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絶縁型オシロスコープ（ぜつえんがたおしろすこーぷ）

(isolated type oscilloscope) 信号の入力部が絶縁入力仕様のオシロスコープ(オシロ)。「絶縁入力オシロ」とも呼ばれるが、品名からは判別ができない。オシロの分類として「絶縁型オシロ」という名称が正式にあるわけではない(※1)。 オシロにプローブを接続する際に注意すべき最も大事なことはグランドである。周波数帯域が高くないレコーダやデータロガーなどは絶縁入力が基本(標準仕様)だが、通常のオシロは非絶縁である。プローブの入力グランドは共通で、シャーシ(計測器本体の筐体)に接続されている。電源プラグが適切にコンセントに接続されていればシャーシは大地グランドにつながる。つまり接続されたプローブのグランドはすべて共通でグランドにつながる。たとえば商用電源(AC100V)をオシロスコープで測定しようとしてプローブを接続したらショートして、ブレーカが落ちる、機器が壊れる、プローブが熔ける、というような事故が起きる可能性がある。そのため、フローティング電圧の測定には、絶縁型オシロや差動プローブが使用される。 屋外での使用を想定したハンドヘルドの縦型モデルに絶縁型オシロが多く、フルークの190やテクトロニクスのTHS3000がある。現場用の可搬型測定器は大手以外の多くのメーカがあり、海外メーカのSiglent(シグレント、中華系オシロスコープの計測器メーカ)などもラインアップがある。テクトロニクスにはポータブルサイズの絶縁型オシロとしてTPS2000シリーズがある。TPS2000の特長は「フローティング測定のために設計された、グランド間およびチャンネル間が絶縁されたオシロで、標準でバッテリが付属しているため屋外でのアプリケーションにも使用可能」とある。 横河計測のスコープコーダ(DL850、DL950、DL350など)をTPS2000の同等品として絶縁型オシロとみなす向きもあるが、スコープコーダはレコーダ(DAQ)なので解釈はわかれる(形名は同社のオシロと同じDL(デイーエル)ではあるが)。 テクトロニクスとフルークは2007年から親会社が同じである(持ち株会社、フォーティブ)(※2)。両社は日本では同じ場所(品川のビルの同フロア)にいる。テクトロニクスの会社名は「株式会社テクトロニクス&フルーク テクトロニクス社」になった(2022年1月現在)。THS3000やTPS2000はすでに生産中止で、後継品はない(2023年7月現在)。絶縁型オシロはフルークがラインアップしている。テクトロニクスはフルークと重複するモデルを避けているわけではなく、絶縁型オシロの新製品を開発するだけの市場規模が見込めないと判断していると思われる(オシロのプローブで絶縁対策を施した光アイソレーションプローブは、注力してラインアップしている)。前述のスコープコーダはTPS2000と基本仕様はほとんど変わらないが、実態は(日置電機のメモリハイコーダのような)メモリレコーダで、オシロではない(筆者の解釈)。 (※1) オシロの種類の中で大きな売上を占める広帯域オシロスコープ、別名高速オシロも品名などの名称には全く表記されず、カタログで仕様を確認しないとわからない。この点がサンプリングオシロスコープなどと異なる。どういう基準で品名が命名されるかはメーカの自由(メーカの内部基準)であり、ユーザも含めた外部の計測器関係者には謎である。オシロの品名の命名基準(メーカの深慮遠謀)をご存じの方はぜひご教授ください。 (※2) フォーティブからprecision(精密機器部門)が分離独立してラリアントが2025年6月に設立された(発表は2025年2月頃)。テクトロニクスはラリアント傘下だが、フルークはフォーティブに残る。2社は親会社が別になった。そのためフルークの日本法人は2025年4月にテクトロニクス&フルーク フルーク社からフルーク・ジャパンに社名変更している。

#オシロスコープ

セットアップ/ホールドトリガ（せっとあっぷほーるどとりが）

(setup/hold trigger) オシロスコープで、セットアップ時間とホールド時間の検証に使うトリガ機能(トリガタイプ)。そのため「セットアップ/ホールド時間トリガ」という名称のモデルもある。セットアップ時間はクロックが変化する前にデータが確定しているべき時間、ホールド時間はクロックの変化後にデータが有効状態を維持すべき時間。 デジタル回路の信号線のデータはHighとLowが頻繁に変化する。データを読むとき、そのデータが有効な状態である(正しくセットされている)ことをdata enable(データが有効)という。data enableを表す信号線(クロック)があり、データを読む前にクロックのH/Lを見てデータが有効かどうかを判断する。データが確定して(data enableになって)からセットアップ時間が経過するとクロックはdata enableに遷移し、ホールド時間が経過するまでははデータは変化せずに保持される。 読み取りエラーを起こさず、正確にデータを読むためにセットアップ時間とホールド時間が、各電子機器の仕様で規定されている。それが守られているかを検証するのが、セットアップ/ホールドトリガである。 難しい説明をすると、セットアップ時間は、データ入力をクロックの立ち上がりエッジの前に安定させておくべき最小時間、ホールド時間はクロックエッジ後にデータを保持しなければならない最小時間。 ミドルクラスの代表機種であるテクトロニクスの3シリーズMDOやキーサイト・テクノロジーのInfiniiVision 3000G Xにはセットアップ/ホールドトリガが標準装備されているが、横河計測のDLM3000にはこのトリガがない。3モデルすべてに標準装備されたトリガタイプではないので、以下の参考記事では説明の順番を後の方(11番目)にしている。

#オシロスコープ

Z軸（ぜっとじく）

(Z axis) オシロスコープの水平軸(時間)をX軸、垂直軸(電圧、振幅)をY軸と称した場合、表示波形の一部分の明るさを変える「輝度」を3つ目の軸としてZ軸と呼称する。 通常、水平軸は時間だが、2つの信号のうち片方の電圧を水平軸システムに入力するとリサジュー図形が表示される(設定はXYモードにする)。このようにオシロスコープの水平軸や垂直軸はX軸、Y軸と呼ばれることがある。 Z軸:オシロスコープのディスプレイの属性で、トレースが形成されるときの輝度変化を表す(テクトロニクス「オシロスコープのすべて」の用語解説より)。 テクトロニクスの主力モデルDPOはアナログオシロスコープのような、信号頻度に応じた輝度表示を実現している。DPOのZ軸機能を使って波形トレースを見ると、信号の発生頻度が高い部分は明るく輝くので、基本的な信号波形とめったに発生しない間欠現象を輝度から見分けることができる。他社のオシロスコープでも輝度表示はできるので、テクトロニクスだけの機能ではない。

#オシロスコープ