オシロスコープの電圧測定アプリケーション

オシロスコープの電圧測定アプリケーション

オシロスコープで行われる測定は、結局のところ電圧の測定です。オシロスコープは、DC と正弦波の両方のさまざまな波形の電圧の振幅だけでなく、パルス電圧や非正弦波電圧の振幅も測定できます。さらに便利なのは、上昇量や最高降下量など、パルス電圧波形のさまざまな部分の電圧振幅を測定できることです。これは、他の電圧測定機器とは比較になりません。

1. 直接測定法
いわゆる直接測定法は、測定電圧波形の高さを画面から直接測定し、電圧値に変換する方法です。定量的なテスト電圧では、一般的なY軸感度スイッチを微調整ノブの「キャリブレーション」位置に切り替えて、測定電圧値を「V / div」表示値と測定信号から垂直軸座標の値として直接計算できるようにします。そのため、直接測定法はスケール法とも呼ばれます。

（１）交流電圧測定
Y 軸入力カップリング スイッチは「AC」の位置に配置され、入力波形の AC 成分を示します。AC 信号の周波数が非常に低い場合は、Y 軸入力カップリング スイッチを「DC」の位置に配置する必要があります。

測定波形をオシロスコープ画面の中央に移動し、「V/div」スイッチを使用して測定波形を画面の有効作業領域​​の範囲内で制御し、座標スケール片のインデックスに従って波形全体が占めるY軸方向の度数Hを読み取ると、測定電圧Vp-pのピークツーピーク値は、「V/div」スイッチで示された値に等しくなります。測定電圧Vp-pのピークツーピーク値は、「V/div」スイッチの表示値とHの積に等しくなります。プローブを使用する場合は、プローブの減衰を考慮する必要があります。つまり、上記の計算値に10を掛けます。

たとえば、オシロスコープの Y 軸感度スイッチ「V / div」が 0.2 レベルにある場合、測定された波形は Y 軸座標の振幅 H が 5div を占め、信号電圧のピークツーピーク値は 1 V です。プローブ測定で上記の値がまだ示されている場合、測定された信号電圧のピークツーピーク値は 10V になります。

（２）直流電圧測定
Y 軸入力カップリング スイッチを「グランド」位置にし、トリガー スイッチを「自動」位置に設定して、画面に水平走査線を表示し、この走査線がゼロ レベル線になるようにします。

Y 軸入力カップリング スイッチを「DC」の位置に設定し、測定電圧を追加します。このとき、走査線は Y 軸方向にジャンプ変位 H を生成し、測定電圧は「V/div」スイッチ インジケータ値と H の積になります。

直接測定法はシンプルで簡単ですが、誤差が大きくなります。誤差要因としては、読み取り誤差、視差、オシロスコープのシステム誤差（減衰器、偏向システム、オシロスコープのエッジ効果）などがあります。

2. 比較測定方法

比較測定は、既知の標準電圧波形と測定された電圧波形を使用して、測定された電圧値を比較します。
測定電圧 Vx をオシロスコープの Y 軸チャンネルに入力し、Y 軸感度セレクター スイッチ「V/div」とその微調整ノブを調整して、蛍光スクリーンに表示される Hx の高さの測定が便利になり、記録が良好になるようにします。また、「V/div」スイッチと微調整ノブの位置を変更せずに、「V/div」スイッチとトリマー ノブの位置を維持します。測定電圧を取り外し、調整可能な既知の標準電圧 Vs を Y 軸に入力し、標準電圧の出力振幅を調整して、測定電圧と同じ振幅を表示します。この時点で、標準電圧の出力振幅は測定電圧の振幅と等しくなります。比較方式の電圧測定により、垂直システムによる誤差を回避できるため、測定精度が向上します。