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高速波形測定とプロービング

プローブの性能をフルに活かすプロービング

プローブを使った波形観測における最大の障害はインダクタンスによる共振で、まずはこの共振を抑えこむことが大切です。
簡易的に信号を確認する場合(ブラウジング)、プローブの入力ピン及びグラウンド用リードはなるべく短いものを使用します。信頼性の高い波形観測が必要な場合は、あらかじめプリント基板にプローブを接続するためのスルーホールを用意しておき、プローブの信号入力ピンをパターン等に直接接続します(図2、図3)。グラウンドはインダクタンスを減らすために、なるべく太めの銅線や銅板を加工してプローブに接続します。
都合でどうしても最短で接続できない場合は、信号入力に50~100Ω程度の抵抗を入れて共振をダンピングする方法があります(図4)。この場合、抵抗により測定できる周波数帯域は下がりますが、共振によるピーキング、リンギングを抑えた測定対象本来の波形に近づけることができます。
また、特に立ち上がり付近の高周波信号成分は、前述のとおりケーブルの取り回しに影響されますので、取り回しが変わらないように図5のように作業台にテープで固定する等の工夫をすることで観測波形の再現性を上げることができます。
  プロービングの方法
プロービングの方法
プロービングの方法
プロービングの方法

リンギングの波形比較
リンギングの波形比較
■インダクタンスが大きくて
リンギングが見えてしまう場合
リンギングの波形比較
■インダクタンスを小さくして
リンギングを抑えた場合

ケーブルの取り回しの工夫
ケーブルの取り回しの工夫

 おわりに

高速の信号波形を忠実に観測するためには、適切なプローブを選択し、さらにプローブ本来の性能を引き出すような工夫をすることが大切です。本コラムが、高周波プロービングを行う際のヒントになれば幸いです。