計測関連用語集

TechEyesOnlineの用語集です。
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帯域(たいいき)

(band) 通信に使われる電波などの信号の周波数の範囲(幅)のことで、通信性能(伝送容量や通信速度)の指標の意味もある。別名、「帯域幅(band width)」や「バンド幅」と表現されることも多い。単位は周波数[Hz(ヘルツ)]や通信速度[bps(ビット/秒)]などが使われる。 無線LANの2.4GHz帯の周波数範囲(使用している周波数)は2400MHz~2483.5MHzで、この中に「帯域22MHz」の複数のチャンネルが設定されている。ここでいう帯域とは通信する1チャンネルが使用する周波数範囲(占有帯域幅)のことである。この例では帯域は周波数を示している。 「帯域が広い」とは「通信速度が速い」ことと同義である。帯域が広いほうが一度に多くのデータを送れるため大容量、高速になる。「広帯域」や「ブロードバンド(broadband)」は伝送路の幅が太くて高速に通信できることを意味する。帯域が狭いと一度に送れるデータ量が少なく、通信速度は遅くなる。 1970年代に全国に配備された固定電話網(各家庭に1台あった黒電話、アナログ回線)や1990年代に普及したISDN(初期のデジタル通信)などの約100kbps以下のネットワーク(通信規格)を狭帯域(narrowband、ナローバンド)、ADSL、CATV、光ファイバや現在のギガビットイーサネット(データセンタでは100Gbps以上のEthernetが使われている)を広帯域(ブロードバンド)と呼んでいる。ここでいう帯域とはデータを送る性能が大容量であるとか、通信速度が高速であるという通信の性能を意味している。 周波数帯域がおおむね2GHz以上のGHz帯オシロスコープを広帯域オシロスコープというが、別名は高速オシロスコープである。つまり、広帯域=高速である。 英語のbandは、日本語では帯(おび)やベルト(belt)、楽団(orchestraなど)の多くの意味がある。周波数範囲のことを周波数の「幅」の意味で帯(おび)に相当するbandと呼んだと思われる。より正確にbandの幅という「帯域幅(band width)」といういいかたも大変に良く使われる。先達の技術者は「帯(おび)のように幅を持って占有している」とイメージしたと筆者は推測する。

タイムアウトトリガ(たいむあうととりが)

