微弱な過渡現象信号も測定できる
ＵＳＢオシロスコープ
２０１９年３月２０日
１．はじめに
著者は先年に、参考文献（１）をてびきに、紹介されていたラズベリーパイを用いた「ＵＳＢオシロスコープ」を複製していた。回路の単純化のために紹介されていた電源部に若干の変更を加えたが、複製装置は仕様通りに正常に動作した。この複製作業過程を、著者のホームページで詳細に公開している （２）。
ところで、図１に示しているような過渡減衰現象波形を繰り返して測定する必要が生じた。なおかつ、雑音に埋もれている場合でも、雑音を除去して､信号成分を抽出しなければならないのである。
複製した「ＵＳＢオシロスコープ」では、測定信号は雑音があると、その動作仕様のアルゴリズムのため、全く正常には動作はしない。信号にかけるトリガのタイミングが雑音によってずれ続けるためである。ただ、雑音が十分に小さい場合には問題はないのであるが。つまり、この装置では、そのような入力信号は処理できない仕様になっているからであった。簡単に言えば紹介している「ＵＳＢオシロスコープ」は外部トリガ信号取り込み機能のない「シンプルで安価なオシロスコープ」（昔は市販されていたが）であると考えれば理解し安いであろう。が、それはそれで十分に利用価値はある。
必要にせがまれ、外部トリガ信号を取り込むことができ、雑音に埋もれた過渡減衰波形も抽出できる様に、この「ＵＳＢオシロスコープ」を改良した。といっても、ハード部分では、入力部分にゲート回路と若干の配線を付加しただけである。ハード部の改良は驚くほど簡単に済ませることができた。
実行プログラムでは、提供されているＣ言語プログラムを母親とした。そして、母プログラムを殆ど改変することなく、必要とされるルーチン等、データの積算機能、ファイルへの書き込み等を付加した。

図１ 著者が測定したい過渡減衰波形のモデル。図では明瞭な波形を描いているが、実測ではこの波形が雑音に埋もれていることも想定している。
実は､著者はかって微弱過渡現象波形を測定できる装置を自作していた。ボックス・カー・インテ
グレーター（ＢＣＩ）と称されているものである。時代は進んでいる、高速のＡＤ変換器、高性能のマイクロコンピューター、高性能のメモリなどの出現により、通常のオシロスコープもアナログ方式からデジタル方式に移行しているようである。ＢＣＩがアナログ方式とすれば、今回紹介する装置はその機能をデジタル化した、ＢＣＩの代用として使用できる新規の装置と言える。かってのＢＣＩのアルゴリズムを思い出し、それと比較すると、ここで紹介する装置では、雑音除去のために行う積分時間は桁違いに短くなる。この新装置に「ＢＣＩ」の名称を冠していないのは信号処理のアルゴリズ
ムに「ボックス（Ｂ）が車（Ｃ）のように動く」が全くない、別の信号処理方法を採用しているからである。
詳しい知見はないが、近年市販されている「デジタルオシロスコープ」のうちにもある機種には、そのような機能が備わっていても不思議ではない。ただし、非常に高価格であると予想する。読者がもし、紹介している「ＵＳＢオシロスコープ」を自作して持っているならば、今回の改良に必要な費用は数百円である。

２．ハード部の改良作業「ＵＳＢオシロスコープ」では、「入力信号自身」から、ＬＣＤでの波形描写のためのトリガ・パラメータを設定できるようになっている。これらのトリガパラメータの種類や詳細については参考文
献（１）を見ること。この「ＵＳＢオシロスコープ」を､できるだけ修正を加えることなく、外部トリガ信号を用い、雑音に埋もれている過渡現象波形も抽出できる様なものとするために、色々と試行-1-錯誤した。そして、図２で示しているような方法が適用できることに気がついた。

