オシロスコープ プローブ入門（１）基礎知識と種類
オシロスコープは、電子回路の電圧波形を可視化するための計測器であり、回路の動作確認やトラブルシューティングに欠かせないツールです。そしてそのオシロスコープにとって欠かせない存在が「プローブ」です。プローブは、測定ポイントからオシロスコープ本体へ信号を伝えるためのインターフェースであり、その性能や特性は、測定結果の正確性に大きく影響します。
ここでは、プローブの基本的な役割と、代表的な種類について解説します。
■プローブの役割と構造
プローブの主な目的は、電子回路から正確かつ安全に信号を取り出して、オシロスコープへ伝送することです。多くのプローブは以下の構成でできています。
・ 同軸ケーブル（信号の損失を抑えて伝送）
・ 先端部のフックやピン（回路への接続部）
・ グランドリード（回路のGNDに接続し安定性を確保）
測定対象の周波数や信号レベルに応じて、プローブの構造や内部回路も最適化されています。
■パッシブプローブ
最も一般的なプローブで、内部にアクティブ素子を持たないシンプルな構造です。
・ 減衰比は通常10:1（信号を10分の1にして入力）
・ 安価で扱いやすく、多くの基本測定に対応
・ 周波数帯域は機種により異なるが、数百MHzまでが一般的
・ グランドリードが長すぎるとノイズの影響を受けやすい
オシロスコープ本体と一緒に標準で付属することが多いですが、適切な使い方をしないと測定エラーの原因になります。
■アクティブプローブ
高周波測定や高精度な測定が必要な場合には、アクティブプローブが適しています。内部にFETやバッファアンプなどの電子回路が内蔵されています。
・ 高インピーダンス・低容量入力で信号への影響が小さい
・ GHz帯域の高速信号も忠実に測定可能
・ 電源供給が必要（USBや専用コネクタ経由）
主に高周波デジタル回路やRF回路の解析に使用されます。
■差動プローブ
差動プローブは、2つの信号間の電位差を直接測定するためのプローブです。グランドに依存せず測定できるため、特殊な環境で役立ちます。
・ GND電位に依存しないフローティング測定が可能
・ 電源ラインのノイズ測定やインバータ回路の評価に最適
・ 絶縁タイプのものもあり、安全性が高い
差動信号を正確に観測するには、通常のパッシブプローブでは対応できないため、このプローブが必要です。
■電流プローブ
電圧だけでなく電流を測定したい場合には、専用の電流プローブを使用します。
・ ワイヤーにクランプするだけで測定可能
・ AC専用／AC+DC対応の種類がある
・ ホール素子や電流トランスを使用
・ 電力解析やモータ駆動波形の観測に適する
オシロスコープに接続して、電圧波形と同時に電流波形を比較することも可能です。
■光アイソレーションプローブ
近年注目されているのが、光アイソレーション方式のプローブです。信号を光に変換して絶縁することで、測定の安全性と信号忠実性を両立させています。
・ 電気的に絶縁された状態で信号を伝送
・ 高電圧環境やノイズの多い場所でも正確な測定が可能
・ 電源回路や産業機器の評価に活用されている
特にスイッチング電源や高電圧モータ駆動回路の測定には有効です。
■プローブ選定のポイント
測定対象や目的に応じて、適切なプローブを選ぶことが重要です。選定の際には以下の点を考慮します。
・ 測定する信号の周波数帯域
・ 差動測定か単端測定か
・ 測定対象の電圧・電流レベル
・ 必要な絶縁性能の有無
・ 接続のしやすさとプロービングの安定性
・ プローブ先端の形状（フック、ピン、ICフット用など）
間違ったプローブを使うと、波形が歪んだり、機器を損傷するリスクもあるため、慎重な選定が必要です。
■まとめ
オシロスコープにとってプローブは単なるアクセサリではなく、測定品質を左右する重要な要素です。測定の目的や対象に応じて、正しい種類のプローブを使い分けることで、より正確なデータを得ることができます。
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オシロスコープ プローブ入門 全9回 目次
第1回 基礎知識と種類
プローブの役割や構造、代表的な種類（パッシブ、アクティブ、差動、電流、光絶縁）を紹介。
第2回 選び方と接続のコツ
測定対象に応じたプローブの選定ポイントと、接続時に気をつけるべき実践的な注意点を解説。
第3回 よくあるトラブルとその対策
波形が乱れる・値がずれるなど、現場で起こりがちなトラブルとその具体的な原因・対策を紹介。
第4回 プロービング技術と波形品質の改善
グランド処理やプローブの固定、波形の安定化に役立つ実践テクニックを整理。
第5回 メンテナンスと寿命管理
プローブの劣化サイン、点検ポイント、保管方法、寿命の目安と長く使うための工夫を解説。
第6回 アクセサリの活用と応用テクニック
フックチップやスプリンググランド、ホルダーなどアクセサリを使った測定効率アップの手法を紹介。
第7回 代表的な応用測定例
電源のリップル測定、差動信号観測、電流波形、高周波クロックなど、実際の測定例と使用プローブを解説。
第8回 よくある質問とその答え（Q&A）
初心者が抱きやすい疑問に対し、やさしく・実用的な視点から答えるFAQ形式のまとめ。
第9回 まとめとステップアップへのヒント
全体の振り返りと、今後さらに計測スキルを高めるための学習素材や応用分野への広がりを紹介。