オシロスコープの一般的な用語の分析
1. 帯域幅
正弦波入力信号が実際の振幅の 70.7% に減衰した周波数値、つまり -3dB ポイント (対数スケールに基づく) を指します。この仕様は、オシロスコープが正確に測定できる周波数範囲を示します。帯域幅によって、オシロスコープの信号の基本測定能力が決まります。
信号周波数が高くなると、オシロスコープが信号を正確に表示する能力が低下します。十分な帯域幅がないと、オシロスコープは高周波の変化を解決できません。振幅が歪み、エッジが消え、詳細が失われます。十分な帯域幅がないと、信号について得られるすべての特性、リンギング、リンギングなどが意味をなさなくなります。
5 倍の基準 (オシロスコープの必要な帯域幅=測定信号の最高周波数成分 Х 5) 5 倍の基準を使用して選択されたオシロスコープの測定誤差は ±2% を超えず、通常はこれで十分です。ただし、信号周波数が高くなると、この経験則は適用されなくなります。帯域幅が高いほど、信号の再現精度が高くなります。
2. 立ち上がり時間
デジタルの世界では、測定時間が非常に重要です。パルスやステップ波などのデジタル信号を測定する場合、立ち上がり時間はパフォーマンス上の考慮事項となる場合があります。オシロスコープは、急速に変化する信号の詳細を正確に捕捉するために、十分に長い立ち上がり時間を備えている必要があります。
オシロスコープの立ち上がり時間
オシロスコープの立ち上がり時間=は、テスト対象の信号 + 5 の最も速い立ち上がり時間です。立ち上がり時間は、オシロスコープの有効周波数範囲を表します。オシロスコープの立ち上がり時間を選択する基準は、帯域幅を選択する基準と同様です。オシロスコープの立ち上がり時間が速いほど、信号の急激な変化をより正確に捉えることができます。
3. サンプリングレート
サンプリング レートは、オシロスコープが 1 つの波形またはサイクル内で入力信号をサンプリングする頻度を表します。1 秒あたりのサンプル数 (S/S) で表されます。オシロスコープのサンプリング レートが速いほど、表示される波形の解像度と鮮明度が高くなり、重要な情報やイベントが失われる可能性が低くなります。ゆっくりと変化する信号をより長い時間範囲にわたって観察する必要がある場合は、最小サンプリング レートがより重要になります。
サンプル レートの計算方法は、測定する波形の種類とオシロスコープが信号を再構成する方法によって異なります。信号を正確に再現し、エイリアシングを回避するには、ナイキスト定理によれば、信号の最高周波数成分の 2 倍以上のレートで信号をサンプリングする必要があります。
ただし、この定理の前提は、無限に長く連続した信号に基づいています。オシロスコープは無限の時間記録長を提供できず、低周波干渉は定義上不連続であるため、最高周波数成分の 2 倍でサンプリングするだけでは不十分です。実際、信号を正確に再現するには、そのサンプリング レートと、信号サンプル ポイント ギャップで使用される補間方法に依存します。
