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組み込み機器の波形測定では、パッシブプローブも測定系の一部です。減衰比や入力容量、接地のしかたが変われば、画面に現れる波形にも違いが出ます。
BNC端子の10:1プローブを4製品紹介します。帯域幅や補正範囲の数値を見ながら、それぞれの仕様を確認しましょう。
候補一覧
10:1時の帯域幅は100 MHzから500 MHzまであります。減衰比は固定式と切替式に分かれ、補正範囲も製品ごとに異なります。
| 製品 | 10:1時の帯域幅 | 減衰比 | 主な特徴 |
|---|---|---|---|
 Tektronix TPP0100 | 100 MHz | 10:1固定 | 入力容量12 pF未満が代表値、補正範囲8〜18 pF |
 Pico Technology TA375 | 100 MHz | 1:1／10:1切替 | 1:1時は10 MHz、補正範囲10〜35 pF |
 SIGLENT PP215 | 200 MHz | 1:1／10:1切替 | 1:1時は6 MHz、補正範囲10〜35 pF |
 RIGOL RP3500A | 500 MHz | 10:1固定 | 入力容量13 pF ±3 pF、補正範囲6〜24 pF |
価格は販売店や在庫、時期によって変わります。購入時点の販売価格を確かめ、必要な帯域と付属品も含めて検討してください。
4製品ともBNC接続です。接続先の入力抵抗が1 MΩか、入力容量がプローブの補正範囲に収まるかも確かめてください。
10:1の役割
10:1プローブは測定点の電圧を10分の1にしてオシロスコープへ送ります。測定点が5 Vならスコープ入力は約0.5 Vで、倍率を10:1に設定すると画面は約5 Vを示します。
回路への影響を抑えやすいことから、10:1は一般的な電圧測定で広く使われます。スコープ側の倍率も10:1にしてください。1:1のままだと表示値は実際の10分の1です。
最大入力電圧の表記は製品ごとに単位や条件が異なります。実効値とピーク値、CAT区分、周波数による低減を確認してください。定常電圧と最大定格の条件をあわせて確認しましょう。
TPP0100
Tektronix TPP0100は帯域幅100 MHzの10:1固定プローブです。1 MΩ入力のBNCスコープ向けで、入力抵抗は10 MΩ、入力容量は代表値で12 pF未満になります。標準的な電圧測定に使いやすいモデルです。
補正範囲は8〜18 pFで、接続するスコープの入力容量が収まるか仕様を確認しましょう。入力容量が範囲内なら補正を合わせられ、基本測定にも扱いやすい構成ですね。
最大入力電圧は300 V RMSで、CAT IIです。調整用ドライバー、フック型チップ、グランドスプリングと15 cmのワニ口グランドリードが付属します。測定点に応じてチップや接地部品を使い分けられます。
TA375
Pico Technology TA375は1:1と10:1を切り替えられ、帯域幅は10:1時100 MHz、1:1時10 MHzです。1:1では信号を減衰せずに観測できますが、帯域幅は狭まります。
10:1時の入力抵抗は10 MΩ、入力容量は15 pFで、補正範囲は10〜35 pFです。1 MΩ入力の多くのスコープに対応しますが、入力容量が範囲に収まるかは機器ごとに確認してください。
最大使用電圧は10:1時600 V pk、1:1時42.4 V pkです。周波数に応じて定格が低減されます。ピーク値を実効値と混同せず、測定信号に合わせて条件を確かめてください。
PP215
SIGLENT PP215は10:1時にDC〜200 MHz、1:1時に6 MHzの帯域幅を持つ切替式プローブです。帯域を優先する測定には10:1を使えます。
10:1時の入力抵抗は10 MΩ、入力容量は13〜17 pFです。補正範囲は10〜35 pFなので、スコープの入力容量が収まるか確認してください。ケーブル長は130 cmで、作業台でも取り回しやすい長さです。
最大入力電圧は10:1時CAT II 300 V、1:1時CAT II 150 Vです。フック型チップ、グランドスプリング、グランドリードなどが付属します。狭い基板上では、接地や先端部品を状況に応じて使い分けられます。
RP3500A
RIGOL RP3500Aは10:1固定で、帯域幅は4製品中最大の500 MHzです。高速信号の立ち上がりを観測する際の候補になります。測定系の帯域はスコープ本体にも左右されるため、本体仕様も確かめてください。
入力抵抗は10 MΩ ±2%、入力容量は13 pF ±3 pFで、補正範囲は6〜24 pFです。接続先がBNC端子に対応するかに加え、入力仕様も照らし合わせましょう。ケーブル長は140 cm、質量は約56 gです。
最大入力電圧はCAT II 300 V ACです。フック型チップやグランドスプリングなども付属します。RIGOL DS6000シリーズではオプションのパッシブプローブとして掲載されているため、対応機器ならこの型番も検討できます。
結論
1 MΩ入力のスコープで基本的な電圧を測るなら、100 MHzのTPP0100が分かりやすい候補です。1:1と10:1の切替が必要ならTA375、200 MHz帯域と付属接地部品を重視するならPP215を選べます。
高速エッジの測定では、本体も十分な帯域を持つことを確かめてRP3500Aを検討できます。どの製品でも入力容量、補正範囲、最大入力条件を確認してください。
信号の速さとスコープの入力仕様、回路の基準電位を一緒に確認すれば、購入後の波形トラブルを減らせます。接地経路を短く保つことも、安定した測定につながります。
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