西川和久の不定期コラム

西川和久の不定期コラム
USBでオシロスコープ! “SoftDSP SDS 200”

　PCM61P 8パラDACを作って以降、妙に自作癖が付いてしまい、夜な夜な半田ごてを握りながら工作している。しかし、テスターだけではどうにもならない部分が多く、「オシロスコープ欲しい!」病が出てしまった。

　あくまでも趣味の範囲なので、最新＆高級なものは必要なく、中古でも十分。調べて見ると昔の高級機が安価でゴロゴロしている。しかし、筆者が選んだのはUSBアダプタ形式のオシロスコープ、SoftDSPの「SDS 200」だ。やはりベースがPCというのは面白い。さっそく使用レポートをお届けする。

Text by Kazuhisa Nishikawa

●オシロスコープが欲しい!!

　筆者がはじめてオシロスコープを使ったのはもう四半世紀近く前になる。バイト先でZ80を使ったコントローラを作ったり、ICでいろいろなロジックを組んでいた頃、現場の先輩が使っていたのを見よう見まねで操作していた。もちろんスペックがどうのとか、何がどうなって動いているのか全くわからない状態だったので、今、オシロスコープを探すと言っても、そのキーワード自体がわからない。とりあえずYahoo!オークションやGoogleで検索し情報収集。とは言え、肝心なのはスペックより価格。あまり高いと手が出ないため、はじめは5万円前後で考えていた。当然、この範囲だとほとんどが中古になる。

　ある日「もしかしたらPCをオシロスコープ化するソフトウェアやハードウェアがあるかも!?」と、調べたところ今回のSoftDSPの「SDS 200」を見つけたのだ。他にもあるにはあったが、Windows XPでの作動が駄目だったり、今更PCとの接続がRS-232Cだったりと、PCの周辺機として見た場合、見劣りするものが多かった。ただ既に新しいバージョンの「SDS 200A」が出ている。気になってその差を調べたところこの程度。プロから見れば大きな差かも知れないが、筆者にとっては問題ない範囲だ。大幅に予算オーバーしているので、少しでも安いSDS 200を選択、秋月電子の通販で購入した。日本語のマニュアルがここにあるので、興味のある人は見て欲しい。

　SDS 200の簡単なスペックは以下の通り。

USB接続、DirectXを使用し高速描画、Windows2000/XP対応
入力：2ch、サンプリング:100MS/s(1ch)、等価サンプリング5GS/s、分解能:9ビット、入力レンジ:10mV～10V/div
プログラマブル・トリガ機能
バッファ:10Kサンプリング(SDS 200Aは512K)
FFT解析機能搭載
Excelへの自動貼り付け可能
DC～250MHz対応プローブ2本付き

　中でも等価サンプリング5GS/sとFFT解析というのは筆者的には欲しかったファンクションだ。先の通販ページにはもっと安いオシロスコープがあるものの、明らかにスペック的に劣っている。また、オプションとして精密波形発生キット(ファンクションジェネレータキット)や、DDS(ダイレクト・デジタルシンセサイザ)キットなどもあるが、今回は主にDACの調整で使うため、ほとんど役にたたない。インターネットで1KHzや10KHzなどのWAVファイルを探し、それを使ってPCで再生、S/PDIF経由でDACへ信号を送り、チェックする方法をとっている。

　価格84,500円と、かなり予算オーバーしてしまったが、USB経由でPCの周辺機として扱えるこのデジタルストレージオシロスコープは何故かそれ以上の魅力を感じてしまった。多分、PCを経由することにより、「得体の知れないものでは無い＝安心」と言う、勝手な思い込みだろう。USBからのバスパワードなのでノートPCを使いバッテリー駆動すれば電源いらずというメリットもある。

●早速使ってみました!

　では、実際に工作中のDACへSDS 200を接続したので、使い勝手などをレポートしよう。ただこの原稿を書く時に、同社のDownloadエリアを調べたところ、大幅にバージョンアップして2.2となっている。付属のCD-ROMから何も考えずにインストールした関係上、かなり古いバージョン(1.2.7)でのレポートとなってしまうが、この点はあらかじめご了承頂きたい(追記参照)。セットアップ自体は非常に簡単。SETUP.EXEを実行するだけだ。USBデバイスとしても難なく認識された。

