Présentation
RÉSUMÉ
De nos jours, l’oscilloscope reste l‘instrument le plus utilisé dans les laboratoires d’électronique. Cet appareil a évolué de l’analogique au numérique, et présente maintenant des menus pour communiquer avec l’utilisateur. Cet article expose sa structure, son fonctionnement et ses différents modes d’utilisation. Il s’attarde ensuite sur la grande variété des sondes conçues pour travailler avec un oscilloscope et soulève le problème de leur choix. Pour terminer, il aborde les critères à prendre en compte pour choisir un oscilloscope numérique.
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Patrick LESNE : Maître ès Sciences en Électronique, Électrotechnique et Automatique - Diplômé du Génie Industriel d’Orsay - Société Fluke
INTRODUCTION
Le lecteur trouvera dans cet article une vue d’ensemble sur l’instrument le plus utilisé dans les laboratoires d’électronique : l’oscilloscope. L’évolution technologique qui a conduit à l’avènement de l’oscilloscope purement numérique est d’abord décrite. La structure, le fonctionnement et les modes d’utilisation sont ensuite explicités.
Afin de permettre au lecteur d’avoir une idée précise de la visualisation du signal numérisé, les différentes méthodes utilisées aujourd’hui sont décrites en détail.
La plupart des instruments actuels, indépendamment des constructeurs, utilisent des menus pour communiquer avec l’utilisateur ; ces derniers sont décrits brièvement. Quel que soit le fabricant, la structure des menus est voisine pour les fonctions principales, la différence s’affirmant par la simplicité d’accès, c’est-à-dire le nombre plus ou moins élevé de sous-niveaux.
Les plus grands fabricants mondiaux étant américains, les faces avant ainsi que les menus sont bien évidemment en langue anglaise. Les termes anglais rencontrés dans les menus ou faces avant ne sont pas traduits mais explicités en clair, l’utilisateur peut ainsi se familiariser sans peine au fonctionnement des appareils.
L’article débute par un rappel sur le fonctionnement de l’oscilloscope analo-gique qui a ouvert la voie aux instruments actuels.
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Présentation
1. De l’oscilloscope analogique à l’oscilloscope numérique
Les mesures électroniques ont connu une succession d’étapes qui ont mené à la visualisation de signaux plus rapides, plus complexes et plus détaillés. L’affichage de l’oscilloscope a toujours été le dernier juge de la performance d’un circuit électronique.
L’échantillonnage numérique constitue depuis des dizaines d’années un outil précieux dans l’acquisition des événements de signaux, et l’on a vu récemment l’apparition d’oscilloscopes numériques (DSO, digital sampling oscilloscope).
L’oscilloscope est toujours l’outil de base de tout ingénieur ayant à mettre au point un circuit ou un ensemble électronique. Il fournit une représentation graphique en deux dimensions (axe vertical pour l’amplitude, axe horizontal pour le temps) permettant de visualiser et de mesurer les variations en fonction du temps de signaux électriques, images de phénomènes physiques.
L’évolution de la technologie a cependant changé profondément la nature et l’utilisation de l’oscilloscope. D’un appareil purement analogique basé sur la déviation d’un faisceau d’électrons à l’intérieur d’un tube à rayons cathodiques commandée d’une part, pour la déviation verticale, par une tension proportionnelle à l’amplitude du phénomène à observer, et d’autre part, pour la déviation horizontale, par une tension variant linéairement avec le temps ou par une tension proportionnelle à un autre phénomène, l’oscilloscope est maintenant presque exclusivement un appareil numérique.
Cette mutation a été rendue possible grâce à l’avénement des microprocesseurs et à la performance très étendue des écrans à cristaux liquides.
Les vitesses de traitement atteintes aujourd’hui assurent une représentation en temps réel de l’information représentée à l’écran. Les appareils récents ont des vitesses d’échantillonnage quatre à cinq fois supérieures à leur bande passante.
ainsi un instrument de 100 MHz de bande passante dispose d’une fréquence d’échantillonnage de 500 MHz (500 Mé/s soit 500 x 10 6 échantillons par seconde) garantissant une représentation réelle de l’information sans fausse représentation.
De plus, les...
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De l’oscilloscope analogique à l’oscilloscope numérique
1 Constructeurs (listes non exhaustive)
Agilent Technologies
Chauvin-Arnoux (produits Metrix) http://www.chauvin-arnoux.com
Fluke http://www.fluke.fr
Hameg Instruments http://www.hameg.de
Lecroy http://www.lecroy.com
nLDS Test and measurement http://www.niti.com
Tektronix http://www.tektronix.com
De nombreuses notes d’applications sont accessibles en ligne.
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Agilent Technologies http://we.home.agilent.com
Fluke http:// www.fluke.com
Lecroy Inc. http://www.lecroy.com
Tektronix Inc. http://www.tektronic.com
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Mesures (mensuel)
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