(timeout trigger) タイムアウトとは所定の時間を過ぎること。タイムアウトしたらトリガをかけるのがオシロスコープのタイムアウトトリガである。一定時間High(やLow)の状態が続き、Low(やHigh)に変わらないことをタイムアウト・イベントという。複数システムがタイミングを連動させているときに、ある時間内でタイムアウト・イベントが何回起きるかを調べる。タイムアウト・イベントの検出に使うのがタイムアウトトリガである。システムにはクロックやデータのデッドタイムがあり、タイムアウト・イベントの発生頻度を調べて評価している。 「状態がHやLで一定していて、パルスの終端エッジがくる前にトリガできる」のがタイムアウトトリガ、という説明もある。エッジのスロープを待たずに(エッジに無関係に)設定時間でトリガをかけられるのが特長、というわけである。 上記はオシロスコープメーカの説明(マニュアルや技術解説)を参考に説明したが、以下のような解説もある。 ・一定時間内にトリガが発生しなかったときに、トリガを発動する(波形を表示する)。 ・時間を設定してトリガ待ち状態にあり、設定時間を過ぎてもトリガ未検知なことをタイムアウトといい、タイムアウトしたらトリガをかける。 上記の2つの説明は回りくどいいい方をしている。つまり、時間を条件にして、設定時間が経過したら(設定時間以外には無条件に)、トリガをかける(波形を表示する)のがタイムアウトトリガである。最初に「複数システムのタイミング調査をタイムアウト・イベント検出で行う」と、タイムアウト・イベントなる概念を説明したので、タイムアウトトリガと呼称しているが、単純に「時間トリガ」と命名したら初心者にはわかりやすいと筆者は思う(たとえば、立ち上がりスロープから○○時間経過したらトリガをかける、ただし立ち下がりスロープを越えずに)。「時間トリガはタイムアウト・イベントの検出にも有効なので、別名タイムアウトトリガとも呼ばれる」と説明したいところである。 オシロスコープの操作に習熟した技術者の解説に「信号の停止を見つけるのがタイムアウトトリガ」という説明がある。連続して続いている信号(パルス列)が終了して○○秒が経過したらトリガががかかる、ということである。この解説者は、タイムアウトとは信号の停止を意味しているという解釈である。タイムアウトトリガは、信号の停止をイベントとして使うことも可能と思われるが、それがこのトリガの最も重要な使い方かどうかは定かではない。 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には「タイムアウト」、横河計測のDLM3000には「Timeout」の名称のトリガがあるが、キーサイト・テクノロジーのInfiniiVision 3000G Xにはタイムアウトトリガがない。2024年現在、エッジトリガからビデオトリガ、シリアルトリガまで約10種類のトリガタイプがミドルクラスのオシロスコープの主要なモデルに標準装備されているが、タイムアウトトリガは標準(基本トリガ)ではないのかもしれない。 「タイムアウト」は一般的に広く使われることばだが、デジタル回路やオシロスコープでの「タイムアウト」の正確な定義はなかなか難しい。タイムアウトトリガの本質的な説明を大手オシロスコープメーカの資料で探したが、筆者は発見できなかった。冒頭の説明のように、使い方の事例は書いてあるが、元来、どのような背景からこのトリガ機能(トリガタイプ)ができたのかは不明である。 トリガが一度かかると、一定時間はトリガがかからないようにするトリガホールドオフは、タイムアウトトリガの反対の機能のように思われるが、使い方(用途)が全く違うので、反対の機能ではない。

立ち上がりエッジ(たちあがりえっじ)

(rising edge、leading edge) デジタル信号の電位がLowレベルからHighレベルへ遷移することを言う。反対の用語としては立ち下がりエッジがある。(株式会社Sohwa&Sophia Technologiesの用語集より) 現在の電子回路はデジタル信号が多く使われている。0と1(HIGHとLOW)のパルス列(方形波)では、信号の立ち上がりや立ち下がりを捉えて処理を行うことは基本である。パルスの値が遷移する時間は短く、パルス波形の端(はじ)やふちなのでedge(エッジ)と呼ばれる。立ち上がりエッジや立ち下がりエッジは、電子機器が動作を行うときの電子回路の合図に使われる。

立ち上がり時間(たちあがりじかん)

(rise time、leading edge time) 立ち上がり時間は電気の基礎用語で、オシロスコープや電源、信号発生器など、計測器に共通で定義されている。逆の時間を立ち下がり時間という。計測器メーカ2社の解説を紹介する。 計測用電源のメーカ、高砂製作所の総合製品カタログ(電源・電子負荷に関する用語)には「入力電源を投入、または出力をONにした後で、出力電圧が10%から90%に変化するのに要する時間」とある。テクトロニクスの冊子「オシロスコープのすべて」(2017年4月発行)では「パルスが低い電圧から高い電圧に移動するまでの時間で、通常、パルス振幅の10%から90%までの部分」とある。オシロスコープの立ち上がり時間とは、振幅が10%から90%に移る時間(下図のTr)を指す。 パルス用語としては、JIS C 0161(EMCに関するIEV用語)では次のように定義されている。 「パルスの瞬時値が最初に規定した下限値に到達し、その後規定された上限値に到達するまでの時間間隔。特に規定されていない場合、下限・上限値はピーク値の10%及び90%に固定とする。」 下限値と上限値は10%、90%に決まっているわけではなく、場合によっては違う値にすることもできる。たとえばオシロスコープの「 立ち上がり/立ち下がり時間トリガ」では、オシロスコープの使用者が下限値と上限値を設定してトリガをかけることができる。 方形波で、立ち上がり時間が短い信号は高い周波数の成分を多く含んでいる。逆に低い周波数帯域の信号は立ち上がり時間が長くなる。高速なデジタル通信に使われるパルス列にはシステムを十分に正常に動作させる、立ち上がり時間が短い、高速信号(高周波成分を多く含んだ信号)が使われている。 表記は「立上り」、「立ち上り」などもあり、不統一。

