オシロスコープでプローブを2本使う理由

オシロスコープのことについて質問があります。
同一時間軸で波形を測定するためには、プローブを2本用いるように、
という説明を受けたのですが、
プローブ1本でも、オシロスコープの画面の中心軸を基準として波形を測定すれば
同一時間軸の波形が測定できそうな気がします。
どうして、プローブを2本用いなければいけないのでしょうか。

No.4 ベストアンサー 回答者： FT56F001 回答日時： 2012/06/16 21:08

例えば，

電圧がe(t)=Em*sin(ωt)
電流がi(t)=Im*sin(ωt+θ)
として「電圧と電流の位相差θを読み取りたい」
とします。
このときプローブを2本使って，電圧と電流を同時に観測するのが，
普通のやり方です。


電流信号i(t)=Im*sin(ωt+θ)を入れれば，
位相がθだけずれた波形が見えるはずでしょ!，
という疑問でしょうか?

オシロスコープの時間軸は，入力信号に合わせて時間の原点を決めています。
オシロスコープの中に，絶対的な時間tの原点を持っているわけではありません。
これは「トリガ」といわれる機構です。
例えば「信号が負から正になった瞬間を時間t=０と決める」という具合に，
入力信号を元にオシロスコープが勝手に時間の原点t=0を決めています。


このため，プローブを１本しか使わずに，
二つの信号を別々に観測した場合，
それらの時間原点を揃えるのは，ほとんど不可能です。

「二つの波形の位相差を知りたいなら，プローブを二本使い，
　時間原点を合わせて二つの波形を同時に観測する」
という方法が，二つの信号の位相差を読むための基本的かつ確実な測定法です。

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
オシロスコープが勝手に原点を決めているなら
1本のプローブではうまく測定できるはずもありませんね…
とても参考になりました。ありがとうございました。

お礼日時：2012/06/17 17:26

No.6 回答者： ngkdddjkk 回答日時： 2012/06/21 05:49

プローブの使い方はわかりますか？原理はわかっていますか？

オシロスコープ内のグラウンド(この意味もわかりますか？)と入力チャンネルの各々のグラウンドがつながっています(アイソレーション機能があるオシロを除く)。チャンネル間のグラウンドに電位差(時間的に変化するものを含め)が生じていると正しく測定できません。

プローブを用いず、BNCコネクタ付き同軸ケーブルを使って四苦八苦するといい勉強になると思います。(私もこっちの類いでした)

この回答へのお礼

お礼遅くなって申し訳ありません。
回答ありがとうございました。

私の知らないことがたくさんあることがわかりました…
使い方はわかってきたものの、原理がわからないことがたくさんあります。
これから勉強していこうと思います。

お礼日時：2012/07/06 20:15

No.5 回答者： tadys 回答日時： 2012/06/17 07:55

測定対象の波形が一つだけでしたらプローブを２本使用する積極的理由は無いです。

ですから、質問者の質問内容には何かの前提条件が不足しています。

不十分な質問には不十分な答えが返ります。

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
そうですね…説明不足でした。
今回、トランジスタを使った無安定マルチバイブレータの、
トランジスタのコレクタ電圧、ベース電圧を測定する、ということをしたのですが、
プローブ1本を用いて観測した結果が理論的におかしい
(コレクタとベースの電圧が交互に出るはずなのに、そうならないうえ、
2つのトランジスタの波形はちょうど逆になるはずなのに、まったく同じ波形になった)
ので、質問させていただきました。
どうやら、2本使わないといけなかったようだとわかったので、2本でやってみます。
質問するうえでの参考になりました。ありがとうございます。

お礼日時：2012/06/17 17:34

No.3 回答者： fjnobu 回答日時： 2012/06/16 13:32

繰り返し波形なら、何度でも測定は可能で１本でも可能です。

ところが、単一現象なら２本はおろか１０本有っても足らない場合があります。

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
10本！それをどうやってつなげるのか、まだ経験が浅い私にはわかりませんが
すごいですね…
参考になりました。ありがとうございます。

お礼日時：2012/06/17 17:24

No.2 回答者： fujiyama32 回答日時： 2012/06/16 10:17

単純な例を示しますと、交流の(1)電圧波形と(2)電流波形を同時に

観測して、双方の位相差や波形の形状がどのようになっているのか
を測定したい場合に、電圧プローブの1本と電流プローブの1本の
2本のプローブが必要になります。

この他にもいろいろあります。今後、測定作業をより進めて行くと
経験して納得されると思います。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
やはり2本必要なのですね。
参考になりました。ありがとうございました。

お礼日時：2012/06/17 17:23

No.1 回答者： aokii 回答日時： 2012/06/16 09:14

波形が変化した場合に測定できないからです。

同一時間軸で波形を測定するためには、同期が必要です。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
波形が変化する、というのは、測定途中でいきなり波形が変化する、ということでしょうか。
そのようなこともあるのですね…
参考になりました。ありがとうございました。

お礼日時：2012/06/17 17:21