測定したい入力過渡波形信号「ＵＳＢオシロスコープ」
への入力信号（Ａ）（Ｃ）
トリガ入力信号をゲート信号として使用（Ｂ）

ゲート回路通過後

図２ 入力過渡波形信号（Ａ）とトリガ入力信号（Ｂ）。ゲート回路通過後の信号が（Ｃ）。これを「ＵＳＢオシロスコープ」の入力信号とする。

被測定信号である入力過渡波形信号（Ａ）をゲート素子に入力する。この過渡波形信号を発起させているトリガ信号（Ｂ）をゲート素子のゲート制御信号とする。ゲート素子からの出力信号（Ｃ）が得られる。この時、（Ａ）の電圧振幅が、（Ｂ）の電圧振幅より、雑音混入時でも、常時小さくなるように、設定しておく。そうすれば、矩形波パルス部分の所で、プログラムの実行中に、確実なトリガパラメータを設定できよう。図の右側の赤丸部分である。具体的には図３参照。「ＵＳＢオシロスコープ」で、図中の黒点の電圧レベル（ＵＳＢオシロスコープのプログラムでは「トリガ・レベル」と称している）で、かつ電圧ダウン時（ＵＳＢオシロスコープでは「トリガ・エッジ検出方法」と称している。）にトリガーが架かるように、トリガー条件を設定すれば、「ＵＳＢオシロスコープ」での入力信号を用いたトリガー条件を満たすことができるので、安定して、図３の形状で、ＬＣＤのグラフ画面上に、被測定信号を描写できることになる。そして測定データとして、ファイルに保存することもできることにもなる。

測定開始
トリガレベルゲート幅

図３ ＬＣＤ画面上に描写が予想されるグラフ形状。トリガーパルス幅はできるだけ狭い方がよい、本来必要のないデータ領域なので。幅が広いと肝心の過渡減衰波形を取り逃すかもしれないし、不安定動作や誤動作を招く恐れがある。トライ＆エラーである、試験動作して確定するとよい。
トリガ （Ｂ）
入力信号
入力過渡波形信号（Ａ）

1IN1+5V

1213VL V+33k

NJU211D D1
3 S12V－ GND
（Ｃ）
45-5V

図４ 使用したゲート回路。４回路アナログスイッチＮＪＵ２１１の１回路を使用。制御端子ＶＬをＶ＋と同電位にしておくと、スイッチオフ時の出力信号（Ｃ）はＶ＋と同じとなる。なを、ＶＬをＧＮＤとすれば、スイッチオフ時の出力はＧＮＤと同じとなり、いわゆる本当のオン／オフスイッチ-2-として動作する。本装置では、前者の設定が好都合なので、そのような選択をした。

その後は、必要ならば、トリガパルスの部分を削除すれば良いであろうし。それまでの必要がなければ、そのままで良いことになる。
結局、ハード部にはゲート回路だけを付加することで、所望した改良型「ＵＳＢオシロスコープ」とすることができた。図４に採用したゲート回路を示している。