立ち上がり/立ち下がり時間トリガ(たちあがりたちさがりじかんとりが)

(rise/fall time trigger) オシロスコープのトリガタイプ(トリガ機能の種類)の1つ。信号の電圧変動(波形の変化)の時間に注目してトリガを設定する機能。立ち上がり時間(または立ち下がり時間)と2つのしきい値(上限値/下限値)を設定し、2つのしきい値を通過する時間が長い(>、More than)、短い(

立ち下がりエッジ(たちさがりえっじ)

(falling edge、trailing edge) デジタル信号の電位がHighレベルからLowレベルへ遷移することをいう。反対の用語としては立ち上がりエッジがある。(株式会社Sohwa&Sophia Technologiesの用語集より) 現在の電子回路はデジタル信号が多く使われている。0と1(HIGHとLOW)のパルス列(方形波)では、信号の立ち上がりや立ち下がりを捉えて処理を行うことが多い。エッジはパルスの値が遷移する、波形の端(はじ)を意味している。

立ち下がり時間(たちさがりじかん)

(fall time、trailing edge time) オシロスコープの説明でこの用語を解説していることが多いが(立ち上がり時間など)、直流電源のラインアップが最も豊富な計測器メーカである菊水電子工業の製品総合カタログ(電源・電子負荷に関する用語)には、「入力電圧を遮断または出力をOFFした後、出力電圧が90%から10%に変化するのに要する時間」と説明されている。 デジタル信号を扱う場合、立ち上がりや立ち下がりのエッジを捉えて処理をすることは基本である。立ち上がりや立ち下がりの時間はデジタル回路では重要な仕様である。

多チャンネルオシロスコープ(たちゃんねるおしろすこーぷ)

