楽しく遊ぶための初心者にもわかる電子工作のヒント

オシロスコープSDS1022の初歩の使い方

デジタルオシロスコープSDS1022の基本の使い方を紹介します。

SDS1022の外観

私は、Amazon のサイトで日本の代理店「エスシーエス」さんのものを購入しました。 英文のクイックマニュアルが同梱されていますが、製品の利用者登録をすると、日本語のくわしい取扱説明書(PDF)が入手できます。

エスシーエスさんの対応も早いので、利用者登録を済ませて、日本語の取説を入手してから使用すればいいのですが、初級者レベルでは使い方も限られていますので、ここでは、すぐに使えるように、押さえておくべきポイントなどをクイックレファレンス風に紹介します。


OWONのSDS1022デジタルオシロスコープ

  

これは、2チャンネルの卓上型、7インチのカラーディスプレイ、バンド幅は20Mz、サンプリングレートは100MS/s で、このクラスの最安価格品ですが、私のような、趣味で電子工作を楽しむためには十分な性能です。

もう1ランク高いものを求めようとすると、2倍ほどの金額になってしまうので、この価格で、コンパクト、スッキリしたデザイン、3万を切る低価格帯・・・と、コスパの高い魅力的な製品です。

  

→Amazonのオシロスコープのページを見る

→楽天のオシロスコープ一覧を見る


PDFで送られてくる日本語の取説は、うまく和訳されているのですが、やはり和訳文なので文章には若干の違和感もあリます。

また、同梱の英語のクイックマニュアルは平易な英語ですが、わかりやすい日本語でないとイマイチ感があるし、なによりも、私のような初心者がすぐには使わない範囲の内容が多いので、ここでは、「初心者用クイックガイド」を想定して、使用法を紹介します。


ここでの内容は、(1)最初の立ち上げ時にやることと注意点 (2)実際に波形の観察のための設定や注意事項 ・・・ などに限定しています。

以下が日本語の取扱説明書の目次です。 じっくりと腰を落ち着けて取り組みたい方は、このHPではなく、最初からそちらを利用してください。

使用説明書の目次

それでは順に説明していきます。

まず、立ち上げ時にやること

使用方法1

ここでは、1チャンネルだけを使用するとして説明します。

コンパクトですが、コンセントにさして使います。

プローブの設定スイッチの確認

プローブ倍率設定

写真のように、X10 にしておきます。通常はX10で使います。

オシロスコープの電源を入れます

電源をONすると

セルフチェックが行われたあとに、このような画面になった後に、測定用画面に変わります。

プローブの確認画面

まずはこのボタン

まず、プローブをつながないで、「Utility」ボタンを押すと、画面に「右メニュー」が出るので、「Fanction」-「Adjust」-「Default」で、プローブの表示が「10X」になっていることを確認します。

10Xになっていなければ、選択ボタンで変更します。(通常は10Xで使いますし、一度設定しておくと、次回からも、このままで、確認は不要です)

プローブ補正

プローブの取り付け

次に、プローブをCH1にさして締め付けます。 

このあと、プローブ調整をするので、この時、BNCジャックの写真に見える調節穴が上になるように、写真のようにさし込むようにしましょう。

オートセットで使う

そして、右側の下部にあるキャリブレーション端子にプローブの先端を接続し、「Autoset」ボタンを押すと、画面には、「1KHz・Vpp5V」の下のような波形が出ます。

標準波形観測

(左下にT:F:Vppの文字情報(数字)が見えますが、これを表示させる方法は後で説明します。)

ここでは、方形波の形に注目します。

上のような波形ではなく、下のように変形した方形波になっていると、調整穴に付属のプラスチックドライバーを使って、上の写真のような、きれいな方形波になるように調整します。

不具合の場合の設定方法 不具合の場合の設定方法2

説明書では、「一度設定すると設定が常に有効」になっていると書いてありますが、慣らし運転(ウォーミング)を充分に取って使用するのであれば、たえず安定した波形になっているのかもしれないのですが、通常は時間をかけずに測定することも多いので、適時に確認したほうが良さそうです。

加えて、測定する時の注意ですが、取説には、『安全のために、プローブ先端の可動部分を持って測定しないように・・・』との注意書きがあります。これについては、最初のうちから正しい持ち方に慣れてしまうようにしておきましょう。

以上で、使用前調整が完了です。 これで通常の測定を開始できるようになっています。

慣らし運転を30分間するように・・・と書かれています。 多分、普段はそれはしないほうが多いと思うのですが、5℃以上の温度変化があると、誤差が生じますので、室温には気をつけておきましょう。

測定中などで、5℃以上の大きな温度変化があると、「自己校正」を行って、精度を確保する必要がありますので、それについて説明します。

オシロスコープの自己校正の方法

プローブを取り外して、何もついていない状態にします。

自己校正は、パネルボタンの「Utility」を押して、右メニューの「Function」-「Adjust」-「Self Cal」の順に選択すると、下の画面のように自動で内部で校正を行ってくれます。

