JPH07280838A - プローブ装置 - Google Patents

プローブ装置

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JPH07280838A
JPH07280838A JP9048694A JP9048694A JPH07280838A JP H07280838 A JPH07280838 A JP H07280838A JP 9048694 A JP9048694 A JP 9048694A JP 9048694 A JP9048694 A JP 9048694A JP H07280838 A JPH07280838 A JP H07280838A
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JP
Japan
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resistor
probe
capacitor
coaxial cable
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP9048694A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhisa Kato
勝久 加藤
Toshihiko Onozawa
俊彦 小野沢
Tatsuya Murofushi
達也 室伏
Takanari Nabeshima
隆成 鍋▲島▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tektronix Japan Ltd
Original Assignee
Sony Tektronix Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】良好な信号伝送特性を有し、耐久性、加工性、
取扱い性に優れた低コストのプローブ装置を提供する。 【構成】プローブ先端に一端が接続された、第1抵抗器
Rp及び第1コンデンサCpの並列回路と、この並列回路
の他端に一端が接続された第2抵抗器R1と、該第2抵
抗器の他端に接続され、上記第2抵抗器の抵抗値に略等
しい特性インピーダンスを有する同軸ケーブル18と、
上記第2抵抗器の一端と接地端との間に接続されたコン
デンサC1とを具えており、同軸ケーブルの中心導体の
抵抗率は、1Ω/m以下の低損失のものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電圧測定用プローブ装
置に関する。
【0002】
【従来技術】図2は、従来の受動型電圧プローブをオシ
ロスコープ等の入力回路に接続した場合の構成を簡略に
示す回路図である。プローブ先端10にプローブ本体の
抵抗器Rpと可変コンデンサCpとの並列回路の一端が接
続され、このプローブ本体の並列回路の他端には、プロ
ーブ・ケーブル12の一端が接続されている。このプロ
ーブ・ケーブル12の中心導体(芯線)は、抵抗線であ
り、その抵抗率は、例えばテクトロニクス社製のP60
06型プローブでは、約272Ω/m程度である。この
プローブ・ケーブル12の他端がオシロスコープの入力
端14に接続されている。オシロスコープの入力端14
と接地端との間には、抵抗器Ro及びコンデンサCoの並
列回路が接続されている。この測定系では、出力端子1
6の分圧電圧信号がオシロスコープで表示されることに
なる。なお、一般的なオシロスコープの場合、Ro=1
MΩ、Co=20pFであり、Rp=9MΩとすると、減
衰比は、Ro/(Rp+Ro)=1/(9+1)=1/1
0となる。また、プローブ本体のRC並列回路Rp及び
Cpと、オシロスコープの入力回路のRC並列回路Ro及
びCoとの分圧回路において、入力信号の周波数に無関
係に一定の減衰比を維持する為には、RpCp=RoCoの
関係を満足するようにCpを調整する必要があること
は、当業者には周知の事項である。但し、これは、回路
の浮遊容量Csを考慮していない関係式であり、実際に
は、プローブ・ケーブルその他の浮遊容量Csがあるの
で、上述の関係式は、RpCp=Ro(Co+Cs)とな
る。
【0003】図2のプローブ・ケーブル12で中心導体
として抵抗線を使用しているのは、中心導体の抵抗率が
極めて小さい低損失の同軸ケーブルを使用すると、抵抗
値Rが非常に小さいので、回路のQ=ωL/Rが非常に
高くなり、立ち上がりの高速なステップ・パルス信号を
入力した場合に高周波数成分の共振現象又は多重反射に
より出力波形にリンギングが発生するという問題がある
ので、これを防止する為である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のプロー
ブ・ケーブル12では、抵抗線を中心導体として使用す
る為、中心導体を非常に細く形成しなければならず、高
い機械的精度も要求されるので製造コストが高くなる。
また、細い中心導体のため耐久性に問題があり、破損し
やすい。更に、プローブ・ケーブルの中心導体が細くて
堅いので、実験や加工の際に他の回路素子等をハンダ付
けし難く、取扱い難い等の問題があった。その上、高周
波信号を測定する際には、表皮効果によって中心導体の
中心部分に信号が伝播しなくなるので、細い中心導体の
損失が益々大きくなる上に高周波数特性が劣化する、所
謂ドリブルアップ現象が発生するという問題があった。
【0005】本発明の目的は、抵抗線の中心導体を用い
た従来のプローブ・ケーブルを使用せず、良好な信号伝
送特性を有し、耐久性、加工性、取扱い性に優れた低コ
ストのプローブ装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決する為の手段】プローブ先端に一端が接続
された、第1抵抗器Rp及び第1コンデンサCpの並列回
路と、この並列回路の他端に一端が接続された第2抵抗
器と、該第2抵抗器の他端に接続され、上記第2抵抗器
の抵抗値に略等しい特性インピーダンスを有する同軸ケ