(multi-channel oscilloscope) 8ch入力のベンチトップ、スタンドアロンの1筐体のオシロスコープ(オシロ)の呼称。通常、オシロの入力数は4(または2)チャンネルだが、レコーダ(やデータロガー)は8(または4)チャンネル入力が多い。1980年代に後発でオシロ(デジタルオシロスコープ)に参入した横河電機(現横河計測)は、老舗の記録計(レコーダ、ロガー)メーカで、1993年に8chオシロスコープ DL5180を発表した。当時のオシロは最大4チャンネルが標準で、世界オンリーワンの多chオシロだった。CDなどの回転体、メカ機構の技術者をユーザにしていた同社は8チャンネルの需要を早くからつかみ、その後もモデルチェンジを続け、2020年夏に5世代目の8chモデルとしてミックスドシグナルタイプのDLM5000シリーズを発表している。 アナログオシロスコープ時代のオシロのトップブランドである岩崎通信機も2020年秋に高分解能オシロスコープ(12ビットADC)の8chモデル、DS-8000シリーズを発売した。高分解能オシロスコープを世界初で発売したテレダイン・レクロイもWaveRunner 8000HDシリーズに8chモデルがある。テクトロニクスも2017年頃に発売した5シリーズMSOや6シリーズMSOに8chモデルがある。とうとう2020年には(岩通のDS-8000発売と同じ11月に)キーサイト・テクノロジーも8chモデルをラインアップしたInfiniium EXRシリーズを発売した。世界3大オシロメーカが8chモデルを揃えたことで多チャンネルオシロというジャンルが確立した。 TechEyesOnlineは2021年に各社(主要5社)の代表機種を比較をした記事、「多チャンネルオシロ特集」を公開した。トップページに比較表と各社モデルの一言コメントを掲載。2ページ目以降の各社モデル紹介は、各メーカが何を特長として紹介しているかに着目。たとえば「プローブのラインアップが多い」など、各社の一番の特長を(多チャンネルモデルだけにフォーカスするのではなく)紹介している。主要オシロメーカのラインアップやカバーする範囲など、各社の特長が伺える。 2007年のテクトロニクスのMSO4000シリーズ発売と、その後の各メーカ名称へのMSOの波及、2012年のレクロイ(現テレダイン・レクロイ)の高分解能モデルの発売とその後の各社の参入(※)、2017~2020年のオシロ各社の多チャンネル(8ch)モデルのリリース、と近年のオシロは新しいカテゴリ(ジャンル、形態)が生まれている。2022年6月にテクトロニクスは3シリーズMSOの下位「2シリーズMSO」を発表した。外観は通販で売っている10万円以下の簡易オシロであるタブレットモデルだが、周波数500MHzまでの組込みシステム開発をターゲットとしている。省スペースモデルのDLMシリーズで高シェアな横河計測などにタブレットオシロが広がる予感を感じさせる。 (※)横河計測はスコープコーダという8ビット以上のレコーダオシロを1997年からラインアップしているので、高分解能オシロはつくってこなかった。ところが2020年5月発売のDL5000(8ch/8ビット)を、2023年5月にDL5000HD(12ビット)に改良した。これで主要オシロメーカの多チャンネルオシロはすべて高分解能になった。 計測器情報: 岩崎通信機 DS-8000、キーサイト・テクノロジー EXR、テクトロニクス MSO58、テレダイン・レクロイの例、横河計測 DLM5000 多チャンネルオシロは品名からは判別できないが、メーカHPの製品画像には8chタイプの写真を使っていることが多い。 2010年6月にベンチ・ラボユースのモデルでオシロスコープに参入し、2018年6月には広帯域モデルも揃えてオシロ3大メーカに伍する構えのローデ・シュワルツは、2022年発売のR&S MXO4に始まる新世代オシロシリーズの展開として、2023年11月1日にR&S MXO5(同社初めての8チャネル・オシロスコープ)を発表した。これで8chモデルは主要オシロメーカ(海外4社、国内2社)がすべてラインアップすることになった。 2023年11月のマイクロウェーブ展に中国のシグレント(Siglent Technology)社が大きなブーズで出展するなど、2000年代に日本に上陸したリゴル、Good Will Instrument (GW Instek) などの中華系オシロスコープメーカに続く第2ラッシュが起きている。リゴルは毎年1月に東京ビッグサイトで開催のオートモーティブ ワールド(カーエレクトロニクス技術展)にオシロやFG、SAなどを出展してきたが、2024年11月にDHO/MHO5000シリーズ(12ビット、1GHzで8chモデルがある)を発売し、2025年のカーエレクトロンクス技術展に並べた。他社同等品に比べて数十万円単位の価格差がある。満を持しての8chモデル発売で、先行するオシロメーカ(横河計測など)のシェア獲得を狙っている。 前述のように8chオシロスコープは品名などの名称からは判別がつかない。そのためTechEyesOnlineでは多チャンネルオシロスコープと呼んでいるが、これが一般名称かは定まっていない。とにかく、国産の横河電機/横河計測が提案した形態が各社に広まり、2020年頃からオシロの1ジャンル(カテゴリー)として定着した。2024年9月に横河計測は主力のDLM3000シリーズの高分解能(12ビット)モデル、DLM3000HDを発表した。これで同社のラインアップはミドルクラスの縦型(4/2ch)と多チャンネルの2系統で、8/12ビットになった。

タブレット型オシロスコープ(たぶれっとがたおしろすこーぷ)

