オシロスコープの性能で大切なものに波形を止める機能、トリガとノイズを減らす機能などがあります。これらの機能を使いこなせば測定を効率的に行うことができます。使いこなすと便利な拡張トリガ機能トリガとはピストルの引き金の意味ですが、オシロスコープでは波形を取り込む時間タイミングを指します。トリガ機能に関しては多くの機種で同様の拡張機能が搭載されています。トリガの基本はエッジ・トリガです。図1のように直流のトリガ・レベルとスロープの組み合わせです。図1 基本のエッジ・トリガ単純な決まりなので図2のようなパルス列では安定した表示を得ることは困難です。図2 トリガはかかっても表示が安定しないそのためほとんどのオシロスコープではいろいろな拡張トリガが標準で用意されています。図3 拡張トリガの例図2の例でパルス列の先頭でトリガをかけたければ、幅の広いマイナスのパルスを見つければ良いことになり、パルス幅トリガが活用できます。バスが競合するとRUNTと呼ばれるロジック的にハイでもローでもない信号が現れます。図4はこの信号を検出できるRUNTトリガの例です。図4 ロジック的にハイでもローでもない信号を検出するRUNTトリガ前述のトリガは「何かが起こったら」を検出しますが、逆に「何かがなくなったら」を検出したい場合があります。何らかの原因でシステムが停止した場合などです。タイムアウト・トリガは信号がハイ、またはローに張り付いた場合にタイムアウト時間を設定して強制的に波形取り込みをストップする機能です。図5 信号が止まったら波形の取り込みをストップするタイムアウト・トリガ怪しい信号を他のチャンネルで調べることで原因追及を加速できます。さらに、多くはオプションになりますが、組み込み機器のデバッグで便利なI2C、SPI、CANなどのトリガ＆デコード機能はおすすめの機能です。図6 I2Cトリガ＆デコードの例正しく使えば便利なエリア・トリガ拡張トリガは設定がやや煩わしい点がありますが、ハードウェアで構成されているためトリガの確実性は高くなります。設定した信号があれば確実に捕捉できると言えます。図7 確実性が高いハードとしての拡張トリガ簡単にエリアを設定し、そのエリアに信号が来れば取り込むエリア・トリガ、ゾーン・トリガと呼ばれるトリガ機能があります。エリア・トリガはパターン・マッチングです。エッジ・トリガなどを使って取り込んだ波形データとエリアを比較して、マッチングすれば表示する機能です。パターン・マッチングには時間がかかるために、波形更新レートは低下します。ハードウェア・トリガを活用し、1次選考としてなるべく取り込まれる信号を絞った上でエリア・トリガを使うことをお勧めします。
図8 エリア・トリガの動作ビット数を上げる高分解能モードはサンプル・レートで効果が変わるオシロスコープには取り込みモードとして● ノーマル● ピーク検出（エンベロープ）● アベレージがあります。最近では電圧分解能を向上させる高分解能モードを備えた製品が多くなりました。ノーマルのサンプル・モードでは図9のように設定されたサンプル・レートで瞬時値を取り込み、そのまま記録します。8ビット・モデルではノイズを含めてフルスケール（ないしプラスアルファ）を8ビット分解能で記録します。図9 取り込みモード ノーマルの動作高分解能モードはサンプル・レートが低い場合に動作できます。オーバーサンプリングで得られたデータをデジタル・フィルターで処理し、ノイズ低減と電圧分解能の向上を行います。このため時間軸設定が遅く、オーバーサンプリングの比率が大きいほど効果が上がります。カタログなどで最高サンプル・レートと高分解能モードでのビット数が併記された製品を散見しますが、両立しないので注意が必要です。図10 デジタル・フィルターでノイズ処理図11は8ビット分解能のオシロスコープを通常の取り込みモードで観測した例です。ノイズや量子化誤差が目でも確認できると思います。図11 8ビット・オシロスコープ 通常モード図12は高分解能モードでの結果です。ノイズが低減され、スムーズな波形が得られます。図12 8ビット・オシロスコープ 高分解能モード高分解能モードはアベレージとは異なり、1回の波形取り込みごとに波形処理を行うため、単発取り込みでも使用できます。ただし周波数の高い信号では使えません。ノイズを減らす方式の違い周波数帯域とサンプル・レートを犠牲にせずにノイズを減らすにはアベレージを使います。図13のように波形ごとに確実にトリガをかけ、複数回の同じ波形を取り込み、平均化処理をすることでランダム・ノイズを低減します。アベレージは確実に同じ時間位置に波形を取り込まなければなりません。そのために安定したトリガを得られるような工夫が必要です。図13 アベレージの原理もう一つの方法が帯域制限 フィルターです。多くの製品では200MHz前後と20MHzのハードウェア・フィルター が搭載されますが、デジタル・フィルターで細かく帯域を設定できる機種もありますので、外来ノイズの多い実験環境では便利に使えると思われます。高分解モードもデジタル・フィルターの一つです。図14 取り込みごとに波形処理をおこなうデジタル・フィルター