Pratique de l`oscilloscope numérique
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1. fonction du tem 0 tension consid r e une vo deux bornes toujours sous Figure 1 1 figure 1 1 Connecteur BNC BNC signifie Bayonet Neill Concelman du nom de ses inventeurs d une voie d oscilloscope Paul Neill des laboratoires Bell et Carl Concelman de la soci t Amphenol La tension observer est appliqu e entre le conducteur central et le conducteur p riph rique du connecteur BNC figure 1 2 0000000000000000000 Remarque Il est galement possible de visualiser d autres grandeurs physiques comme les courants mais seulement apr s les avoir Figure 1 2 converties en tensions Tensi A ension appliqu e un connecteur BNC FICHE 10 Influence de l impedance d entr e de l oscilloscope Tableau 10 1 Valeurs de Zo pour diverses fr quences f f Hz 10 100 1 000 Z 10 000 100 000 KQ 1 000 997 122 12 2 Nous con que le module de l imp dance d entr e d un oscillos par un c ble coaxial diminue fortement avec la fr quence Quand on branche une voie d oscilloscope entre deux points d un cir cuit il faut se pr occuper de l ventuelle perturbation apport e Dans ux cas la r ponse est imm diate par exemple pour un bran n sortie d un circuit int gr car le dip le vu des points de proche d une source de tension Par contre d2. modifie la fr quence dans le cas contra retouche le r glage d amplitude du g n rateur Il reste tracer les deux courbes partir des points relev s me exemple le filtre passe bas du d j exp riment dans la fiche 26 el og c o N w 2 F Hz PRATIQUE DE POSCILLOSCOPE NUMERIQUE Figure 25 4 Diagramme de Bode du filtre passe bas du premier ordre PR SENTATION DE L OSCILLOSCOPE NUM RIQUE Les oscilloscopes sont des appareils de visualisation des signaux lec triques tensions courants et de mesure de leurs param tres valeurs instantan es valeurs efficaces fr quences d phasages Historique et volution Premi res d couvertes Il est bien difficile de d finir un inventeur de l oscilloscope Cet appareil d coule de plusieurs d couvertes de la fin du x x si cle Vers 1878 le physicien et chimiste britannique William Crookes 1832 1919 invente le tube qui porte son nom Ce dispositif exp rimental est un l ment fondamental dans la gen se de l os cilloscope puisqu il est l origine des tubes rayons cathodiques En 1893 le physicien fran ais Andr Blondel 1863 1938 con oit un appareil permettant de visualiser l image d un signal p rio dique gr ce un proc d optique l oscillographe galvanom trique D autres dispositifs m caniques et optiques apparaissent la m me poque Ces appareils d emp
3. Lamplification d un amplificateur est Patt nuation L P P strictement sup rieure 1 tr s voisine de ce Gain 00000007 0000000000 Remarque 2 OSCOPE NUMERIQUE On d finit galement le gain en tension G par p V Pour un att nuateur on d finit un A param tre similaire mais en inversant num rateur et d nominateur pour obtenir dans ce cas un nombre sup rieur strictement positif c est l affaiblissement dont l unit est galement le d cihe Le gain est une grandeur sans dimension mais on lui attribue une unit le d cibel dB Le gain d un amplificateur est stric tement positif SAVOIR FAtR Pour mesurer l amplification d un amplificateur son entr e est reli e a un g n rateur de signaux et sa sortie est branch e sur une r sistance de charge ou laiss e en l air quand on mesure une amplification vide Un oscilloscope bicourbe permet de visualiser les tensions d entr e et de sortie de l amplificateur figure 21 2 FICHE 25 Relev d une courbe de r ponse en fr quence On mesure la diff rence de phase entre la tension de sortie et la tension d entr e c est a dire le d phasage de la tension d entr e par rapport a la tension de sortie ce qui correspond a arg H On place les points correspondants sur la feuille de papier semi lo garithmique Pour chaque point de mesure il faut v rifier que le niveau de len change pas quand on
4. Pratique de Poscilloscope numerique EN 30 FICHES OUTILS gt gt EN 30 FICHES OUTILS lt lt Pierre May DUNOD Tout le catalogue sur www dunod com DITEUR DE SAVOIRS d enseignement sup rieur provoquant une baisse brutale des achats de livres et de revues au point que la possibilit m me pour les auteurs de cr er des uvres nouvelles et de les faire diter cor Le pictogramme qui figure ci contre m rite une explication Son objet est d alerter le lecteur sur la menace que repr sente pour l avenir de l crit particuli rement dans le domaine DANGER de l dition technique et universi taire le d veloppement massif du photocopillage Le Code de la propri t intellec rectement est aujourd hui menac e Nous rappelons donc que toute reproduction partielle ou totale de la pr sente publication est interdite sans autorisation de l auteur de son diteur ou du Centre fran ais d exploitation du droit de copie CFC 20 rue des Grands Augustins 75006 Paris tuelle du 1 juillet 1992 interdit en effet express ment la photoco pie usage collectif sans autori sation des ayants droit Or cette pratique s est g n ralis e dans les tablissements LE PHOTOCOPILLAGE TUE LE LIVRE Dunod 2015 5 rue Laromiguiere 75005 Paris www dunod com ISBN 978 2 10 073865 6 Le Code de la propri t intellectuelle n autorisant aux termes de l article L 122 5 2 et 3 a