新 上面図

ラズベリパイ基板
各種電源＆カメレオン基板
拡大ＡＤ変換器＆

３９ピン

アース

４０ピン

ＧＰＩＯ２１403934323330

その他の基板
入力端子

22kゲート回路
基板

被測定信号入力端子

300Ω

1kＬＥＤ
予備1分圧回路
５Ｖ→３．３Ｖ

トリガー信号
入力端子

図５ 「ＵＳＢオシロスコープ」へのゲート回路の追加と、ラズベリーパイのＩ／Ｏポートへの若干の回路の追加

写真１には制作したゲート回路の基板の様子を示している。基板には余分な回路も付加している。
ゲート素子の動作を確認するとその回路は不要であることがわかり、そのため基板の半分は空きとなっている。基板には電源の±５Ｖとアースの３端子、トリガパルスの入力２端子、過渡減衰信号の入力２端子が差し込まれている。ゲート通過後の出力２端子は「ＵＳＢオシロスコープ」の元々の入力端子に接続している。写真２には「ＵＳＢオシロスコープ」内部でのゲート回路基板の取り付けの様子を示している。
図５には、配線などの変更部分を色付き線で識別容易として描いている。この際、ゲート回路の追加以外に、ラズペリーパイのＩ／Ｏポートの幾つかを利用することにした。その配線の様子も図中で紹介している。Ｉ／Ｏポートは、
１）トリガーパルスをラズベリーパイでも入力として利用できるようにしておく。ラズベリーパイの論理電圧レベルはＬ＝０．０Ｖ、Ｈ＝３．３Ｖであるので、抵抗による分圧回路を付加している。
２）ラズベリーパイでプログラム実行中における動作状態確認用にＬＥＤを駆動できるようにしておく。
３）ラズベリーパイに入出力のための端子を予備として準備しておく。
ことにした。

-3-

写真１ 付加したゲート回路の様子。ゲート素子ＮＪＵ２１１（価格２１０円、秋月）が載っている。基板には余分な回路となった部分がそのまま残っていることに注意。全くの不要部分である。

写真２ 「ＵＳＢオシロスコープ」内部での測定信号入力段に付加したゲート回路およびラズベリーパイのＩ／Ｏポートへの若干の追加配線の様子

３．ソフト部の改良作業
まず大事なこと。新しいプログラム「娘プログラム」では、ラズペリパイのＧＰＩＯを制御することにした。そのためのＣ言語ライブラリーであるフリーソフト「ｗｉｒｉｎｇ Ｐｉ」をラズペリパ
イにインストールする必要がある。 「 ｗｉｒｉｎｇ Ｐｉ」の公開先、ダウンロード､インストールの方法についてはネット検索で行えよう。ネットのアドレス先としては、「ｏｓｏｙｏｏ．ｃｏｍ／ｊａ／２０１７／０６／２２／ｉｎｔａｌｌ－ｗｉｒｉｎｇｐｉ／」に入っていくこと。或い参考文献（３）を利用してダウンロードなどを行うこと。
参考文献（１）で提供されている「ＵＳＢオシロスコープ」駆動用のＣ言語プログラムを母として、必要な変更を加えて本システム（これを「新ＵＳＢオシロスコープ」と呼称する）でのＣ言語プログラムを作り上げた。殆ど母プログラムを変更することなく､必要なルーチンを書き加えた姿である。
母親プログラムは、スレッドを採用し、プログラム実行とともに、入力信号を独立してサンプリングし続け、得られたデータ列を、これも独立してＵＳＢ経由でラズベリーパイで取り込み続けている。
これらのフローチャートの内容は参考文献（１）の図９が詳しい。得られた１周期のデータの中から、-4-

実行初期時に指定したトリガ条件を満たす箇所でトリガをかけ、ＬＣＤ画面上のグラフにｘ軸には指定した時間スケールで、ｙ軸には指定した電圧スケールで、エンドレスで１秒間に６０フレームの速さでデータグラフを描写している。過渡減衰波形信号でも図１に示したような場合には、母プログラムでも十分に安定して動作する。確認済みである。が、このプログラムでは、ノイズが大きい場合には、トリガの特定が難しいことが直ぐにわかる。この不調な動作も確認済みである。この点を解決するために、外部からのトリガーパルスを利用して、入力信号波形を図２に示しているようなものとす
れば、いかほど雑音が載っていても、トリガパルスの所にトリガー条件を設定すれば、母プログラムでも対応できることがわかる。ただしこの場合には、ＬＣＤ画面にトリガパルスの部分も描写されるが、たいした問題ではない。必要なければ無視すればよいし、母プログラムでは「トリガ・ポジション」の設定値でＬＣＤ画面でのグラフの描写位置を左右に移動させることができるので、それを利用するのもよい。
スタート

