高圧アンプの波形をオシロスコープでみたい

質問

初めて質問します。
よろしくおねがいします。

題名のとおり、高圧アンプで増幅したサイン波や三角波の波形を
オシロスコープで直接観察したいのですが、どのようにしたらよいか
悩んでいます。

高圧アンプとオシロスコープの特性は以下のとおりです。
高圧アンプ：MAX３ kV、1 mA、DC～１kHz
オシロスコープ：耐電圧１０ V

オシロスコープの耐電圧が低いので、アッテネータなどで
電圧を下げようと考えたのですが、調べたところ高周波用の
アッテネータしかなく、耐電圧も５V程度とのことでした。

また、分圧回路を自作することも考えたのですが、電子回路は
まったくの専門外のためよくわかりません。

なにかよい方法がありましたら、ご教授願いたいと思います。

回答No.3

angkor_h · ベストアンサー

単に抵抗で分圧すれば高価な仲介装置は不要です。
DCから使えて、1kHzまでということであれば、周波数的にも問題ありません。
高圧アンプ3kVというのが実効値ではなく波高値として話を進めます。

抵抗分圧回路に流す電流を、高圧アンプ出力1mAに対して1/100=10μAとします…影響を与えない小さな電流。
よって、3kV÷10μA=0.3e-9オーム=300Mオーム、抵抗の電力は、3kV×10μA=30e-3W=30mWとなります。
10Mオームの抵抗を30本用意し、直列に接続します。30本というのは、抵抗一本当たりの耐圧上限を考慮しています。
これで、抵抗一本あたりは、3kV÷30本=100Vになります。
10Mオーム1本を1Mオーム10本に置き換えると1Mオームあたり10Vになるので、これをオシロスコープで見れば、3KV⇒10Vに換算してみることができます。
10Vがオシロのプローブに危険であれば、1Mオーム⇒510kオーム×2本に置き換えて、510kオーム両端を、3KV⇒5V換算で観測してください。
なお、「500」という数値の抵抗体は手に入らないので、「510」と書いています。

注意）
・10Mオーム抵抗は耐圧100V以上を準備してください。
・オシロスコープの入力抵抗分は測定対象の1Mオームに対し十分大きいことが必要です(最低でも20倍以上⇒測定誤差5%以下になります)。
・抵抗は10Mオーム×29本と1Mオーム×10本を直列につなぐことになるので、工作に注意してください…抵抗間で火花を飛ばさないように、感電しないように。

ちなみに、アッテネーターという名称は一般的に弱電用で用いられ、電圧分割用ではなく、電力消費回路です。

お礼

ご回答ありがとうございます。

分圧回路を自作もできるということですね。
あまり回路の自作はしたことないのですが、
安価に作れるということであれば助かります。

ただ気になる点として、この自作した回路が入力電圧に対して
線形の応答をするのかどうかが気になります。
というには、この回路の減衰比を測定により求め、
どの程度誤差があるかを見積もる際に、
オシロスコープで誤差測定が可能な～１０V程度の低電圧
領域と、誤差測定ができないMAX３ｋVの高電圧領域とで
減衰比に差があると困るからです。

たとえば温度上昇による抵抗値の変化などが
考えられますが、問題にならない程度なのでしょうか。

回答No.2

tadys

高電圧プローブを使います。

テクトロニクスなら P6015A型
http://www.tek.com/ja/

アジレントならば N2771A
http://www.home.agilent.com/agilent/home.jspx?cmpid=4555&lc=jpn&cc=JP

それぞれのページから検索してください。

P6015A はオシロの入力容量 7～49pF に適合 帯域75MHｚ
N2771A はオシロの入力容量 7～25pF に適合 帯域50MHｚ

詳しいことはそれぞれのマニュアルを見てください。

分圧回路を自作することはお勧めしません。

P6015Aは オリックス・レンテック からレンタルできます。
http://www.orixrentec.jp/

お礼

ご回答ありがとうございます。

具体的な商品を教えていただけて助かりました。
思っていたより高価だったのでレンタルもできるという
のはいいですね。

回答No.1

foobar

使用するのはアッテネータでなく分圧器でしょう。
高電圧測定用のプローブを購入して使うのが良さそうに思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。

高電圧測定用プローブというものがあるのですね。
調べてみたいと思います。