なぜ、プローブを「10×」に設定するのか？

質問

あるオシロスコープを使っての実験で、疑問が沸いた点があったので、質問します。

実験の流れ

・発振器に対して直列に抵抗（100kΩ）つなぎ、正弦波を入力。
・オシロスコープのCH1入力コネクタにつながれたプローブをその抵抗に接続。
・次に、CH2にもプローブをつなぎ、CH1につながれたプローブと同じく、抵抗の両端につなぐ。
・コンデンサ（300pF）を回路に直列に挿入し、CH2のプローブは抵抗とコンデンサの両方にかかる電圧を測定する。
・CH2の出力電圧を8Vppにした場合のCH1の出力電圧とCH1の出力波形からのCH2の出力波形の位相の遅れ、の二つの値の周波数特性を測定する。

この実験において、プローブを「10×」に設定しろと言われたのですが、なぜプローブを「10×」に設定するのかが分かりません。
どうか、分かる人がいたら教えて下さい。

回答No.1

nrb · ベストアンサー

オシロスコープのインピーダンスは５０Ωです
プローブを使用しないで測定するこの低い５０Ωが回路に影響を与え測定する値が違う値になります

　Ｒ１　に５０Ωで今１Ａ流れているとすると
　　　　　Ｒ１には５０Ｖですね

　ここにプローブを使用しないで測定すると

　Ｒ１と５０Ω（オシロの抵抗）が並列になります
　この時は
　Ｒ１に０．５Ａ流れ
　オシロに０．５Ａ流れます

　となると測定した結果は２５Ｖとなりますね

　プローブ（×１０とか）を使うのと
　抵抗成分は10MΩ・容量成分は15pF程度であります

　測定にほぼ影響を与えずに測定することができます

　（本当の理由）
オシロは特性インピーダンスが50Ωにて整合させないとオシロスコープ駄目なんです
それは、周波数帯域や波形ひずみなどの機器の性能は、50Ωで整合した場合に正しく測定できるでようになってます

　したがってプローブを使用することによりオシロに対して50Ωで整合した場合と同様な環境で測定することができます

　自動的に整合してくれるのがプローブの役割なんですね

　他にはINPUTから測定点まで接続する浮遊容量（容量成分は15pF程度）を少なくすることができます

　したがって、測定箇所に直接プローブで触れるように成るのです

お礼

丁寧な回答感謝します。
心をこめて花束を。

回答No.2

topgun1997

プローブを「１０×」に設定した方が「１×」よりも入力インピーダンスが大きくなります。測定対象に対して入力インピーダンス分が並列になるので、入力インピーダンスが大きいほど測定値に影響を与えません。

お礼

回答ありがとうございます。
これで、教員採用試験に受かりそうです。