購入前に知っておきたいUSB接続・PC接続型デジタルオシロスコープの利点と欠点。スタンドアロン型との違いは。

2018年8月9日2021年9月10日

USB・PC接続型のオシロスコープはノートパソコンなどに接続して手軽に使えるため、近年人気が出てきています。

通常のスタンドアロン型と比べると、いくつか特徴に違いがあります。

USB接続型の購入を検討している方のために、USB接続型の利点・欠点を紹介します。

USB接続型とスタンドアロン型

デジタルオシロスコープのタイプは、「スタンドアロン型」と「USB接続型」の二種類に分けることができます。

スタンドアロン型は、液晶モニタが搭載されているいわゆる普通のオシロで、それ単体で信号の測定から表示までを行えるオシロです。

性能も価格も幅広いですが、安価な製品には例えば、Tektronix TBS1000シリーズ (公式)や、OWONのSDS-Eシリーズ (公式)があります。

一方のUSB接続型は、信号の測定だけを行うオシロで、信号の表示はUSBなどで接続したパソコンで行います。

以前はパソコンというと起動に数分はかかったため、すぐに使えない点がUSB・PC接続型オシロスコープのネックになっていましたが、現在ではノートパソコンはスタンバイ状態から数秒で起動でき、実用的になってきました。

USB接続型オシロスコープの有名な製品にはPicoScope (公式)があります。

一般的にUSB接続型は、ディスプレイがない分コンパクトで場所を取らず、スタンドアロン型よりも安価ですが、サンプリング周波数・分解能・S/N・操作性などの性能は劣る傾向にあります。

USB接続型オシロスコープの利点と欠点を詳しく見ていきましょう。

利点

場所をとらない
USB接続型は端末が小さいのが嬉しいポイントです。
スタンドアロン型オシロスコープは工具箱に入らないため、片付ける棚を確保しなければなりませんし、出すのが億劫になることもあります。またスタンドアロン型は工作机の上でも場所を取ります。
回路図をノートパソコンで見ている方なら、USB接続型オシロスコープの端末を工具箱から出すだけで、ノートパソコンがオシロスコープになるので便利です。
　
持ち運びが簡単
スタンドアロン型オシロスコープは通勤カバンに入らないため、持ち歩くのは難しいですし、そもそも持ち歩くことを考慮されていません。USB接続型であれば、ノートパソコン用のカバンに、端末とプローブを入れれば持ち運び準備完了です。
　
価格が安い
ディスプレイがない分安価です。もちろんUSB接続型も、サンプリング周波数が高い製品は高価になります。
　
長時間の波形記録も可能
パソコンのストレージを使用しますので、波形を大量に保存することができます。スタンドアロン型では数枚分が保存できるかどうかというレベルで、必要な波形はその都度パソコンに転送しなければなりません。
　
波形データの保存・加工が容易
波形ははじめからパソコンの中に保存されますので、一通り測定をし終わってから、必要な波形だけを選んで、データ形式をまとめて変換するなどができます。スタンドアロン型だと、波形データの転送形式に制限があるものもあり、画像データしかパソコンに送れない機種もあります。

欠点

GNDがパソコンと共通
USB接続型の一番の欠点は、GNDが共通な点です。GNDに誤って電圧がかかると、パソコンのUSB基盤が壊れる恐れがあります。オシロスコープで、商用電源を測定しようとして失敗するユーザーは多いですが、USB接続型で失敗すると、パソコンが壊れますので注意が必要です。
　
入力耐圧がやや低い
入力耐圧は±20V程度の製品が多いです。プローブ側で設定を10倍にすれば、±200Vまで測れることになります。デジタル回路ではこれ以上は必要にならないと思いますが、高圧を測る予定のある方は仕様を確認してください。
　
慣れないと操作がしにくい
測定条件変更をマウスカーソルで行うことになるため、スタンドアロン型で専用のつまみを回したりボタンを押すよりも、操作に時間がかかる。スタンドアロン型に慣れている方からすると、別物の測定装置に感じるかもしれません。
　
電源をUSBから取るバスパワータイプでは、グラウンドループの影響があり、GND電位が安定しない
外部電源対応の製品を選ぶようにしましょう。また、外部電源はスイッチング電源などではなく安定化されたものを用意するのが理想ですが、スタンドアロン型でも、省スペース化のため内蔵電源はスイッチング電源のものが多いです。スイッチング周波数近くで、微弱な信号を見る場合は参考程度にしましょう。
　
サンプリング周波数・分解能・S/Nはスタンドアロン型の方が良い傾向にある
低速である程度信号強度のある測定向きです。ただ、安価なスタンドアロン型と比べた場合は、あまり違いはありません。
　
使用するにはパソコンが起動するのを待たないといけない
スタンドアロン型が電源を入れれば測定できるのに対して、USB接続型はパソコンと測定アプリケーションが起動するのを待つ必要があります。ただ最近のノートパソコンはスタンバイで使う方が多いので、あまり気にならないかもしれません。