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アプリケーションノート
はじめに
オシロスコープは今日、エンジニアにとっては、必要不可欠なツールです。オシロスコープは、信号の電圧を表示する機能を備え、電子機器の不具合を診断し、科学、医療、工学、電気通信のさまざまなアプリケーションの電子回路をチェックすることができます。この際に重要なことは、適切なオシロスコープを選択することであり、その性能を評価する必要があるということです。帯域幅、サンプリングレート、メモリ長などの主要仕様は、さまざまなオシロスコープを比較する際のベースとなります。ただし、オシロスコープが優れた主要仕様を備えていても、今日のエンジニアが求める、正確な結果を提供できない場合があります。
オシロスコープの確度について
オシロスコープで確度が非常に重要になるのはなぜでしょうか？この質問に答えるには、A/Dコンバーター(ADC)が正しく信号をデジタイズできるように、オシロスコープのフロントエンドで信号が調整されているということを考える必要があります。このフロントエンドは、アッテネータ、プリアンプ、信号経路で構成されています。
オシロスコープの確度を議論する場合、フロントエンドとADCの両方のブロックを含んだ信号経路全体を考慮する必要があります。設計者は、平坦な周波数応答、低ノイズ、広帯域を備えたフロントエンドチップを長年にわたって設計しています。また、オシロスコープ、特に高GHzレンジで動作するオシロスコープには、最先端のADCテクノロジーが必要なので、オシロスコープのベンダーは専用のADCチップを設計することになります。このような開発には、何年もの設計作業と何百万ドルもの費用がかかります。ただし、この投資は、努力に見合う価値があります。オシロスコープの確度を最大限に向上することができるからであり、またフロントエンドとADCテクノロジーの両方のブロックによって、測定信号の変化が最小限に抑えられるからです。
オシロスコープの品質を正確に評価するには、エンジニアは、主要仕様とその他の仕様（更新レート、ジッタ測定フロア、ノイズフロア、測定の再現性など）の両方を考慮する必要があります。有効ビット数(ENOB)は、この評価で役立つもう1つの仕様です。ベンダーは、オシロスコープの「有効性」を評価する最適な指標として、この仕様を公表しています。エンジニアは、ENOBにのみに頼ってオシロスコープを評価してよいものでしょうか?あるいはENOBはエンジニアが考慮すべき数多くの性能指数の1つにすぎないのでしょうか？以下で詳細に説明します。
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