積算回数の入力
保存ファイル名の入力

スタート

初期化処理
１．オシロスコープ機能の初期設定
２．Ｏｐｅｎ－ＧＬの初期化

スレッド処理の開始
初期化処理

スレッド１とスレッド２の実行

１．オシロスコープ機能の初期設定
２．Ｏｐｅｎ－ＧＬの初期化

Ｗｈｉｌｅループ
トリガーパルスの認識
ハイからロー

スレッド処理の開始

ＬＥＤの点滅スレッド１とスレッド２の実行
キーの状態識別キーが押されたキーが押されていない
Ｗｈｉｌｅループ
積算回数の検査Ｏｐｅｎ－ＧＬによる画面表示（１／６０ｆｐｓ）

予定回数に達した 保存ファイルへのデータ等の書き込み

予定回数に達していない
ＬＥＤの消灯Ｏｐｅｎ－ＧＬによる画面表示
積分平均値グラフのＯｐｅｎ－ＧＬによる
画面表示してから停止

母プログラムのメイン関数
娘プログラムのメイン関数

図６ プログラムのメイン関数部分のフローチャート。左が母プログラム。参考文献（１）のものそのままである。右が娘プログラムとなり、赤の部分が追加したルーチンなどである。

雑音除去のために、得られた測定信号データを積算し､その平均をとり平滑することにした。このあたりで、母プログラムは対応できないので、母プログラムに修正などを加えたプログラムを構築することとした。作り上げたプログラムを「娘プログラム」と呼称する。以下に娘プログラムで想定している処理動作を記述する。
-5-

１）プログラムを実行すると、信号波形の積算回数を整数値で入力要求する。
２）測定条件、測定結果等を書き込むファイル名を入力要求する。
３）測定中は取り込んだ信号波形をＬＣＤ画面に、トリガーパルス認識毎に繰り返し描写する。
４）測定を中断したい場合は、キーボードの任意文字キーを押すことで中断できるようにする。この時、測定条件、測定結果をファイルに書き込み、かつＬＣＤ画面には積算平滑のグラフを描写させてから中断する。
５）設定した測定回数に達したら、測定条件、測定結果をファイルに書き込み、かつＬＣＤ画面には積算平滑のグラフを描写させてから中断する。
６）プログラムの終了は母プログラムと同じく、コントロールキーとＣキーを同時に押すことで行われる。
７）測定中は、ＬＥＤを点滅させる。測定中断時にＬＥＤを消灯する。
図６に、「母プログラム」と「娘プログラム」のメイン関数部のフローチャートを示している。右側の娘プログラムのメイン関数中の赤色部分が付加などをした部分である。その他に、スレッド１の部分で、メインへのデータの引き渡しのため２カ所に命令文を付加してはいる。
著者による命令文の追加箇所には「//==================」を付記したり、命令文章列は、それで挟んだりしているので、見分けが付きやすいと思う。

４．試験動作
図７に開発時にも利用した「新ＵＳＢオシロスコープ」の試験動作のためのブロック図を示している。過渡減衰波形発生器からは、図１に示している信号波形が出力される。同時にトリガパルスも出力される。雑音混入状態での動作とするために、ノイズ発生器（自作）からのノイズと過渡減衰波形を混合するために、ミキサー器（自作）を用いている。混合されるノイズ（Ｎ）と減衰波形（Ｓ）とのＳＮ比は各々に取り付けてある可変抵抗を用いたアッテネーターで自在に変えられる。なを、ここで紹介したミキサーとノイズ発生器については後述している。

ＬＣＤ

ノ イ ズ 発生 器
ＵＳＢオシロスコープ
本体

ミ キサ ー入力

過 渡 減 衰波 形発生器

トリガ

図７

本システムの開発にも利用した試験回路

写真３以下に、試験動作でのＬＣＤ画面の様子を示している。写真３は一発の入力波形である。ノイズと信号が重なっているため、殆ど信号の波形を看取ることができていないのがわかろう。が、外部トリガパルスのダウン部分の形状は画面の左端部分に確りと描写されている。図２のごとくである。
この波形を積算処理して、”真”の信号を抽出することになる。写真４が１０回の積算平均した結果である。ノイズが若干除去されているのが見れよう。続いた写真５が１００回、写真６が１０００回の積算平均結果である。ほぼ完全にノイズ成分が除去できている。本装置のノイズ除去性能は言わずもがなである。動作の安定性も十分である。ＬＣＤ画面中の左端部分にある黄緑色の２つの三角形印
はトリガをかけた位置を指示している。詳細は参考文献（１）等に譲る。

