いまさら聞けない　計測器の基礎
「アクティブプローブ」について知りたい

アクティブプローブとは

アクティブプローブは、オシロスコープで使用されるプローブの一種で、高周波信号の測定によく使われています。
半導体素子の入力容量が小さいため、アクティブプローブ自体の入力容量も非常に小さくなっています。
これにより、高周波信号の波形測定において高い信頼性と再現性が得られます。

アクティブプローブの特徴

広帯域測定

数GHzから数十GHzにわたる広い周波数帯域での測定が可能です。

高入力インピーダンス

通常1MΩ以上の高い入力インピーダンスを持ち、測定対象の回路に与える影響を最小限に抑えます。

低入力容量

入力容量が1pF未満であることが多く、高周波数信号の測定時における負荷効果を軽減します。

電源供給が必要

内部に増幅回路を含むため動作には外部電源が必要です。

アクティブプローブの注意点

入力電圧範囲

アクティブプローブは、パッシブプローブに比べて入力電圧範囲が狭く、ダイナミックレンジが制限されています。この範囲を超えると、波形が歪んだり、プローブが壊れる可能性があります。常にプローブの仕様を確認し、適切な信号範囲内で使用することが求められます。

静電気に対する脆弱性

アクティブプローブは静電気に非常に敏感で、数十ボルトの静電気放電でも損傷することがあります。静電気対策を講じ、測定点の静電気を放電してからプロービングを行うことが重要です。

高周波測定時の注意

アクティブプローブは高周波信号の測定に適していますが、入力容量が小さいため、測定対象に与える負荷が少なくなります。しかし、周波数が高くなると、プローブの特性が変化し、適切な使用法を守らないと波形が劣化することがあります。

アクティブプローブの選定ポイント

アクティブプローブを選ぶ際には、以下のポイントを考慮することが重要です。

周波数帯域

アクティブプローブは高周波数帯域を持つため、測定する信号の周波数に対応するプローブを選ぶことが重要です。一般的に、プローブの帯域は使用するオシロスコープの帯域の1.5倍以上が推奨されます。

入力容量

プローブの入力容量が小さいほど、測定対象の回路に与える影響が少なくなります。特に高周波信号の測定では、低入力容量のプローブが必要です。

プロービングの確実性

測定点に確実にアクセスできるプローブを選ぶことが重要です。先端が細く、隣接端子への誤接触を防ぐ設計のプローブが望ましいです。

互換性

アクティブプローブは、使用するオシロスコープの仕様に合ったものを選ぶ必要があります。
異なるメーカーのプローブは互換性がない場合が多いため、オシロスコープのメーカーが推奨するプローブを選ぶことが重要です。

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