自己校正中の画面

この画面メモリが消えると内部校正終了です。 プローブをつなぐと測定ができます。

一連の初期操作として、これがすぐにできるように、慣れておくようにしましょう。


波形測定といくつかの注意点

ここでは、低電圧のAC波形を見る場合で説明します。

【アースが共通になっています】
オシロスコープは、電圧計と同じようなもので、電圧を測る要領で2点間にプローブをつないで計測しますが、仕様の限度を越える高電圧や高周波電圧は避けるのはもちろんですが、特に、2CHで使用する場合には、両方のGND(アース)は共用になっているので、異なったアース電圧をとって測定してはいけないことを頭に入れておかないといけません。

2CHの場合で、GND電位が違う場合は正しい測定ができません。 どちらか1点のGND(アース)にして、そこからの各チャンネルの電圧が表示させるようにします。 

通常は、一つの回路で2点を測る場合などはGNDが共通ですので問題ないのですが、このことは覚えておいて注意しておくようにしてください。

【文字情報を活用しましょう】
測定については簡単です。 テスターで電圧を測るときと同じ要領で、プローブで2点につなぐと、その波形が表示されます。

そのときに、下のように、画面左下に「波形の文字情報」を表示させると非常に便利ですので、その表示方法について、次に説明します。

文字情報を活用

波形の文字情報表示

従来のアナログオシロスコープでは、カーソルを用いて、電圧や振幅を読み取っていましたが、デジタルオシロスコープの多くは、内部で波形を演算することで、文字情報で表示ができるようになっています。

画面への文字情報のプリセットの方法

文字情報のプリセット

この「Measure」ボタンと「Multipurpose」ノブを使います。

まず、波形の測定ができる状態で、「Measure」ボタンを押すと、したのように「右メニュー」がでますので、「AddCH1」の選択ボタンを押します。

文字情報のプリセット2

すると、下のような「左メニュー」が表示されます。

文字情報のプリセット3

項目を「Multipurpose」ノブを回して、「AddCH1」の選択ボタンを押すと、画面左下に、「文字情報」が張り付きます。

ここでは、「周期:Period」「周波数:Frequency」「ピークトゥピーク電圧:Vpp」を表示させていますが、他に、次のような項目があるので、それらも加えて表示することができます。

Mean: 波形全体の算術平均
RMS: 波形全体の二乗平均電圧
Max: 最大振幅のピーク電圧
Min: 最小振幅の負のピーク電圧
Top: 方形波のフラットベース電圧

注意点は以上です。通常の測定ができます。ここで1つだけ、基本的な注意点があります。

画面いっぱいを有効に使って波形を測定しましょう

これは自作したオシレータを利用して、その波形を観察した例です。 次の3つの写真の文字情報の部分を見てください。

上下幅を大きく振らすのがコツ

上下幅を大きく降らすのがコツ2

上下幅を大きく降らすのがコツ3

これは、同じ信号を、振幅だけを変えて表示していますが、これで見ると、水平成分の「周期」「周波数」はほとんど変わっていませんが、(さわっていないので当然ですが) Vppの値が大きく異なっています。

このように、オシロスコープの内部で画面の状態を読み取って『文字情報』を表示させていますので、基本的には、常に大きな波形で読み取るようにしたほうがいい・・・ということを知っておくといいでしょう。

*****

ここで説明する使用法は以上ですが、取扱説明書には、様々な項目が説明されています。ここでは説明しませんが、便利そうな項目をピックアップしておきます。

取説にある便利そうな内容(項目抜粋のみ)

・直流バイアスを含む方形波の直流部分を遮断して表示する
・波形を反転する
・プローブの減衰量調整
・波形計算
・高速フーリエ変換演算
・波形のズーム
・トリガーコントロール
・波形の保存と呼び出し
・回路のゲイン計算方法
・ノイズ解析の方法
・回路の入出力をX-Y座標グラフで調べる

このような使い方ができますので、説明書を見て使ってみてください。

おわりに

電子工作を始めると、発振回路などではその波形が見たくなります。 これまで私は、息子が自作した簡単なキット品を借りて使っていたのですが、2インチの画面では下のような感じになってしまいますので、やはり得られる情報には限度があリます。 

小さい画面の簡易オシロではわかりにくい

この波形が、今回のオシロスコープで見ると、次のようになるのですから、やはり値打ちがあります。

同じ波形でも見え方が違う

以上ですが、購入してすぐにこの記事を書きましたので、不備もあると思いますが、少し使い方に慣れてから見直すようにします。 電子の専門ではない、電子工作を始めて半年のシニアが書いている文章ですので、間違いもあるかもしれませんが、少しでも参考になれば幸いです。



  
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最小限必要なことのおさらい(1-2)

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