-6-

写真３

写真４

写真５

一発の信号。２００μｓ／ｄｉｖ、５ｖ／ｄｉｖ。

１０回の積算平均。２００μｓ／ｄｉｖ、５ｖ／ｄｉｖ。

１００回の積算平均。２００μｓ／ｄｉｖ、５ｖ／ｄｉｖ。

-7-

写真６

１０００回の平均積算。２００μｓ／ｄｉｖ、５ｖ／ｄｉｖ。

写真７ プログラム実行時におけるターミナル画面での表示。プログラムを終了させると、グラフ描写が終了し、ＬＣＤ画面からグラフ画面が消去され、このターミナル画面に戻る。この画面内容から､様々な設定パラメーターを視認できる。

写真７の説明。
１）娘プログラム「ｏｓｃ＿ｇｌ」を、オプション「－ｘ２００ｕｓ」と「－ｖ５ｖ」を指定して､リターンキーを押す。プログラムが実行される。
２）積算回数を「１０００」回とする。リターンキーを押す
３）保存ファイル名を「ｅｘａｍｐｌｅ」とする。リターンキーを押す。
これにより、装置は測定状態となり、このターミナル画面が消えて、グラフ画面となり、グラフが描写され続けられる。
プログラムの実行を中断するか、予定回数に達すると、ＬＣＤ画面には積算平滑グラフが描写され中断する。コントロールキーと文字ｃキーを同時に押すと、写真７の画面に戻る。Ｒａｓ・・・以降はプログラムからのエコーバックであり、主に設定されたパラメータ値が表示される。実行時に指定したパラメーター以外はプログラム中でデフォルトで指定されたものである。それらの詳細は参考文
献（１）を読むか、プログラムの該当箇所を読むこと。パラメーターの変更の仕方には２通りある。
一つは、上述の１）で紹介しているように、オプションで設定値を指定する方法。もう一つはプログ
ラム中の該当する部分で、規定のオプション値を希望するオプション値に変更し、プログラムを再コンパイルしてから実行する方法。プログラム中でデフォルト値として設定しておけば、プログラムの実行毎に、同じオプションを書き加える手間から解放される。
-8-

５．本装置の性能
本装置の性能は「ＵＳＢオシロスコープ」と変わることはない。付加した機能として、
１）外部パルスを使用してのオシロスコープ動作ができるように改良した。
２）信号の積算機能を追加し、雑音除去機能を持たせた。停止直前に､結果として得られた積分平滑のグラフを描写する。
３）測定パラメータ値類、積分平滑データはファイルに書き込み保存する。
４）測定回数に達する前でも、任意キーを押すことで正常に測定を中断できるようにした。
その他に特記すべきことを羅列する。
１）本装置のＡＤ変換器は１０ビットのものであり、電圧地の変換値は１０進整数値にして、－５１１から＋５１１まで。
２）得られたデータの整数値を整数配列に保存している。データを取り扱う変数は「ｉｎｔ」宣言しているので、取り扱える最小値と最大値は、－２１４７４８３６４８から＋２１４７４８３６４７。
したがって、最低でも、４００万回のデータの積算はできる。例えば、１秒間に１００回の積算を行えば、オーバーフローすることなく約１２時間は耐えられる。
３）測定データ点数はＬＣＤの画面解像度に関係したピクセル数ｐｉｘ＿ｘの値としている。現在の値はデフォルト値として１０００となっている。この値が２０００でも正常に動作することは確認している。それ以上の値では確かめてはいない。

