中古デジタルオシロスコープの在庫・価格

デジタルオシロスコープは、電圧信号の時間変化をA/Dコンバータでデジタルデータに変換し、メモリに記憶したうえで画面に波形として表示する計測器である。CRTの蛍光体を使って波形を見せていたアナログオシロスコープと違い、波形を電気的に記憶する。そのため単発の現象や繰り返し頻度の低い現象も捉えられ、観測結果の保存やPCでの解析も容易である。
信号の流れは次のとおりである。プローブから入った信号を減衰器と増幅器からなる垂直回路で適切なレベルに整え、A/Dコンバータが一定の時間間隔でサンプリングする。得られたサンプルポイントは波形取込メモリに蓄えられ、一つの波形レコードになる。レコードの開始点と終了点はトリガ回路が決め、マイクロプロセッサがメモリ上のデータを読み出して処理し、表示する。この構成によって、トリガ点より前に起きた現象の観測、振幅・周期・立ち上がり時間などのパラメータ自動測定、FFTなどの演算が可能になった。一方で、処理に時間がかかる分だけ信号を取り込めない時間(デッドタイム)が生じ、波形更新レートが制約される。
サンプリング方式には、1回の掃引で波形レコードを得るリアルタイムサンプリングと、反復信号を複数回の掃引で少しずつ取り込んで合成する等価時間サンプリングがある。単発現象にはリアルタイムサンプリングが必須で、等価時間サンプリングは繰り返し信号を高い時間分解能で観測したい場合に使う。
性能を読むうえで基本となる仕様は、周波数帯域、サンプルレート、レコード長、垂直軸分解能である。周波数帯域は、正弦波入力の振幅が70.7%(-3dB)まで減衰する周波数として定義される。帯域上限の周波数では振幅誤差が30%近くになるため、測定対象の最高周波数成分の5倍程度の帯域を選ぶのが目安とされ、この場合の振幅誤差は2%程度である。パルスのエッジを評価する場合は、帯域=k/立ち上がり時間(kは0.35〜0.45程度)の関係から必要な帯域を見積もる。サンプルレートは、ナイキストの定理では最高周波数成分の2倍が理論上の下限だが、実際にはそれより十分高い値が必要になる。1回に取り込める時間はレコード長÷サンプルレートで決まるので、長い時間を細かい時間分解能で記録したい場合はレコード長が効いてくる。垂直軸分解能はA/Dコンバータのビット数で決まり、8ビットならフルスケールを256段階、12ビットなら4096段階に分ける。
観測の品質はプローブにも大きく左右される。最も広く使われるのは10:1の受動電圧プローブで、堅牢で安価であり、±400V程度まで扱える。高速信号で回路への負荷を減らしたい場合は入力容量の小さいアクティブプローブを使うが、測定できる電圧範囲は±10V程度と狭い。グラウンドを基準としない2点間の電圧には差動プローブを、電流波形には電流プローブを組み合わせる。
用途は、電子回路の設計とデバッグ、デジタル信号のタイミングやノイズの確認、スイッチング電源やモータ駆動回路の電圧・電流波形の評価、製造工程での検査、教育・研究での信号観測など幅広い。汎用の卓上機は2〜4チャネル、帯域数十MHz〜数百MHzの機種が中心である。旧世代機はメモリ長や波形更新レート、データ保存媒体やPC接続インタフェースが現行機より限られることがあるため、導入時は校正の状態や付属プローブとあわせて確認するとよい。