ーブルと、上記第2抵抗器の一端と接地端との間に接続
されたコンデンサとを具えており、同軸ケーブルの中心
導体の抵抗率は、1Ω/m以下の低損失のものである。
【0007】
【実施例】図1は、本発明のプローブ装置をオシロスコ
ープ等の入力回路に接続した場合の構成を簡略に示す回
路図である。図2の従来例に対応する回路要素には同一
の参照符号を付している。図2の従来例と異なっている
点は、従来のプローブ・ケーブル12の代わりに中心導
体の抵抗率が1Ω/m以下の低損失の同軸ケーブル18
を使用していること、同軸ケーブル18とプローブ本体
のRp及びCpの並列回路との間に同軸ケーブル18の特
性インピーダンスと略等しい抵抗値を有する抵抗器R1
を接続していること、及び第2抵抗器R1のプローブ先
端側と接地端との間に可変コンデンサC1を接続してい
ることである。なお、可変コンデンサC1を用いている
のは、プローブの周波数特性を調整する為であるが、図
2の従来例と同様にプローブ先端に接続されたRC並列
回路Rp及びCpのコンデンサCpを可変コンデンサと
し、コンデンサC1を固定コンデンサとしても良い。
【0008】この実施例のプローブにおいて、同軸ケー
ブル18の特性インピーダンスZoは、例えば75Ωで
あるので、第2抵抗器R1の抵抗値も75Ωである。こ
の値は、広く使用されている他の特性インピーダンス
値、例えば50Ωでも構わない。その場合には、第2抵
抗器R1の値も50Ωとするのは勿論である。
【0009】減衰器を構成する抵抗器Rp及びRoの抵抗
値は、1MΩ〜数十MΩ程度なので、第2抵抗器R1=
75Ωという値は、減衰器の減衰比に与える影響は無視
して良い。よって、このプローブ装置の減衰比は、Ro
/(Rp+Ro)という従来と同様の式で表される。例え
ば、Rp=24MΩ、Ro=1MΩとすれば、減衰比は、
1/(24+1)=1/25となる。また、同軸ケーブ
ルその他の回路の接地端に対する総合浮遊容量をCsと
すると、プローブ装置の周波数特性を平坦にするには、
RpCp=Ro(Co+C1+Cs)の関係を満たす必要があ
ることは勿論である。よって、周波数特性を調整するの
には、上述のように、Cp又はC1の少なくとも一方を調
整可能な可変コンデンサにすれば良い。
【0010】コンデンサC1は、少なくとも数十pF程
度の容量を有し、高周波数領域では短絡と看做せるの
で、抵抗器R1は、同軸ケーブル18に対して無反射終
端回路として機能する。すなわち、プローブ先端10か
ら入力された信号は、同軸ケーブル18を伝播し、オシ
ロスコープの入力端において反射が発生し、この反射信
号は、同軸ケーブル18を戻るが、インピーダンス整合
した抵抗器R1の終端回路があるので、共振又は多重反
射によるリンギング等の歪は発生しない。また、同軸ケ
ーブル18の中心導体は、1Ω/m以下という低い抵抗
率なので損失が小さく、導体も比較的太いので、表皮効
果による高周波成分の損失が抑制出来る。同軸ケーブル
18は、従来の抵抗線の中心導体を含むプローブ・ケー
ブル12と比較して低コストであり、耐久性、加工性、
取扱い性に優れている。
【0011】
【発明の効果】第2抵抗器の抵抗値と同軸ケーブルの特
性インピーダンスが略等しく、高周波成分に対しては可
変コンデンサは短絡状態と看做せるので、第2抵抗器と
可変コンデンサにより同軸ケーブルの特性インピーダン
スと整合した無反射終端回路が形成され、同軸ケーブル
の多重反射の発生を防止し、共振によるリンギングの発
生も抑制出来る。また、同軸ケーブルの中心導体の抵抗
率が低く、中心導体が比較的太いので、表皮効果に起因
する高周波成分の損失の増加を抑制出来る。同軸ケーブ
ルは、従来のプローブ・ケーブルと比較して耐久性、加
工性、取扱い性、製造コストの点でより優れている。更
に、プローブ先端からの入力インピーダンスは高く維持
出来る上に、プローブの減衰比もRpとRoにより任意に
設定可能であり、付加回路による実質的な影響は発生し
ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプローブ装置の一実施例を示す回路図
である。
【図2】従来のプローブ装置の構成例を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
10 プローブ先端 14 オシロスコープ入力端子 18 同軸ケーブル Rp 第1抵抗器 R1 第2抵抗器 Cp 第1コンデンサ C1 第2コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鍋▲島▼ 隆成 東京都品川区北品川5丁目9番31号 ソニ ー・テクトロニクス株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プローブ先端に一端が接続された、第1
    抵抗器及び第1コンデンサの並列回路と、 該並列回路の他端に一端が接続された第2抵抗器と、 該第2抵抗器の他端に接続され、上記第2抵抗器の抵抗
    値に略等しい特性インピーダンスを有する同軸ケーブル
    と、 上記第2抵抗器の一端と接地端との間に接続された第2
    コンデンサとを具え、 上記同軸ケーブルの中心導体の抵抗率は、1Ω/m以下
    であることを特徴とするプローブ装置。
  2. 【請求項2】 上記第1コンデンサと上記第2コンデン
    サとの少なくとも一方を可変コンデンサとし、上記プロ
    ーブ装置の周波数特性を調整可能にしたことを特徴とす
    る請求項1記載のプローブ装置。
JP9048694A 1994-04-04 1994-04-04 プローブ装置 Pending JPH07280838A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2014106019A (ja) * 2012-11-26 2014-06-09 Stack Electronics Co Ltd プローブ

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