６．娘プログラムについて娘プログラムを資料として添付しておく。殆ど母プログラムと同じである。命令文、ルーチンなどを付加した部分には、識別しやすいように､「／／＝＝＝＝＝＝＝＝＝」を付加するか、この行で挟んでいる。母プログラムを対照すれば、一目瞭然であろう。
提供する娘プログラムのラズベリパイ中での配置場所について
１）ラズベリパイの「ｈｏｍｅ／ｐｉ」以下に配置する。
２）既存のフォルダ「ＴＲ１４０７Ｗ」をコピーして、「ＴＲ１４０７Ｗ－ｃｏｐｙ」を作る。
３）「ＴＲ１４０７Ｗ－ｃｏｐｙ」の最下部のフォルダ「ｓｒｃ」内のＣ言語プログラムファイル「ｏｓｃ＿ｇｌ」（この時点で母プログラム）を、提供している「ｏｓｃ＿ｇｌ」（これが娘プログラム）着替える。これにより、母プログラムと同じ処理手順で娘プログラムを実行できる。
７．本装置の使い方
本装置は元々、外部トリガ入力端子のないオシロスコープであった。それを外部トリガが使用できるようにし、かつデータの積算平滑機能、データ数のファイルへの保存機能を持たせたものとした。
図８のように、測定信号と、外部トリガを入力するだけで、不安なく動作する。ただ本システムに慣れていない場合には、手持ちのオシロスコープで、一通りやってみてから、本システムに取りかかることを勧める。最適な動作パラメータの設定値はトライ＆エラーで決まろう。

ＬＣＤ
ＵＳＢオシロスコープ 入力
本体
トリガ

図８

被測定信号源
信号出力
トリガー出力本装置の使い方

操作手順
１）図８のようにシステムを接続する。
２）娘プログラム「ｏｓｃ＿ｇｌ」が収まっているフォルダに移る。
写真８のターミナル画面でその様子を示している。母プログラムは、参考文献（１）で指示されて-9-いるとおりフォルダ「ＴＲ１４０７Ｗ」→「ソース一式」→「ｓｒｃ」に収まっている。これを踏襲し、娘プログラムはフォルダ「ＴＲ１４０７Ｗ－ｃｏｐｙ」→「ソース一式」→「ｓｒｃ」に収まっている。著者の作成した娘プログラム「ｏｓｃ＿ｇｌ．ｃ」は写真８で示されているように、最下位のフォルダに収まっているので、このままではそこにたどり着くのが面倒かもしれない。正常な動作が確認できたら､上位の好きなフォルダに移した方がよいであろう。当面は、著者提供の娘プログラムをここに納めておく。
収まっているフォルダが異なっているだけで､母プログラムと娘プログラムはともに同名の「ｏｓｃ＿ｇｌ」であることに留意すること。
３）フォルダ「ｓｒｃ」に入ったならば、本プログラムを実行するための所定の前手続きのコマンドを実行し、最後に娘プログラムを、必要ならばオプションを付加して実行する。オプションの内容および解説については参考文献（１）を参照すること。
写真８ではｓｕｄｏ．／ｏｓｃ．ｇｌ－ｘ２００ｕｓ－ｖ５ｖ

リターンで実行している。描画グラフのｘ軸は２００μｓ／ｄｉｖ、ｙ軸は５ｖ／ｄｉｖを指定。他のパラメーターはデフォルト値としている。
娘プログラムでは、母プログラムのデフォルト値を幾つか変更したデフォルト値としている。写真８に表示されているエコーバック数値などでそれが読み取れよう。娘プログラムが理解できれば、デフォルト値を設定している箇所で、自在にデフォルト値を変更することができよう。

写真８ターミナル画面でのプログラムの実行手順の１例

８．その他
本装置の制作過程で必要とした簡単な自作装置を紹介する。
１）ノイズ発生器
擬似的な雑音を発生する装置である。回路図を図９に示す。ネット検索で見つけた回路である。ツ- 10 -ェナーダイオードでの熱雑音を大増幅して疑似ノイズとしている。ダイオードは他のものでも良さそうである。ＯＰアンプＬＦ４１２には２回路入っているので、１個で済むかも。

