เวลาคุณไม่สบาย หมอเอาเทอร์โมมิเตอร์มาวัดไข้ เราเชื่อตัวเลขนั้นทันทีโดยไม่เคยคิดว่ามันจะคลาดเคลื่อน แต่ถ้าเทอร์โมมิเตอร์อันนั้นเย็นมากจนตัวเราเย็นลงนิดหนึ่งก่อนมันอ่านค่า ตัวเลขที่ได้จากการวัดก็ไม่ใช่ตัวเลขที่เป็นของจริง ในขณะเดียวกัน ออสซิลโลสโคปได้เจอปัญหาแบบเดียวกันนี้ โดยหน้าจอของเครื่องจะโชว์ให้เห็นว่า กระแสไฟฟ้าในวงจรนั้นขึ้นลงอย่างไร โดยที่มีส่วนสายยาวปลายแหลมที่เรียกว่า โพรบ ทำหน้าที่เหมือนมือที่ยื่นไปหยิบสัญญาณมาแสดงผลในจอ และหลายครั้ง ๆ ภาพที่ออกมาก็ผิดเพี้ยนไปจากความจริงโดยที่คนวัดไม่รู้ตัว 

โพรบแตะวงจรแล้ววงจรก็เปลี่ยน

ในตอนที่โพรบจะวัดว่าไฟฟ้าในวงจรเหลือเท่าไหร่ โพรบจะดึงกระแสไฟส่วนหนึ่งไปด้วยในตขณะที่ทำการวัด ซึ้งฉลากของโพรบทั่วไปจะเขียนไว้ว่า 10 เมกะโอห์ม ตัวเลขนี้บ่งบอกว่า โพรบดึงไฟจากวงจรไปน้อยมาก แต่ในตัวโพรบเองยังมีส่วนที่กักเก็บไฟฟ้า และต้องเติมไฟให้เต็มก่อนทุกครั้ง ช่างเรียกส่วนนี้ว่า ค่าความจุ ทุกๆครั้งที่สัญญาณขยับขึ้น โพรบจะต้องดึงไฟจากวงจรมาเติมถังให้เต็ม พอสัญญาณลงก็ต้องเทถังออก ถ้าสัญญาณขึ้นลงช้า ๆ การเติมกับการเทแบบนี้แทบไม่มีผลอะไร แต่ถ้าสัญญาณขึ้นลงเร็วมาก โพรบต้องเติมแล้วเทถังไม่หยุด เอกสารของ Tektronix คำนวณไว้ว่า โพรบ 10 เมกะโอห์มที่มีค่าความจุ 11 พิโคฟารัด จะเหลือเพียงราว 290 โอห์มเมื่อเจอสัญญาณ 50 เมกะเฮิรตซ์ที่สามารถเช็กได้โดยวัดจุดหนึ่งแล้วบันทึกภาพค้างไว้บนจอ จากนั้นเอาโพรบอีกตัวที่เหมือนกันมาแตะจุดเดิม ถ้าภาพเดิมเปลี่ยนไป แปลว่า โพรบกำลังรบกวนวงจรนั้นอยู่

เลือก 1X หรือ 10X

โพรบหลายรุ่นมีสวิตช์ข้างด้ามให้เลือกระหว่าง 1X กับ 10X แบบ 1X ส่งสัญญาณไปตรงๆ ไม่ย่อขนาด จึงเห็นสัญญาณเล็ก ๆ ได้ชัด Rohde & Schwarz ได้บอกไว้ว่า 1X เหมาะกับสัญญาณที่มีขนาดเล็กกว่าราว ๆ หนึ่งโวลต์ ส่วนแบบ 10X จะย่อสัญญาณลงสิบเท่าก่อนส่งเข้าเครื่อง มือใหม่หลายคนชอบใช้ 1X เพราะภาพดูใหญ่ดี แต่ในตัวอย่างของ Tektronix โพรบ 1X มีค่าความจุราว 100 พิโคฟารัด ขณะที่โพรบ 10X ที่อยู่ราว ๆ 4 ถึง 12 พิโคฟารัด ซึ่งต่างกันพอสมควร

