Les oscilloscopes analogiques
Ce type d'appareil est en voie d'obsolescence car il ne permet généralement que la visualisation de tensions périodiques. Il est de plus en plus remplacé par les oscilloscopes numériques.
Nous ne décrirons dans ce paragraphe que des généralités concernant les calibres de tension et la base de temps d’un oscilloscope analogique.
Fonctionnement interne de l’oscilloscope
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- Électrodes utilisées pour dévier les électrons en fonction de la tension en entrée
- Canon à électrons
- Flux d'électrons
- Bobine de concentration
- Face interne de l'écran couverte de phosphore
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Le signal à mesurer est visualisé sur un tube cathodique généralement vert.
La trace de l’oscilloscope est déterminée par deux composantes: une horizontale et une verticale.
Le mode XY permet notamment de visualiser un déphasage entre deux tensions sinusoïdales.
La base de temps
La base de temps est caractérisée par une tension en dents de scie appliquée
aux deux plaques verticales (voir schéma).
- En même temps le canon à électrons projette un faisceau d'électrons entre les deux plaques (la densité du faisceau correspond à l'intensité lumineuse):
- Le champ électrique créé par la tension en dents de scie entre les plaques
fait dévier les électrons de leur trajectoire d’origine.
- L'abscisse de la nouvelle trajectoire dépend directement de la
valeur de la tension en dents de scie.
- Afin que l’utilisateur puisse voir cette tension, les électrons vont
percuter l’écran fluorescent de l’oscilloscope en produisant une
lumière.
Tension appliquée par l’utilisateur
- De la même manière que pour la base de temps, la visualisation de la tension
appliquée à l’entrée de l’oscilloscope par l’utilisateur se fait à l’aide
des plaques horizontales (voir schéma) qui font dévier la trajectoire des
électrons verticalement.
- La position en ordonnée dépend directement de la tension appliquée par l’utilisateur.
La base de temps fonctionnant en permanence, nous voyons donc notre tension
d’entrée (amplifiée auparavant) évoluer au cours du temps.
Les oscilloscopes numériques
Contrairement au modèle analogique le signal à visualiser est préalablement
numérisé par un
convertisseur analogique-numérique (interface A/D). La capacité de l'appareil à afficher un signal de
fréquence élevé sans
distorsion dépend de la qualité de cette interface. La visualisation reste bien sur analogique.
Les principales caractéristiques à prendre en compte sont :
- La résolution du convertisseur analogique numérique.
- La fréquence d'échantillonnage en Mé/s (Mégaéchantillons par seconde)ou Gé/s (Gigaéchantillons par seconde).
- La profondeur mémoire.
L'appareil est couplé à des mémoires permettant de stocker ces signaux et à un certain nombre d'organes d'analyse et de traitement qui permettent d'obtenir de nombreuses caractéristiques du signal observé :
- Mesure des caractéristiques du signal : valeur de crête, valeur efficace, période, fréquence, etc.
- Transformation rapide de Fourier qui permet d'obtenir le spectre du signal.
- Filtres perfectionnés qui, appliqué à ce signal numérique, permettent d'accroître la visibilité de détails.
L'affichage du résultat s'effectue de plus en plus souvent sur un écran à cristaux liquides, ce qui rend ces appareils faciles à déplacer et, beaucoup moins gourmands en énergie.
Les oscilloscopes numériques ont désormais complètement supplanté leurs prédécesseurs analogiques, grâce à leurs plus grande portabilité, une plus grande facilité d'utilisation et, surtout leur coût réduit.
Liens externes
- Philips PM3250
schéma
- Osqoop Programme d'oscilloscope libre multi-plateforme (acquisition par port USB)
Oscilloskop
Oskilloskooppi
Oscilloskop
)