47μ2
1.5M 3+15V+158LF412+158210μ3 LF412
414-15V

HZ15140k

1.8k39 k2k100
ノイズ出力1Ｃ5kVR ＢＮＣ端子-15V47k-15V+15V

60.1μ750μ-15V

80.1μ50μ図９

写真９+12V

3W
250μMCW03-12D15秋月¥850 1

ノイズ発生器の回路

ノイズ発生器の外観

写真１０

そのシャーシ内部の様子

２）ミキサー
２つの信号を混合する回路である。回路図を図１０に示す。ＯＰアンプを利用した、２入力加算回路そのものである。この回路ではＯＰアンプＬＦ４１２を１個で済ませている。
２入力加算回路
ＢＮＣ端子
入力信号ＡＡ＋Ｂ→－Ｃ→Ｃ

100k

100k

100k+12V
2810k
LF412
31－Ｃ4-12V

減衰部

1MVR
入力信号Ｂ
ＢＮＣ端子
減衰部

1MVR

33k10kＢＮＣ端子65 LF4127混合出力信号
ＣＢＮＣ端子+12V50μ-12V50μ60.1μ780.1μ図１０+5V3W
MCW03-05D12秋月¥850 1

250μ300Ω

ミキサーの回路- 11 -

写真１１

ミキサーの外観

写真１２

そのシャーシ内部の様子

３）過渡減衰波形発生器
図１１に、その回路図と動作フローチャートを示している。ＬＣ共振回路を利用し、回路への充電・放電毎に発生する過渡減衰波形を利用したものである。ＬＣの値の変更しやすさを考え、コイルとコンデンサはシャーシの外面に端子をもうけて､交換するようにした。トリガーパルスの周期とパルス幅の変更は、フロント面の可変抵抗と、基板上に差し込み端子をもうけ、そこに差し込んだコンデンサの組み合わせで行える。コイルの選択、コンデンサの選択、可変抵抗の位置の確認には、通常のオシロスコープを使用して動作確認を行うとよい。
過渡減衰波形の周波数はＬＣ共振回路の共振公式でほぼ決まる。
ＬＣ共振回路応用の過渡減衰波形発生装置
基本回路

＋６Ｖ

アナログスイッチ
4066(1/4)

2k14単４×４本
Ｃ＋６ＶＬ

VdＴＰ４21Vs
7Con
13ＣＬ

過渡減衰波形
出力端子

トリガーパルスジェネレータ回路＋６Ｖ
81k45KVR
71k3NE555

数Ｈｚ～
数１００Ｈｚ

6Ｃｆ74HC00

22
131kＴＰ３Ｃｄ54

ＴＰ１1800p

狭パルス形成部
1連続可変基準パルス発生部
Ｃｆと５ｋＶＲで設定

ＴＰ２ 13612114011(2/4)

9281020KVR

11463457
トリガ出力

パルス可変部
ＴＰ３でのデューティ比を設定

ＴＰ１Ｃｆ＝Ｃｄの設定がおすすめ
基準パルス発振周波数
３３μＦ時

８Ｈｚ～２０Ｈｚ

１０μＦ時

２０Ｈｚ～５０Ｈｚ

２．２μＦ時

１００Ｈｚ～２５０Ｈｚ

ＴＰ２ＴＰ３ＴＰ４

ＣとＬの組み合わせで、減衰波形の周波数を設定

図１１

過渡減衰波形発生器の回路- 12 -

写真１３

過渡減衰波形発生器の外観

写真１４

そのシャーシ内部の様子

参考文献（１）「毎秒２Ｍサンプル取り込み！ 実験用ＵＳＢオシロスコープ」、渡辺 研、トランジスタ技術、２０１４年７月号、ＣＱ出版社。
（２）著者のホームページ
ＵＲＬ http://kinno-homepage.sakura.ne.jp 。
（３）「Ｃ／Ｃ＋＋で動かすＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ」、大川善邦、工学社、２０１７年。

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