オシロスコープのプローブについて

質問

オシロスコープを車の整備に使っています。
長年標準のプローブを使っていたのですが、車で使うにはどうしても不向きで、ＢＮＣ→同軸（２ｍ）→テスターリード　という風に自作してみました。

ことろがこのまま使ってみると電圧が１０倍になっています。
ネットなどで調べてみたのですが、標準のプローブは１０：１に減衰しているようで、自作品ではそのままの電圧が入ってきているためだと、理解しました。

そこで質問です。
１０：１に減衰するアッテネーター？は自作できるものなのでしょうか？
できるようでしたら方法又は参考になるサイトを教えてください。
また既製品であるようでしたらそちらも教えていただけるとありがたいです。
よろしくお願いします。

回答No.3

walkingdic · ベストアンサー

今までお使いのプローブが１０：１だったわけですね。

で、１０：１のアッテネータの自作ですけど、、、、きちんとしたものを作るのはかなり困難です。難しい話なのでこちらでご質問している時点で知識不足によりＮＧですね。
作ってもそれがうまくできているのか計測器がないとわかりませんので、それなりの知識と設備がないと作るのは無理です。

とはいえ、適当でよいということであれば、一番単純なのは抵抗で分圧するという荒業が一番簡単です。でもそれで出てきた波形が正しいのかというと？？？です。
特に周波数が高い場合には実際とは異なる計測結果になるでしょう。

アッテネータはそれだけが市販されていますから、それを購入するがよいかと思います。

補足

＞難しい話なのでこちらでご質問している時点で知識不足によりＮＧですね。
まったくおっしゃるとおりです。
原理を勉強したいわけではなく道具を作りたいと思っておりました。。

＞アッテネータはそれだけが市販されていますから、それを購入するがよいかと思います。
できれば、どのようなものが市販されているか教えていただけると助かります。
＜ＢＮＣ－ＢＮＣ＞であればうれしいです。
引き続き少しネットを探してみたのですが、２０ｄｂアッテネーターというのが１０分の１に減衰できるのでしょうか？
これも単純にそういったものではないのかもしれませんが。。

回答No.7

tance

＃４　tance　です。

リストアップされた測定対象はほとんど低いインピーダンスだと思い
ます。
唯一、センサーからの信号はインピーダンスが低いとは限りませんが
車に使うことから、高いインピーダンスではないと考えて良いと思い
ます。

また、イグナイタの１次側はかなり高速の信号を含みますので、周波数
特性はないがしろにはできません。なので、テスターのリードのような
長い線で観測すると波形が変わってしまう恐れがあります。

提案ですが、普通のオシロのプローブ（1/10 10MΩ）の先をはずし、
5cmくらいの線を半田付けしてしまい、その線にクリップなどの使いやすい
ものをつけて使う・・・というのはどうでしょうか。

5cmくらいであればほとんど波形もそのまま観測できると思います。

もし、自作するのであれば100kΩ 1%精度くらいの抵抗１本と、11kΩ
1%の抵抗１本でアッテネータを作れば使えそうです。10kΩの抵抗は
3Wくらいの大きさのが良いでしょう。（400Vに耐えるため）

BNCケーブル（せいぜい2mまで）の先を剥いて、心線と外皮との間に
11kを付けます。さらに、心線に100kをつけて、その先に5cmくらいの
線をつけます。GND側は外皮から5cmくらいの線を出します。
線は色分けすると良いでしょう。（GNDは黒）

このくらいの抵抗値なら、周波数特性は無調整でも問題ないでしょう。
でも、抵抗がむき出しだとショートしたり、壊れたりするので、何らかの
保護が必要です。このように考えると、普通のプローブをそのまま
使って、先の推奨のように線を出して使うのが良いのではないで
しょうか。