マウスやキーボードの代わりにペンを画面にあてて入力するタッチパネルのノートPCをタブレット型と呼ぶが、同じようなサイズ(画面の大きさや、薄い奥行き)のオシロスコープのこと。「タブレット型」という表現が確立してはいないが、amazonなどのECサイトで「タブレットオシロスコープ」として数万円の商品が掲載されている。それらは主に海外製で、大手計測器メーカ(フルークやキーサイト・テクノロジー)がつくるハンドヘルドのモデルよりも性能が低い、趣味の電子工作ユーザ向けである。 ところが、オシロスコープの世界的トップベンダーであるテクトロニクスはエントリークラスの「3シリーズMSO」の下位機種として、2022年6月に「2シリーズMSO」を発売した。この形状が前述のタブレットオシロスコープと同じである。仕様は最大500MHz周波数帯域で、組込みシステムの開発、デバッグに使えるミドルクラスのオシロスコープである。価格は最低238,000円だが、仕様やオプションによっては百万円以上になる。MSO(ミックスドシグナルオシロスコープ)でタブレット型のモデルが出現したので、「タブレット型オシロスコープ」ということばを解説した。 中国の計測器メーカOWON (オウオン)には可搬型(ハンドヘルド)のオシロスコープがあり、日本でも通販や秋葉原のショップなどで「タブレットデジタルオシロスコープ」が購入できる。OWONは、2000年代に中華系の激安計測器として輸入が始まったGood Will(GW Instek)やRIGOL(リゴル)に次いで、2010年代に日本に上陸した「中華系計測器の第二弾メーカ群」の1社である(2022年に日本法人を設立)。またShanghai MCP Corp.(INSDAC)も可搬型の計測器を多くラインアップする中国の計測器メーカで、ECサイトに周波数、チャンネル別に約10モデルのタブレット型オシロスコープを掲載している。 計測器情報(2シリーズMSO):モデルMSO22、モデルMSO42

単掃引モード(たんそういんもーど)

オシロスコープ のトリガモード の1つで、画面上で信号を1度トリガして停止するもの。(2017年発行 テクトロニクスの冊子「オシロスコープのすべて」より) トリガはオシロスコープの基本機能で、意図した現象(イベント)を捕捉して画面上にに信号波形を表示するもの。トリガタイプ(トリガの種類)はエッジトリガやパルス幅トリガなど10種類以上あるが、トリガのかけ方には3つのモード(トリガモード)がある。ノーマル、オート、シングルの3種類で、上記の冊子でいう単掃引モードはシングルに相当する。通常はシングルモードと呼び、単掃引モードという表現はあまりしていない。

単発信号(たんぱつしんごう)

(single signal) オシロスコープで1度だけ観測される信号で、過渡的現象(トランジェント・イベント)とも呼ばれる。(テクトロニクス「オシロスコープのすべて」(2017年4月発行)より)。 1989年頃に発売されていたHP(現キーサイト・テクノロジー)の周波数帯域400MHzのデジタルオシロスコープに「HP 54502Aディジタイジング・オシロスコープ」がある。横河電機(現横河計測)は同年に初めての縦型(設置面積A4サイズ)のDLシリーズ DL1200を発売しているが、周波数帯域は100MHzである。つまりキーサイト・テクノロジーの54500Aシリーズは、当時としては高性能なモデル(高級品)といえる。54502Aの主な仕様(性能)を示すキャッチフレーズに「2チャネル、単発100MHz,繰り返し400MHz」とある。400MHzというのは連続した繰り返し信号の測定周波数で、単発信号だと100MHzまで、という意味である。 1994年10月発行の岩崎通信機の9360(Iwatsu-LeCroy製品)のカタログ タイトルは「 単発高速 600MHz オシロスコープ」である。従来の9300シリーズが300MHzまでだったのを600MHzという超高速信号を補足できることが明記されているが、単発信号であることも強調した書き方である(※)。 1990年頃のオシロスコープの仕様は単発信号の測定周波数を明記していた(現在は単発信号について積極的に明記はしていない)。 (※) 余談だがレクロイ(現テレダイン・レクロイ)は「1回しか現れない物理現象を捉える」ことから始まった会社である。「物理実験における二度とないデータを必ず残す」をモットーに1964年にWalter Lecroy(ウオルター・レクロイ)が創業し、デジタルオシロスコープの歴史をつくってきたと自負している。2025年現在、周波数帯域が最高のモデルはキーサイト・テクノロジーのUXR(110GHz、2018年発売)だが、レクロイの方が先に100GHzモデルを発売している(現在は生産終了)。単発や高速信号に対するこだわりが9360などに現れていると筆者は思う。

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