オシロスコープ 波形とは？
― 電気信号の“かたち”を見て判断する基本ツール ―
**オシロスコープで表示される波形（はけい）**とは、電気信号の時間的な変化をグラフとして視覚化したものです。
縦軸に電圧、横軸に時間を取ることで、信号が「どんな形」「どんな周期」「どんな振幅」で動いているかを一目で確認できます。
📉 波形の基本構造
| 軸 | 内容 |
|---|---|
| 横軸 | 時間（Time） |
| 縦軸 | 電圧（Voltage） |
| 波形とは | 時間の流れに対して変化する電圧のグラフ |
🔍 オシロスコープでよく見る波形の種類
| 波形名 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|
| サイン波 | なめらかな正弦曲線。最も基本的な交流信号 | 通信、音声信号、AC電源 |
| 矩形波（スクエア） | ON/OFFがはっきりした2値の信号 | デジタル信号、クロック信号 |
| パルス波 | 短時間だけONになる矩形波 | トリガ信号、タイミング信号 |
| 三角波 | 一定速度で上下する波形 | オーディオ試験、モーター制御 |
| ノコギリ波 | 緩やかに上昇し急激に下降（または逆） | ランプ信号、スイープ信号 |
| ノイズ波形 | 不規則に変化する波形。通常は好ましくない成分 | 回路の異常検出、EMI測定など |
🧰 波形観測でわかること
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信号の周期や周波数
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電圧レベル（最大・最小・平均）
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パルス幅・立ち上がり時間
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波形の歪みやノイズの有無
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異常信号の検出（突発的なスパイクなど）
📐 波形の測定例
| 測定項目 | 内容 |
|---|---|
| ピークtoピーク電圧 | 波形の最大電圧と最小電圧の差（Vpp） |
| 周波数（Hz） | 1秒間に繰り返す回数 |
| デューティ比（%） | ONとOFFの比率（主に矩形波・パルス波で使用） |
| ライズタイム | 立ち上がりにかかる時間（10%→90%） |
| パルス幅 | パルスがONになっている時間（時間軸の長さ） |
🎯 波形を使った応用例
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マイコンのGPIO信号確認
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センサー出力の動作確認
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パワー回路のスイッチング挙動分析
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通信波形（UART/I2C/SPIなど）の可視化
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オーディオ信号の波形観測と歪み確認
📝 まとめ
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オシロスコープの波形とは、電気信号を時間軸で可視化したグラフ
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サイン波やパルス波など、波形の種類によって用途が異なる
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波形を観測することで、信号の状態や回路の異常を把握できる
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教育、設計、開発、保守まで、幅広い現場で活用されている