principes fondamentaux des oscilloscopes

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Principes fondamentaux des oscilloscopes. Pour les élèves-ingénieurs et étudiants en physique de premier cycle. Programme. Présentation de l’oscilloscope Principes de sondage (modèle basse fréquence) Réalisation de mesures de tension et de synchronisation - PowerPoint PPT Presentation

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Principes fondamentaux des oscilloscopes

Principes fondamentaux des oscilloscopesPour les lves-ingnieurs et tudiants en physique de premier cyclePagePrincipes fondamentaux des oscilloscopesBienvenue dans cette prsentation sur les principes fondamentaux des oscilloscopes lintention des lves-ingnieurs et tudiants en physique de premier cycle. Loscilloscope est un outil essentiel pour raliser des mesures de tension et de synchronisation sur les circuits lectriques analogiques et numriques modernes. Ds que vous aurez obtenu votre diplme de physique ou dlectrotechnique et serez entr de plain-pied dans lindustrie de llectronique, vous constaterez que loscilloscope est linstrument de mesure le plus usit pour tester, vrifier et dboguer vos conceptions. Mme au cours de votre cursus, loscilloscope est linstrument le plus couramment utilis dans le cadre des laboratoires pour tester et vrifier les conceptions et autres ralisations. lissue de cette prsentation traitant des principes fondamentaux des oscilloscopes, et aprs avoir particip aux ateliers pratiques laide du Didacticiel et guide de laboratoire pour les oscilloscopes, vous comprendrez mieux ce quest un oscilloscope et comment tirer pleinement parti de ses fonctionnalits.1ProgrammePrsentation de loscilloscopePrincipes de sondage (modle basse frquence)Ralisation de mesures de tension et de synchronisationDimensionnement correct des signaux lcranExplication du dclenchement de loscilloscopePrincipe de fonctionnement et spcifications fonctionnelles de loscilloscopeUn nouveau regard sur le sondage (modle dynamique/CA et consquences du phnomne de charge)Utilisation du Didacticiel et guide de laboratoire DSOXEDKRessources techniques supplmentaires

2PagePageProgrammePour commencer cette prsentation, nous allons expliquer ce quest un oscilloscope. Les sujets suivants seront abords:Principes de sondageRalisation de mesuresMise lchelle des signauxExplication du dclenchementPrincipe de fonctionnement et spcificationsModlisation de sonde dynamique et charge de sondeUtilisation du guide de laboratoireRessources techniques supplmentaires2Prsentation de loscilloscopeLes oscilloscopes convertissent les signaux dentre lectriques en une trace visible sur un cran; en dautres termes, ils transforment llectricit en lumire.Les oscilloscopes reprsentent dynamiquement, sous forme graphique et en 2D, des signaux lectriques variables dans le temps (gnralement la tension par rapport au temps).Les oscilloscopes sont utiliss par les ingnieurs et techniciens pour tester, vrifier et dboguer des conceptions lectroniques. Loscilloscope est le principal instrument utilis dans le cadre des laboratoires dlectrotechnique/physique pour raliser les expriences qui vous sont assignes. o sci llos cope (.si.ls.kp)

3PagePrsentation de loscilloscopeLoscilloscope est un instrument lectronique qui convertit des signaux lectriques (principalement une tension) en une trace visible sur un cran/afficheur. En dautres termes, il transforme llectricit en lumire.

Cet instrument reprsente dynamiquement, sous forme graphique et en deux dimensions, des signaux lectriques variables dans le temps. La tension est reprsente sur laxe des ordonnes (Y) de lcran de loscilloscope, tandis que le temps est reprsent sur laxe des abscisses (X). Le trac tension/temps ainsi obtenu affiche un instantan du signal dentre; il est gnralement dsign sous le nom de forme donde ou plus simplement de signal . Lcran de loscilloscope affiche les mises jour continues/dynamiques de la forme donde trace mesure que les caractristiques du signal dentre changent.

Loscilloscope est le principal instrument utilis par les ingnieurs lectriciens pour tester et vrifier leurs conceptions lectroniques. Il sagit galement de linstrument de prdilection dans le cadre des laboratoires dlectrotechnique/physique pour raliser les expriences assignes aux tudiants.3Les petits noms de loscilloscopeOscilloscope Terme le plus couramment utilisDSO Digital Storage Oscilloscope (Oscilloscope mmoire numrique)Oscilloscope numriqueOscilloscope de numrisationOscilloscope analogique Technologie plus ancienne, mais toujours en usage de nos jours.CRO Cathode Ray Oscilloscope (Oscilloscope cathodique). Bien que la plupart des oscilloscopes nutilisent plus de tubes cathodiques pour laffichage des signaux, les Australiens et les No-Zlandais continuent les dsigner affectueusement sous leur petit nom de CRO.OscilloMSO Mixed Signal Oscilloscope (Oscilloscope signaux mixtes) (comprend des voies dacquisition danalyseur logique)

