【技術コラム・入門〜初級】パッシブプローブとアクティブプローブの違いとは?
■ そもそも何が違うのか?
オシロスコープ用プローブは大きく分けて、
・パッシブプローブ
・アクティブプローブ
の2種類があります。
最大の違いは、
信号をそのまま伝えるか、途中で増幅・変換するか
という点です。
■ パッシブプローブとは?
パッシブプローブは、
・抵抗
・コンデンサ
だけで構成された、
最も一般的なプローブです。
特徴は次の通りです。
・構造がシンプル
・電源不要
・価格が比較的安い
・取り扱いが簡単
×10 プローブは、
多くのオシロスコープに標準付属しています。
■ パッシブプローブの注意点
パッシブプローブには、
・入力容量が比較的大きい
・高周波になるほど負荷が増える
という特性があります。
そのため高速信号では、
・立ち上がりが遅く見える
・エッジが丸くなる
といった影響が出やすくなります。
■ アクティブプローブとは?
アクティブプローブは、
・内部にアンプ(バッファ)を内蔵
したプローブです。
信号を入力直後に増幅・変換するため、
・入力容量が非常に小さい
・信号への負荷が極めて少ない
という特長があります。
■ アクティブプローブのメリット
アクティブプローブは、
・高速信号
・微小信号
・立ち上がり時間が短い信号
の測定に非常に有効です。
特に、
・GHz帯
・数百ps〜数nsのエッジ
では、
パッシブプローブとの差が明確に現れます。
■ アクティブプローブのデメリット
一方で、注意点もあります。
・外部電源が必要
・価格が高い
・入力耐圧が低い場合がある
・取り扱いに注意が必要
「何でもアクティブが良い」
というわけではありません。
■ どう使い分けるべきか?
基本的な使い分けは以下です。
・低速〜中速信号/汎用測定
→ パッシブプローブ
・高速信号/エッジ重視/微小信号
→ アクティブプローブ
まずパッシブで確認し、
「これでは限界だ」と感じたら
アクティブを検討するのが現実的です。
■ 初心者がよく誤解するポイント
・帯域幅が同じなら同じ結果
・高価=常に正解
・プローブは後回しでよい
実際には、
プローブ選択が測定品質を決める
と言っても過言ではありません。
■ まとめ
パッシブプローブとアクティブプローブは、
・用途
・測定対象
・必要な精度
によって使い分けるべきものです。
正しいプローブを選ぶことで、
初めて
「信号の本当の姿」に近づくことができます。
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