左がパッケージ、右上がソフトウェア起動時のロゴ、右下がaboutの内容である。バージョンが古いことをCopyrightの1998-2001で気付くべきだった。最新版は今年2月に更新されたばかりの2.2だ。Downloadエリアの情報を見ると、Firmwareもアップデートしなければならないようだ。	付属品一式。ご覧のように専用のソフトケースに入っている。左上がSDS 200本体、手前はUSBケーブルとプローブ×2、右側がCD-ROMと日本語で書かれたマニュアルだ。セットアップ時に日本語を選べるものの、以降も全て英語でどこが日本語になるのか不明である。	SDS 200及び付属のソフトケースをThinkPad X31と重ねたところ。USB機器としては大きい方だろう。とは言え、このサイズなら十分持ち運び可能な範囲だ。かさばりはするが、重量はとても軽い。これだけでPCがオシロスコープ化する。一般的なイメージとは随分違うところが興味深い。
試しに、基板上のあるデジタル部分にプローブを当てて、右上にある[AUTO SET]でレンジを自動設定した。この表示はCH1のみである。右の“Measure”は左に並んでいる条件を選択すれば、何個でも表示可能である。回路的には44.1KHzのハズなのに44.25KHzになっているのは何故!?	もう少し高い周波数のポイントでチェックした。さすがに10MHzを超えているので、波形がけっこうなまっている。理論的には左のような矩形波になっている部分である。ここも“Measure”は周波数にしたが、11.2896MHzが11.26MHzになっている。なまった波形が悪いのだろうか!?	一応作動確認がとれたので、1CHと2CHを同時に動かす。上がデジタル、下がアナログの信号だ。ちょっと不満なのは、このパネルのウィンドウサイズが変更できないこと。描画速度の問題もあるだろうが、もう少しサイズは自由に設定したい。リンク先の画面キャプチャが実サイズである。
いよいよ実践編。SDS 200を使う前に一度、プローブのキャリブレーションを行なう必要がある。DACのLPFの利きを調べたかったので、出力に接続した。このカップリングコンデンサはDCカット用だ。コンデンサの種類によっても音が変わるので基板に固定せず、このように外付けの形をとっている。	周波数毎のデータ分布を見るのにFFT解析を使った。横のレンジを音として聞こえる範囲に加えて、DACによって高周波ノイズが作られる～50KHzに設定し、実際の出力を調べた。入力は普通の音楽ソースだ。30KHzから40KHzにピークで約100mVのノイズが出ているのがわかる。	これが実験システムの全貌だ。今回使っているDACチップは特徴のある回路構成なので、この写真からわかる人には何を使っているのか簡単にわかってしまうだろう。原稿を書いている現時点で更に二歩前進した回路構成になっている。内容は後日改めて“大人の休日二弾”としてレポートする(笑)。

　操作感は結構快適だ。素直なユーザーインターフェイスで直感的にわかりやすい。もちろんPCベースなので必要なデータの画面キャプチャも簡単に取れ、印刷も簡単。この辺は専用機だと四苦八苦してたに違いない。

　以上、非常に簡単ではあるが、SDS 200のファーストインプレッションをお届けした。機能的に紹介していない部分もあり、すべては使いこなしていない状況だ。残念ながらこれ以上の部分に関しては、筆者が必要とするまで使い方すらわからないと思われる。ある意味、高価なおもちゃとなっているが、紹介した範囲で十分実用になっている。

●総論

　デジタルテスター1台、アナログテスター2台の状況から、このSDS 200が加わったことで大幅に作業＆チェック効率はアップした。それ以上にこれまで見えなかった情報が見えるようになったことによる安心感は計り知れない。USBを使ったPCの周辺機であることもPC畑の人間にとっては敷居が低くなり好都合だ。惜しむべきはせめて5万円程度であればもっと購入し易くなるだろう。もともと数が見込めるジャンルの製品ではないので、これは無理な相談か!? FFT解析搭載オシロスコープと言う、強力な助っ人を得て、まだまだ大人の休日は続くのであった……。

追記

　脱稿後、掲載までに少し間があったので、最新版のFirmwareおよびSoftScope2.2をインストールした。フルスクリーンモードの追加、縦横カーソルの設定、AC/DCに加えGND(S/W)が表示可能、各プロパティ設定場所の変更など、細かいバージョンアップだ。従ってレポートした1.2.7と大筋変わりない。どちらかと言えば新しいSDS 200Aに合わせて調整し直したのだろう。オリジナルはそれなりに古いソフトウェアであるが、ハードウェアがからむだけにきっちりメンテナンスしているのは評価できる。

□バックナンバー

(2004年4月8日)

[Text by 西川和久]

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