信号を減算し、オシロスコープの1チャンネルで測定する差動信号を1つ生成して、より広い周波数範囲で高い性能を発揮します。
	高電圧プローブ	高電圧プローブの最大定格は20,000ボルトです。
	電流プローブ	電流プローブの設計にはいくつか種類がありますが、最も一般的なのは、電磁界の強さを感知し、オシロスコープによって測定するために対応する電圧に変換するものです。
	ロジック・プローブ	ロジック・プローブは、デジタル信号を検証しデバッグすることができます。
	光プローブ	光プローブには通常、光-電気変換器が内蔵されており、光信号をオシロスコープで見ることが可能です。
	絶縁型プローブ	絶縁型プローブでは、非グランド基準測定、または「フローティング」測定が可能です。テクトロニクスの製品ラインナップは、業界トップクラスのCMRRを提供します。