プロービングとテストピン | パターン設計開発支援サイト

デジタル回路の検証には欠かせないオシロスコープですが、

使い方によって正しくない波形が測定されることがあります。


その多くはプローブの繋ぎ方とテストピンの設け方に起因します。


短く引き出しても、

上手く波形が取れない時のチェックポイントを挙げます。

ポイント@:プローブを選ぶ


 電圧を測定する電圧プローブだけでも多くの種類があります。

 使い分けましょう。

 

 ・受動プローブ

   20MHz以下の波形なら、受動プローブで測定出来ます。

   受動プローブに書かれている抵抗値とコンデンサ値が

   グランド間に接続された波形を見ていることを意識しましょう。

 ・能動プローブ

   プローブが波形を増幅する機能を持ったプローブです。

   高速の信号を見るものや差動プローブがあります。


ポイントA:能動プローブが正常に動作しているか


 能動プローブは波形を増幅する機能を持つので、複雑な作りをしています。

 設定や使い方次第で異なる波形が測定されます。

 

 ・キャリブレーションは出来ているか。

 ・プローブの入力範囲を守っているか。

 ・静電気等の外来ノイズで壊れていないか。

 ・プローブ間のスキューは補正したか。


ポイントB:測定点とグランドが近いか


 高速な信号線や繊細な信号では、グランドは測定点付近から取ります。


ポイントC:プローブのグランドは短いか。


 プローブには様々なグランドアクセサリーが付属していますが、

 可能な限り短いものを使用するように心がけましょう。

 便利な鰐口のアクセサリーは、1MHz位の波形でもかなり波形が劣化します。

 また、能動プローブより受動プローブはグランド長の影響を受けやすい

 仕組みになっています。


ポイントD:テストピンは贅肉


 デバッグ時の作業を考えると、テストピンを大きくしたり、

 作業性の良い所に引き出したくなりますが、

 この誘惑に負けてはいけません。

 

 テストピンは、

 出す位置を絞り込み信号線への影響を最低限に抑えましょう。

 

 <テストピンの害>

  ・配線容量が増す。

  ・配線長が長くなる。(配線面積が広くなる)

  ・不要輻射ノイズのアンテナになりやすい。

  ・反射が発生する。

  ・インピーダンス整合やシールドラインが崩れる。


正確なプロービングには手間がかかりますが、

不確かな波形を分析するよりはずっと波形評価が楽になります。

 

 

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