Tektronix ได้ทำการทดลองให้ดู โดยปล่อยสัญญาณที่กระโดดจากต่ำขึ้นสูงแบบรวดเดียวแล้วจับเวลาเพื่อดูว่า สัญญาณใช้เวลานานแค่ไหนกว่าจะขึ้นถึงข้างบน ทุกครั้งจะใช้สัญญาณเดิมและสโคปเครื่องเดิม โดยเปลี่ยนแค่โพรบ ครั้งแรกใช้โพรบ 10X ที่สามารถตามการเปลี่ยนแปลงได้เร็วถึง 1 กิกะเฮิรตซ์ จอแสดงผลว่า สัญญาณใช้เวลา 2.16 นาโนวินาที จากนั้้น ครั้งต่อไป ใช้โพรบ 1X ที่สามารถตามได้แค่ 20 เมกะเฮิรตซ์ จอกลับบอกว่า สัญญาณใช้เวลา 30.3 นาโนวินาที ซึ่งนานขึ้นราว ๆ 14 เท่า ทำให้โพรบ 1X ตามไม่ทัน ภาพบนจอจึงดูเหมือนสัญญาณค่อย ๆ ไต่ขึ้นอย่างช้า ๆ

นอกจากนั้น Rohde & Schwarz อธิบายไว้ว่า ความช้าของมันจะช่วยกรองสัญญาณรบกวนที่สั่นอย่างรวดเร็วออกไปได้ จึงเหมาะกับการดูสัญญาณที่มีการเปลี่ยนแปลงช้า ๆ อีกข้อที่ Tektronix เตือนไว้คือ โพรบแบบมีสวิตช์เปรียบเหมือน มีโพรบสองตัวอยู่ในด้ามเดียวกันอีกด้วย

ตั้งค่าสโคปให้ตรงกับโพรบ

สโคปบางรุ่นรับรู้เองได้เมื่อมีการเปลี่ยนค่าการวัด ซึ่ง Rohde & Schwarz อธิบายว่า โพรบ 10X หลายรุ่นมีขาโลหะเล็ก ๆ ไปแตะวงแหวนที่ช่องเสียบ เครื่องจึงรู้ว่ากำลังใช้โพรบแบบไหน ถ้าเป็นโพรบที่มีสวิตช์เครื่องจะไม่สามารถตรวจเองไได้ คนวัดต้องไปตั้งค่าที่สโคปให้ตรงเอง Tektronix ยังเตือนไว้ว่า โพรบทั่วไปบางรุ่นที่ไม่ได้มาจากผู้ผลิตสโคปจะไม่รองรับการตั้งค่าแบบนี้

ปรับโพรบก่อนใช้

โพรบ 10X ต้องปรับให้เข้ากับช่องของสโคปที่หน้าเครื่องมีขั้วเล็ก ๆ ปล่อยคลื่นสี่เหลี่ยมออกมาให้ลองวัด เราใช้ไขควงอันเล็กหมุนตัวปรับบนโพรบจนยอดคลื่นแบนเรียบ ถ้ามุมคลื่นเด้งขึ้นหรือโค้งมน แปลว่า ยังปรับไม่ตรงและต้องปรับใหม่ทุกครั้งที่ย้ายโพรบไปช่องอื่นหรือเครื่องอื่นตลอด

สายกราวด์ที่ยาวเกินไป

โพรบมีสายเส้นสั้นพร้อมคลิปปากจระเข้ห้อยอยู่ เรียกว่า สายกราวด์ ลวดทุกเส้นคล้ายสปริง พอมาเจอถังเก็บไฟที่ปลายโพรบ ทั้งคู่จะเด้งไปด้วยกันทุกครั้งที่สัญญาณกระโดด บนจอจึงเห็นขอบคลื่นมีรอยหยักสั่นต่อท้าย Tektronix คำนวณว่า โพรบ 11 พิโคฟารัดที่ใช้สายกราวด์หกนิ้วจะสั่นที่ราว 140 เมกะเฮิรตซ์ สโคป 100 เมกะเฮิรตซ์อาจมองไม่เห็น แต่สโคป 200 เมกะเฮิรตซ์จะเห็นชัด ถ้าลองเอามือจับหรือขยับสายโพรบดูแล้วภาพเปลี่ยน ปัญหาจะอยู่ที่การต่อกราวด์หรือเมื่อลองใช้สายกราวด์ที่สั้นลง ถ้าจังหวะการสั่นเปลี่ยนตาม ให้ตรวจสอบสายเส้นนั้น ทางแก้ง่าย ๆ คือ ใส่สปริงกราวด์ตัวเล็กสวมเข้ากับปลายโพรบได้เลย แต่ Tektronix บอกว่า ห้ามใช้กับวงจรที่แรงดันเกิน 30 โวลต์ rms