4PageLes petits noms de loscilloscopeLes oscilloscopes sont dsigns par un ventail de petits noms. Vous entendrez parfois parler de DSO , qui est lacronyme anglais de Digital Storage Oscilloscope (Oscilloscope mmoire numrique), doscilloscope numrique ou encore doscilloscope de numrisation. Ces trois derniers termes dsignent la technologie numrique dernier cri utilise dans ces instruments pour capturer et stocker des signaux sous forme numrique.Les modles qui intgrent une technologie plus ancienne sont gnralement appels Oscilloscopes analogiques . Peut-tre sagit-il du modle que votre professeur utilisait au cours de ses tudes universitaires?Les Australiens et les No-Zlandais dsignent gnralement loscilloscope sous le nom de CRO , qui est lacronyme de Cathode Ray Oscilloscope (Oscilloscope cathodique). Bien que la plupart des oscilloscopes numriques rcents utilisent la technologie daffichage cran plat numrique pour afficher les signaux, contrairement aux anciens modles pourvus dun tube cathodique, les Australiens et les No-Zlandais continuent les dsigner affectueusement sous leur petit nom de CRO. Oscillo est un diminutif couramment utilis. Enfin, vous entendrez galement parler de MSO , qui est lacronyme anglais de Mixed Signal Oscilloscope (Oscilloscope signaux mixtes). Un MSO est, en fait, un DSO pourvu de voies dacquisition danalyseur logique supplmentaires.

4Principes de sondageLes sondes servent transfrer le signal dun dispositif test vers les entres BNC de loscilloscope.Il existe une multitude de sondes pour diffrentes applications (applications haute frquence, applications haute tension, courant, etc.).Le type de sonde le plus courant est dsign sous le nom de Sonde diviseuse de tension 10:1 passive .

5PagePrincipes de sondagePour mesurer des signaux lectriques sur un oscilloscope, les signaux tester doivent parvenir aux connecteurs BNC dentre de linstrument. Si vous souhaitez mesurer la sortie dun gnrateur, connectez-la directement lentre de loscilloscope laide dun cble SMA ou BNC 50 standard. Cependant, si vous souhaitez mesurer les caractristiques dun signal en un point prcis de votre circuit/conception, vous utiliserez gnralement une sonde doscilloscope. Il existe une multitude de sondes pour diffrentes applications (applications haute frquence, applications haute tension et mesures du courant). Cependant, le type de sonde doscilloscope utilis le plus couramment pour tester un large ventail de signaux est dsign sous le nom de Sonde diviseuse de tension 10:1 passive Cest le type de sonde que vous utiliserez pour la majorit de vos exercices pratiques.5Sonde diviseuse de tension 10:1 passiveSonde passive: ne contient aucun lment actif, tel que des transistors ou des amplificateurs. 10:1: rduit lamplitude du signal fourni lentre BNC de loscilloscope selon un facteur 10. Multiplie galement limpdance dentre par 10.Remarque: toutes les mesures doivent tre ralises par rapport la terre!

Modle de sonde 10:1 passive6PageSonde diviseuse de tension 10:1 passiveSur cette diapositive, vous pouvez voir un modle lectrique dune sonde diviseuse de tension 10:1 passive connecte lentre dun oscilloscope. Ladjectif passif signifie que la sonde ne comprend aucun circuit actif, tel que des transistors et des amplificateurs. En dautres termes, la sonde se compose exclusivement dlments/de composants passifs permettant de mesurer linductance, la capacit et la rsistance. 10:1 signifie que la sonde rduit lamplitude du signal dentre dun facteur10 par le biais dun rseau diviseur de tension rsistif. En rgle gnrale, limpdance dentre du systme de mesure de loscilloscope (Zde la sonde + oscilloscope) est galement augmente dun facteur 10.Enfin, nous attirons votre attention sur le fait que toutes les mesures effectues laide de ce type de sonde sont ralises par rapport la terre. En dautres termes, vous devez connecter lextrmit dentre de la sonde au point de test souhait et vous devez obligatoirement connecter le fil/la pince de terre de la sonde la terre du circuit. Ce type de sonde ne permet pas de mesurer la tension sur deux composants de circuit intermdiaire. Ce type de mesure diffrentielle ncessite, en effet, une sonde active diffrentielle spciale. Notez que vous ne devez jamais essayer de fermer un circuit laide dune sonde doscilloscope.6

Modle basse frquence/CCModle basse frquence/CC: solution simplifie compose dune rsistance 9M en srie avec la terminaison dentre 1M de loscilloscope.Facteurs dattnuation des sondes:Certains oscilloscopes, tels que les modles de la srie3000X dKeysight, dtectent les sondes 10:1 et ajustent lensemble des mesures de tension et des rglages verticaux par rapport la pointe de sonde.Certains oscilloscopes, tels que les modles de la srie 2000X dKeysight, ncessitent la saisie manuelle dun facteur dattnuation de 10:1.Modle dynamique/CA: Trait ultrieurement et dans le cadre du labo n5.

Modle de sonde 10:1 passive7PageModle basse frquence/CCSagissant des applications de mesure CC ou basse frquence, le retrait de tous les lments capacitifs illustrs sur le modle de la diapositive prcdente permet de simplifier considrablement notre modle de sonde doscilloscope. Il subsiste simplement une rsistance de 9M prs de la pointe de sonde en srie avec la terminaison dentre 1M standard de loscilloscope. En appliquant la loi dOhm, vous pouvez voir q

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