補足

お返事が遅くなりました。

いろいろ考えましたが、経験上少々波形が変わっても取り扱いのしやすいものの方がよい感じです。
テストリードが短いとかなり取り回しが悪くなります。

一度アッテネーターを自作してみて都合が悪ければ、購入したいと思います。
有り難うございました。

回答No.6

walkingdic

>＜ＢＮＣ－ＢＮＣ＞であればうれしいです。
アッテネータパッドまたは単にパッドと通称呼ばれているものがコネクタに挿入する形になり、ＢＮＣ－ＢＮＣのものがあります。

＞２０ｄｂアッテネーターというのが１０分の１に減衰できるのでしょうか？
そうです。電圧なのでｄＢ＝－２０Ｌｏｇ（Ｖ／Ｖ０）となります。

補足

アッテネーターパットですね。
結構高くてビックリです。
でもこれを挟むことで解決するのなら、検討してみます。

回答No.5

electron11

1/10は絶対必要のようですね　プローブを作るのは面倒です　特殊なコードが必要で手に入らないでしょう

簡便な方法ではプローブに線を付け加えるのはどうでしょうか？　信号ラインは長すぎ無い限り大きな悪さはしません　
プローブの先は大抵引っ掛けるようになってますが此処に線材を繋いでやるのです
叉は大抵ネジコミキャップになっており取り外しますと先端が尖った針状になってまして此処に取り付けても同じです

アースも同様に長い線材を繋いでやるのです　アースは信号ライン程大きな悪さはしませんので割合長く出来ます

上記は時々見かける方法ですが最も簡単な方法はアースだけ長くしてやる事でしょう

どれ位悪さするかは比較すれば解るでしょう　高い周波数を含む信号程影響が大きいです
例えば点火時の火花電流とかコンピューター内部の信号等パルス状信号です

1/10プローブの先端内部には9MΩの抵抗が入ってます　新たに作るとしても　9MΩ　からの長さ短ければ良いのですが

補足

お返事遅くなりました。

実は現在までは仰る方法で
配線を延長して使っていました。
その使い勝手が悪くて見た目もすっきりしたものに
変えようとしたのです。

とはいえ今まではワニ口で延長していただけでしたから、もっときちっと作ったほうがよいですね。

回答No.4

tance

オシロスコープのプローブは、つないだときに被試験回路に影響を
なるべく与えないようにするために使われます。例えば、回路の抵抗が
何100kΩだと、入力抵抗1MΩのオシロスコープをそのままつなぐと
信号の一部がオシロの方に流れて、正しい測定ができなくなります。

よく使われるプローブは1MΩのオシロ入力抵抗を10MΩにするように
なっています。アンプが入っているわけではないのでゲインが1/10に
なるものが普通です。

車関係の回路はほとんどは低いインピーダンスだろうと思うので、10M
Ωもある必要はないのではないかと思います。つまり、プローブなしで
直接BNCコネクタつきの同軸ケーブルなどで良いのではないでしょうか。

ただ、10MΩプローブは過大電圧に強いので車の環境で生じるサージ
などでオシロを壊さないためには1/10プローブは有効かもしれません。

最近の高級なデジタルオシロのなかには入力インピーダンスが1MΩでは
なく50Ωというものもあります。このタイプをお使いならFETプローブ
とかアクティブプローブというものを使わないと高いインピーダンス
にはなりません。これは耐圧も低いのでサージには要注意です。

10MΩプローブは単に9MΩの抵抗を直列につないだだけでも作れますが、
（1MΩはオシロ内部の抵抗を利用）周波数特性が相当低くなります。
普通の1/10、10MΩプローブには保証回路が入っていて、ハン固定の
コンデンサで周波数特性を補正しています。これを省略すると、周波数
特性が劣悪になり、入力にある波形が見えなかったり、ない波形が
見えたり、非常に不都合です。

もし1/10のプローブを自作したいのであれば、10MΩではなく、100kΩ
くらいにして置いた方が無難です。もちろんこのインピーダンスで
十分回路インピーダンスより高いと言える場合の話しです。

