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2011年9月 8日 (木)

デジタルオシロスコープ

精密アナログ回路を多く扱うアナログエンジニアは安物のアナログオシロスコープをしばしば使う。

帯域が20MHz程度だと1mVレンジでも輝線は安定しており、レベルシフト機能を使えば1/1000程度のDCでもはっきり見える。帯域が狭いと基本ノイズレベルが低いのだ。しかも、帯域以上の信号もそれなりに痕跡が見えることもある。自分の扱う周波数帯程度がノイズが少ない前置アンプが作りやすい筈だ。

一方デジタルオシロスコープでは操作性に機種依存性があり、かつ8bit程度の分解能しかない。そして、ベースラインは±1bit程度揺らぐので、ノイズか発振か静かな信号か本当のところが判らない。

10bit以上のデジタルオシロがあれば良いのだが、そうはいかない。いたずらに高速サンプリングレートを競っているだけで、電圧軸方向の分解能が低すぎるのだ。10bitクラスがあればアナログでも使いやすいのだがとメーカーに幾度か提案したこともある。フラッシュA/Dを使っている関係で8bitになるのだろう。

デジタルオシロはきわどい周波数になるとエリアシングが出てくる。特にスパイク性のノイズの観測では、信頼が置けるかどうか判らないこともある。ナイキストのサンプリング定理はサンプリングに対応する周波数以上の成分が含まれていると低域の成分に変換されて観測される。

このような訳で、アナログ回路にはアナログオシロが最適と考えている。

今ではデジタルカメラがあるので、波形も奇麗に簡単に残すことができる。

デジタルオシロは今、アナログオシロのように、電圧軸方向の速い動きには輝度の低い線を描くようになっているものもあるらしい。アナログオシロの感覚に近づけようとしているのだ。

しかし、デジタルオシロはやはりデジタルで単発現象には強いが、波形の細部を見るには少し粗すぎると考える。

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コメント

非国民もアナログオシロが好きだ。波形を記録するのに、昔はポラロイドのオシロ専用カメラで撮影していた。写真を撮って、しばらくしてからはがすと波形が記録されている。そのためにオシロには管面を照らす電球等がついていた。写真の裏には測定条件等を記載して、何の写真かわかるようにした。
しばらくすると、外国製のデジタルオシロを使うようになった。大容量のメモリで波形を記録、必要な個所まで移動して拡大表示できるすぐれものだった。それより安い機種で外国と日本のメーカが共同で作ったものがあったが、使い勝手が悪く閉口した。トリガ条件は豊富だが、そんなにあっても使うことはないし、波形の取り込み方もよくない。
そこで思うのだが、デジタルオシロの操作性は一般的な人を基準にソフトや機能が作られていないことだ。オシロで一番重要なのがトリガだ。ここで、普通にやって普通にトリガが難なくかかる。それもオシロ初心者でも簡単にトリガができる操作性が必要だと思う。

非国民さんもアナログオシロ派ですか。
私の若い頃はポラロイドフィルムが高価で、波形写真記録は最小限にしていました。波形観測技量は、オシロ波形をスケッチさせれば、どの程度本人が波形の特徴点や定量化が出来ているかすぐわかります。トリガ機能が悪いのは本当に使いにくいのも同感です。

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