สัญญาณรบกวนจากปลั๊กไฟ

สายกราวด์ของโพรบต่อผ่านตัวสโคป ไปตามสายไฟของสโคป ลงปลั๊ก แล้วถึงสายดินของตึก อุปกรณ์ที่เราวัดก็เสียบอีกปลั๊กหนึ่ง และต่อลงสายดินของตึกเหมือนกัน พอหนีบกราวด์โพรบเข้ากับอุปกรณ์ สายทั้งหมดจึงต่อกันกลายเป็นวงใหญ่ ช่างเรียกวงนี้ว่า กราวด์ลูป สายดินของสองปลั๊กควรมีไฟเป็นศูนย์เท่ากัน แต่บางครั้งต่างกันนิดหน่อย ไฟจึงไหลวนครบวงจร และไหลผ่านสายกราวด์ของโพรบด้วย สโคปเลยเห็นไฟส่วนเกินนี้ปนมากับสัญญาณ Tektronix บอกว่า มักจะเห็นเป็นคลื่นตามจังหวะไฟบ้าน 50 หรือ 60 เฮิรตซ์ หรือเป็นเส้นแหลมที่โผล่มาตอนเครื่องปรับอากาศในตึกเปิดหรือปิด

Tektronix แนะนำให้เสียบสโคปกับอุปกรณ์ที่วัดเข้าไฟชุดเดียวกัน และวางสายโพรบให้ห่างจากสายไฟ อีกทั้ง Keysight แนะนำว่า ให้คล้องห่วงเฟอร์ไรต์ไว้ใกล้หัวโพรบ ถ้ายังไม่หาย ให้ใช้โพรบที่วัดระหว่างสองจุดโดยตรงแทนการวัดเทียบกับกราวด์

หนีบกราวด์ผิดจุดอาจเกิดอันตราย

คลิปปากจระเข้ตัวเล็กนั้นต่อตรงถึงสายดินของตึก Keysight อธิบายไว้ว่า เปลือกช่องเสียบหรือเปลือกนอกของสโคปส่วนใหญ่ต่อกับระบบสายดินป้องกัน ถ้าหนีบคลิปลงบนจุดที่มีไฟ ก็เท่ากับดึงจุดนั้นลงดินตรง ๆ ถ้าหนีบกราวด์ไว้ที่ตู้ไฟแล้ววัดสายไฟสองเส้น ภาพคลื่นของทั้งสองเส้นจะดูเหมือนกลับหัวใส่กัน เพราะจุดที่ใช้อ้างอิงอยู่ตรงกลางขดของหม้อแปลงพอดี บางคนแก้ปัญหาด้วยการตัดขาดินของปลั๊กสโคปทิ้ง Tektronix จึงเตือนว่า ตัวเครื่องอาจเกิดไฟดูดถึงตายได้ ทางที่ปลอดภัยกว่าคือ การใช้โพรบที่วัดความต่างของสองจุดโดยตรง หรือโพรบที่แยกวงจรด้วยแสง อีกหนึ่งวิธีคือ การใช้สองช่องแล้วให้เครื่องลบกัน วิธีนี้พอใช้ได้ แต่ Keysight ได้บอกว่า มันตัดสัญญาณที่เหมือนกันในสองช่องได้เพียงราว ๆ 10 เท่า Tektronix จึงแนะนำให้ใช้กับสัญญาณที่ช้าและมีขนาดใหญ่พอเท่านั้น