どのような回路を扱っているのかがわかれば、もっと適切なアドバイス
ができます。

補足

丁寧な説明有り難うございます。
私には難しい部分もありまして。。。　笑

使っているオシロはかなり古いアナログ＆デジタルのものです。インピーダンス調べてみたところ１ＭΩでした。

＞直接BNCコネクタつきの同軸ケーブルなどで良いのではないでしょうか。

ところが、生のままでは電圧が高すぎて、３～４００Ｖの電圧を見ることができないのです。。（これは点火コイルの１次側電圧です）

＞これを省略すると、周波数
特性が劣悪になり、入力にある波形が見えなかったり、ない波形が
見えたり、非常に不都合です。

これは確かに困ります。

＞もし1/10のプローブを自作したいのであれば、

市販品で目的のものがあれば、特に自作にはこだわってはいないのです。

＞どのような回路を扱っているのかがわかれば、もっと適切なアドバイス
ができます。

tanceさまが知りたい「回路」の定義の仕方がたぶん私が思っているものとは違うと思いますが、たとえば
インジェクターコイルへの通電時間・波形の計測
点火コイルへの　　　〃　
シグナルジェネレーターからの　　〃　
デューティー制御のデューティー比計測
センサーからの電圧の変化計測
主なところはこんなところになります。

回答No.2

ymmasayan

↓のSS0121は２ｍですが足りませんか。
仕様から見るに１０：１の機構は簡単そうです。
９ＭΩと１ＭΩで分圧回路を形成しておいてスイッチで切り替えていると思われます。
ａ－－－－
・・・・９Ｍ
ｂ－－－－
・・・・１Ｍ
Ｅ－－－－

見難いですがａ、ｂがスイッチを経て入力端子です。
ｂ、Ｅが出力です。
静電容量を小さくするための工夫がいろいろしてあると思います。
あと一つの方法はＢＮＣコネクターで中継する方法が考えられます。
やったことはありませんがテスターリードよりはましかと。
秋月電子通商で延長ケーブル(オス－オス)２ｍ５００円(c-00007)、中継コネクター(メスーメス)１００円(c-00115)でした。

参考URL：

http://www.iti.iwatsu.co.jp/products/accessories/03_05.html

補足

回答有り難うございます。
標準のプローブは全体に短いことと、マイナス・プラスから先が最悪に短いこと、またプローブの先の形も相当に使いにくい形になっています。

できればアース線だけで１メートルくらい、プラス側もそれくらい欲しいです。
また先の形はワニ口と縫い針状になった先とを付け替えられるものが使いやすいのです。

単に同軸部分が延びればよいという感じじゃないもので。。

回答No.1

nrb

オシロスコープを車の整備に使っています。
長年標準のプローブを使っていたのですが、車で使うにはどうしても不向きで、ＢＮＣ→同軸（２ｍ）→テスターリード　という風に自作してみました。

ことろがこのまま使ってみると電圧が１０倍になっています

１０倍になるわけ無いです
インピーダンスがマッチングしないので表示される電圧は・・正しい値を示していません

仮にオシロが５０Ωならば・・・・・
、ＢＮＣ→同軸（２ｍ）→テスターリード　で当る所のインピーダンスが５０Ω時に表示される値及び周波数特性がでるように成っている

そこで回路に当てて測定するのにインピーダンスをマッチングさせる為にプローブ入れるのです
http://www.tektronix.co.jp/cgi-bin/frame.cgi?body=/Products/Measurement_Prod/App_notes/main_acc.html

http://www.tektronix.co.jp/cgi-bin/frame.cgi?body=/Products/Measurement_Prod/App_notes/main_acc.html

補足

早い回答有り難うございます。
教えていただいたサイトを見てみたのですが、難しくて現在理解できていません。

結局のところ、自作のプローブでは使い物にならないということでしょうか？
どうしても標準のプローブが必要ですか？