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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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5. Différents types de sondes
Il est important d’utiliser une sonde conçue pour travailler avec l’oscilloscope pour lequel elle est fabriquée. Une sonde est le lien essentiel entre le signal à mesurer et l’oscilloscope. Un mauvais choix peut ruiner la précision et la résolution de l’instrument. La variété de sondes existantes répond à des besoins précis qui visent tous à la meilleure transmission du signal à mesurer en le perturbant le moins possible. Il faut toujours envisager la réponse en fréquence globale du système oscilloscope + sonde.
Avec l’utilisation de circuits analogiques et numériques de plus en plus rapides, l’usage des sondes devient plus compliqué.
Les composantes de fréquences du signal augmentant, les effets de charge d’un circuit connecté à une sonde sont plus compliqués. L’ingénieur a besoin de considérer comment il peut minimiser ces effets en fonction des applications. L’attention doit être portée sur les ajustements nécessaires de la sonde pour compenser l’impédance de l’oscilloscope, la bande passante et le temps de montée du système de mesure.
Les sondes sont conçues pour ne pas influencer le comportement du circuit sous test. Cependant, aucun appareil de mesure ne peut être parfaitement neutre. L’interaction involontaire de la sonde et de l’oscilloscope avec le circuit testé est appelée effet de charge. D’autre part, l’impédance de la sonde varie avec la fréquence. Minimiser cet effet de charge est l’art de l’ingénieur.
Les oscilloscopes sont généralement livrés avec une sonde passive 10X comme accessoire standard. Les sondes passives fournissent une solution adéquate pour l’usage général et la mise au point. Pour des applications plus spécifiques, une grande variété de types de sondes existe. Parmi celles-ci : les sondes actives et les sondes de courant.
5.1 Utilisation des sondes passives
La plupart des sondes passives ont des facteurs d’atténuation tels que 10X, 100X, 1000X. Par convention, le facteur d’atténuation est représenté par 10X, alors que l’amplification ou le grossissement est représenté par X10.
L’effet de charge du circuit devient plus prononcé à plus hautes fréquences ; il convient d’utiliser ce type de sonde passive pour la mesure de signaux au-dessus de 5 kHz. Parce qu’elle atténue le signal d’un facteur 10, la sonde 10X rend difficile...
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Différents types de sondes
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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