5. ans certains nse ne peut pas tre donn e directement et il faut tudier le de plus pr s uction de la bande passante La bande passante d un oscilloscope ne peut que rarement tre exploi tee en totalit car elle est r duite par l effet de la liaison entre l appareil et le circuit tudier qui forme un filtre passe bas La fr quence de coupure correspondante d pend non seulement de l oscilloscope et du c ble de liaison mais aussi de l imp dance du g n rateur de Th venin vu des points de mesure Consid rons un oscilloscope de r sistance d entr e R et de capa cit d entr e C reli par un c ble coaxial de capacit C des points entre lesquels le signal visualiser u est disponible avec une r sistance interne R figure 10 3 Figure 10 3 Schema quivalent un oscilloscope branch entre deux points Dunod Toute reproduction non autoris e est un d lit Dunod Toute reproduction non autoris e est un d lit FICHE 21 Mesure d une amplification Lamplification en tension A est le rapport de la valeur efficace V de la tension de sortie la valeur efficace V de la tension d entr e anv V S agissant d un rapport on peut utili ser les amplitudes V et V au lieu ds RQ WEEE valeurs efficaces Remarque Pour un att nuz num rateur etc A est un param tre sans dimension dans ce cas un ie ER
6. d une part que les copies ou reproductions strictement r serv es l usage priv du copiste et non destin es une utilisation collective et d autre part que les analyses et les courtes citations dans un but d exemple et d illustration toute repr sentation ou reproduction int grale ou partielle faite sans le consentement de l auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite art L 122 4 Cette repr sentation ou reproduction par quelque proc d que ce soit constitue rait donc une contrefacon sanctionn e par les articles L 335 2 et suivants du Code de la propri t intellectuelle Dunod Toute reproduction non autoris e est un d lit Ces fiches de la collection Cahiers techniques sont consacr es aux oscilloscopes num riques Elles sont destin es tout utilisateur potentiel poss dant quelques notions de base en g nie lectrique Le mode d emploi de l oscilloscope num rique est d taill ainsi que la description des principales mesures et visualisations qu il est pos sible de r aliser De nombreux exemples puis s dans des domaines d application vari s permettent au lecteur de mettre en pratique ses connaissances Ces 30 fiches outils sont des m mentos et ne constituent pas un cours sur les oscilloscopes num riques Les fiches outils sont structur es en sections Objectif pr cise l objectif de la fiche Rep res apporte les l ments techniques Savoi
7. lev d une caract ristique de transfert 124 Fiche 19 Mesures de puissances 128 Fiche 20 Utilisation du mode defilement 134 Fiche 21 Mesure d une amplification 136 Dunod Toute reproduction non autoris e est un d lit Fiche 22 Fiche 23 Fiche 24 Fiche 25 Fiche 26 Fiche 27 Fiche 28 Fiche 29 Fiche 30 Sommaire Mesure d une r sistance d entr e eta Wie capacit T idie 140 Mesure d une r sistance de sortie 150 Mesure d une fr quence de coupure 154 Relev d une courbe de r ponse en fr quence 162 Mesure de la vitesse des ultrasons 166 Mesure de la vitesse d une onde lectromagn tique dans un c ble 172 Adaptation d imp dance dans un c ble 180 Utilisation de la synchronisation TV 186 Analyse spectrale uso ati 190 e oo E 195 Dunod Toute reproduction non autoris e est un d lit LES CAHIERS TECHNIQUES MODE D EMPLOI LIAISONS ENTRE UN OSCILLOSCOPE ADA ET LE CIRCUIT A TUDIER Objectifs oyens pouvant tre utilis s pour relier un oscilloscope et le cir cuit a tudier Comparer les avantages et les inconv nients de ces diff rentes solutions Un oscilloscope permet esse tensions en
8. loi d licat ne concernent que des signaux lents Le physicien allemand Karl Ferdinand Braun 1850 1918 con oit en 1897 un appareil souvent consid r comme l anc tre de l oscil loscope cathodique C est alors surtout une curiosit scientifique Oscilloscope analogique Perfectionn par de nombreux inventeurs l appareil de Braun est l origine des premiers oscilloscopes qui permettent la visualisation de signaux avec un tube cathodique vers 1930 Loscilloscope est devenu v ritablement un appareil de mesure partir de la seconde guerre mondiale Le dispositif s est progressivement am lior pour devenir l outil de base de l lectronicien partir des ann es 1960 Une limite importante de l oscilloscope analogique est de ne permettre que l observation de tensions p riodiques Ce type d appareil est aujourd hui en voie d extinction car il est supplant par l oscilloscope num rique qui offre des possibilit s nettement plus tendues
9. r faire d taille l activit En pratique fournit des exemples Un index d taill et intuitif cl t cet ouvrage AV DIO POS irlanda carpa 3 Les cahiers techniques mode d emploi 7 Pr sentation de l oscilloscope num rique 8 Fiche 1 Liaisons entre un oscilloscope et le circuit a COR totes 14 Fene Ne een 28 Fiche 3 Mesure d une tension continue 36 Fiche 4 Influence de la r sistance d entr e ae Os MO OD ce gece cee ene ee 40 Fiche5 Visualisation d une tension pe riodique 44 Fiche 6 Mesure des param tres d une tension 48 Fiche 7 Visualisation de plusieurs tensions p riodiques 56 Fiche 8 Visualisation de la composante alternative HAE COS ee en 60 Fiche 9 Utilisation d une sonde att nuatrice 68 Fiche 10 Influence de l imp dance d entr e de osciloscopio sectores po riotlco 74 Fiche 11 Utilisation d une sonde compense e 82 Fiche 12 Visualisation d une tension non p riodique 90 Fiche 13 Visualisation d une tension modulee 96 Fiche 14 Visualisation de la courbe d un courant a Faide a Une F SISEANCE u 102 Fiche 15 Visualisation d un courant variable a l aide d une Sonde de cOUFANE 2 108 Fiche 16 Mestre de dephasase 2 114 Fiche 17 M thode de Lissajous 120 Fiche 18 Re
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