資料紹介
(Ⅰ－１)
オシロスコープを使った基本的な実験
実験報告書（3班）
再提出版
実験日 10月30日 11月6日 11月8日
１．実験の目的
プローブの内部構造・動作原理をしり、プローブの正しい使い方を検討した。また、オシロスコープのX-Yモードを用いて、リサージュ図形から入力波と出力波の電圧比、位相差の求め方を検討した。微分回路・積分回路の周波数特性を検討し、トロイダルコアのB-Hカーブの測定を行った。
２．実験回路解析と実験方法
２．１ プローブの動作原理（実験1）
ａ．実験回路の理論解析
(1.1)伝達関数を求める
C1、R1、C2、R2、C３に流れる電流をそれぞれi1、i2、i3、i4、i5とする
また、C1、R1にかかる電圧をV1とする
これらの式をラプラス変換すると、
・・・①
これらを①式に代入すると
よって、伝達関数 は
(1.2) 周波数伝達関数 は
周波数応答 は
位相差は
より、
C2の調整が正しく行われたときのボード線図は次項に示す
(1.3) ステップ電圧印加の の波形を示せ
次にステップ電圧印加
とおき、逆ラプラス変換して
ここで はステップ関数なので
voの波形は次のようになる
K<<Tのとき K>>Tのとき
特にK=Tのとき
(1.4) に波形歪みが生じないためには
より
となればいいから
を満たす必要がある。
ｂ．実験回路の詳細と実験方法
使用器具
オシロスコープ（KENWOOD 40MHz CS-4035）
発振機（KENWOOD AG-203D）
10：1プローブ（KENWOOD 960BNC 10:1）
実験方法
まず、オシロスコープ内蔵の校正電源で発生させた方形波をプローブに加えて表示させ、方形波の頭部が平坦になるようにC2を調節する。このことによって、入力と出力の位相差をなくし、以降の測定を正確に行える。
次に、プローブの先端に方形波を入力し、ステップ電圧のかわりとする。オシロスコープの波形表示モードをALTにし、波形を観測する。
ｃ．実験結果
写真はCH2の波形、1V/div 0.5ms/div
ｄ．理論と結果の比較
実験結果のグラフをみると、ステップ電圧の頭部が平坦に表れている。
これは、voの理論式でK=Tとなった場合と同じである。
つまり、C2の調節が正しく行われたことを示している。
２．２ リサージュ波形（実験2）
ａ．実験回路の理論解析
ｘ軸方向に （入力）、ｙ軸方向に （出力）を印加する
・・・①
加法定理より
・・・②
①を②に代入すると
・・・③
に①と③を代入すると
両辺sin2φをかけて
・・・④
④の式がリサージュ図形の式にあたる
は図形から最大振幅値を読み取ることで求まる
より
振幅比は
④式から のとき
より
図形をみると X=0のとき Y=B
よって より
位相差は
今回のオシロスコープの場合、入力と出力の方向が逆なので
振幅比は
位相差は
ｂ．実験回路の詳細と実験方法
使用器具
オシロスコープ（KENWOOD 40MHz CS-4035）
発振機（KENWOOD AG-203D）
10：1プローブ（KENWOOD 960BNC 10:1） 2本
コンデンサ 1μF
抵抗 2ｋΩ
実験方法
交流電源Viの周波数を100Hzにする。
CH1を水平方向、CH2を垂直方向に入力し、X-Yモードにてリサージュ波形を観測する。
ｃ．実験結果
X軸：１mV/div
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(Ⅰ－１)
オシロスコープを使った基本的な実験
実験報告書（3班）
再提出版
実験日 10月30日 11月6日 11月8日
１．実験の目的
プローブの内部構造・動作原理をしり、プローブの正しい使い方を検討した。また、オシロスコープのX-Yモードを用いて、リサージュ図形から入力波と出力波の電圧比、位相差の求め方を検討した。微分回路・積分回路の周波数特性を検討し、トロイダルコアのB-Hカーブの測定を行った。
２．実験回路解析と実験方法
２．１ プローブの動作原理（実験1）
ａ．実験回路の理論解析
(1.1)伝達関数を求める
C1、R1、C2、R2、C３に流れる電流をそれぞれi1、i2、i3、i4、i5とする
また、C1、R1にかかる電圧をV1とする
これらの式をラプラス変換すると、
・・・①
これらを①式に代入すると
よって、伝達関数 は
(1.2) 周波数伝達関数 は
周波数応答 は
位相差は
より、
C2の調整が正しく行われたときのボード線図は次項に示す
(1.3) ステップ電圧印加の の波形を示せ
次にステップ電圧印加
とおき、逆ラプラス変換して
ここで はステップ関...
